改扩建桥梁拼接部位的受力性能研究

对于拓宽改建的桥梁,其新、旧桥间的拼接部位除受到结构自重、二期恒载作用外.基础差异沉降、混凝土梁徐变变形差、汽车荷载都将对其产生附加内力.该文以实际工程中一座预制箱梁桥为例,分析了基础差异沉降、徐变变形差、汽车荷载对拼接部位的内力影响,可为改建桥梁拼接部位的设计提供有益的参考.     

混凝土连续箱梁桥拼接拓宽后箱梁顶板病害分析

为探讨桥梁横向拼接拓宽给既有预应力混凝土箱梁桥箱梁桥面板可能带来的结构病害,利用有限元方法分析新旧箱梁之间产生的相互作用以及对既有箱梁结构应力状态的影响,研究既有箱梁顶板和翼缘板在拓宽后可能产生的结构病害及其产生的机理。结构分析中考虑的主要参数包括新建混凝土桥梁的收缩及徐变效应、新旧箱梁之间的不均匀沉降差、温度梯度以及车辆活载作用。研究结果表明：拓宽后既有箱梁的部分顶板和靠近新建箱梁的大部分内侧翼缘板顶面普遍处于较大的拉应力状态,其中新建桥梁混凝土收缩和徐变效应、新旧箱梁之间的不均匀沉降差是主要原因,将很可能造成翼缘板上翼缘大部分区域开裂,设计时需采取相应加固措施,并建议了箱梁桥面板横向加固方法;拓宽后新旧箱梁整体结构在梁端截面将发生较大的横向偏移变形,极有可能挤压侧向抗震挡块,造成结构损害,因此有必要限制需拓宽的混凝土连续箱梁桥总长;应重视以往桥梁拓宽设计时忽视的箱梁桥面板横向应力状态变化及其可能带来的结构病害,设计者应充分注意桥梁拓宽所带来的不利影响。     

三向预应力混凝土箱梁桥拓宽改造箱梁翼缘板连接结构研究

为解决三向预应力混凝土连续箱梁桥拓宽时的拼接难题,提出一种适用于箱梁翼缘板横向拼接的嵌入式钢板连接结构,以京沪高速公路盐河大桥为背景进行研究。采用MIDAS FEA软件建立全桥有限元模型,分析该结构在混凝土收缩徐变差、基础沉降差、车道荷载作用下的结构响应、横向传力机理,并对若干影响参数进行敏感性分析。结果表明:该连接结构能够形成横向传力通道,有效吸收新、旧桥间发生的纵向变形差异作用,满足横向拼接需要,结构可行;嵌入式钢板通过区域应力状态的连续改变完成了内力横向传递;嵌入式钢板厚度、布置间距、拼接缝宽度对钢板的应力影响明显,而钢板宽度对其影响相对较小。     

高速公路预制小箱梁拼宽关键技术

为了明确预制箱梁桥拼宽后的力学性能,指导同类桥梁的拼宽设计,该文研究了拼接方式对预制拼宽箱梁桥在活载作用下受力、变形及对基础沉降差引起的横桥向应力的影响。结果表明:旧桥拼宽后,旧桥主梁受力的改善程度与拼接方式相关,拼接部位刚度越大,旧桥受力改善越明显。采用刚性拼接时,基础沉降引起的横向最大正应力发生在靠近拼接部位的旧桥主梁顶部,弱刚接及铰接拼宽的最大正应力发生在拼接处。综合分析,预制小箱梁拼宽宜采用弱刚接的拼宽方式。     

装配式箱梁桥拓宽中的基础沉降控制标准研究

针对拓宽装配式小箱梁基础沉降差控制标准的研究,以长邯高速公路改扩建工程中某30m预应力混凝土连续箱梁桥为依托工程,提出了相应的沉降控制原则及方法:即从上部结构性能及施工阶段新桥短期预压后的沉降监测及预测两方面出发,结合有限元数值分析和灰色理论等方法,确定拓宽装配式小箱梁基础沉降差控制标准的合理范围。基于此方法的分析结果表明:预压1～2个月后新桥沉降基本趋于平稳,并提出了新旧桥基础沉降差控制标准的合理范围为2.5～5mm。该文所提出的沉降控制标准可为施工方确定新旧桥梁的连接时机以及为实际预压时间提供理论依据。     

桥面连续小箱梁桥拓宽后徐变对连续桥面板的影响分析

简支小箱梁桥面连续结构桥梁作为高速公路常用的结构形式,在桥梁改扩建施工后其拓宽接缝面临着复杂的受力问题。本文以甬台温高速公路桥梁拓宽为研究背景,利用实体有限元对拓宽梁桥的桥面板梁端处部位进行了受力分析,研究了徐变对新旧桥拼接后对桥面板的影响,通过数值分析总结了徐变影响下桥面板梁端接缝的受力状态及特点。     

预应力混凝土连续刚构桥加宽拼接横向受力分析

结合某在建高速公路预应力混凝土连续刚构桥梁横向拓宽拼接工程,采用实体模型对新、旧桥连接部位在局部车轮荷载以及支座沉降下的局部受力横向性能进行分析.研究成果在工程实践中取得了良好的效果,可为既有预应力混凝土连续刚构桥的横向拓宽拼接工程设计和施工方案优化提供参考.     

高速公路改扩建项目既有空心板桥的拼宽计算分析

中小跨径空心板梁桥是高速公路改扩建的主要桥型,该文依托济南至青岛高速公路改扩建项目,采用结构空间有限元法分析了影响新旧桥主梁及其连接处性能的两个最主要因素,即新旧桥的基础沉降差和新旧桥混凝土收缩徐变差。得到以下结论:空心板桥拼宽容许沉降差应控制为4～6 mm,且尽可能选择在6个月以后进行新旧桥梁的拼接。     

旧桥拓宽加固设计方法研究

以实际工程中一座简支箱梁为例,对原有桥梁使用性能、拓宽加固选取的原则及加固形式进行归类总结。针对新旧桥梁的上部连接而下部分离的拼接方式计算分析拓宽前后荷载及内力横向分布规律,计算分析新旧桥混凝土收缩徐变的龄期差异对新旧桥主梁及其连接面的影响,并提出旧桥加宽加固的施工顺序及注意事项。     

改扩建工程新旧桥拼接分析探讨

结合佛开高速公路改扩建工程,针对预制空心板及T梁,对新旧桥拼接方案的选择及拼接计算思路进行探讨。最终选择上部结构连接、下部结构不连接的拼接方案,并采用Midas Civil建立新旧桥全桥梁格模型进行计算分析。重点对新旧桥龄期差产生的收缩徐变及新桥沉降进行了阐述。计算发现,这2方面的影响均非常显著,尤其对靠近拼接带的主梁更是如此。前者对新桥产生了全截面的拉应力,而对旧桥主要产生压应力;后者则对新旧桥均有不利影响。设计中应充分考虑这2个方面的影响。     

大跨径连续箱梁拼接施工技术

结合福泉(福州-泉州)高速公路扩建工程中驿峰分离式桥连续箱梁的施工经验,探讨了大跨径连续箱梁新老桥梁的拼接施工技术及质量控制措施,从工字钢共振梁使用、新建桥基础沉降对老桥的附加力两方面提出了大跨径连续葙梁拼接中有待解决的问题.     

混凝土连续刚构桥加宽拼接带收缩性能分析

结合某在建高速公路预应力混凝土连续刚构桥梁横向拓宽拼接工程,采用实体模型对新、旧桥连接带部位在收缩徐变作用下的局部受力性能进行分析.研究成果在工程实践中取得了良好的效果,可为既有预应力混凝土连续刚构桥的横向拓宽拼接工程设计和施工方案优化提供参考.     

既有桥梁拓宽上部结构接缝处理方法分析研究

该文对既有桥梁拓宽新旧桥接缝各种处理方法的优缺点进行了论述。根据桥梁拓宽实例,得出了桥梁拓宽前新旧桥的总体处理原则、拼接时机的选择等结论。同时,提出了桥梁拓宽上部结构处理需要考虑的几个问题,对既有桥梁的拓宽改造具有一定的参考价值。     

斜桥拼宽中受力状态的分析

该文针对斜桥拓宽时新旧桥接缝处受力的复杂性,结合某高速公路上一座空心板桥梁,应用空间有限元方法,分析了横向采用铰缝连接时,拼接前后汽车荷载作用下新旧桥弯矩、支反力,以及拼接结构的横向受力情况,并提出对不利受力状态的改善方法,为同类型的拼宽设计带来借鉴和参考.     

乌奎高速公路改扩建工程桥梁拼接方案研究

在连霍高速(G30)新疆境内乌奎屯高速公路改扩建工程中,为解决桥梁结构物拼接设计,正确理解和运用新、旧规范,确保拼宽后桥梁整体结构的使用性能,以85版、04版规范为依据,对老桥承载能力,新、老基础差异沉降,混凝土徐变变形差和汽车荷载作用下拼接部位受力状况等方面进行分析,提出影响结构物拼接加宽的控制性因素、影响程度、控制指标及对策措施,结果表明,新、老桥梁的拼接加宽方案切实可行。     

桥梁拼接中CFL技术的理论研究

讨论了桥梁拼接技术中伸缩缝连接、刚性连接和碳纤维薄板(CFL)连接3种方案。基于3个基本假定,应用有限元原理建立CFL弹性薄壳单元模型,给出了CFL弹性薄壳单元刚度矩阵。以一座跨径组合为5×30 m的5跨预应力混凝土连续箱梁拓宽工程为例,对刚性拼接和CFL拼接结构分别建立三维有限元模型。重点研究了CFL拼接结构的三维仿真模型。对于不同拼接方案,对比分析新旧桥拼接后结构内力及位移的变化情况。研究结果表明,相对于常用的刚性拼接方案,CFL拼接方案对于既有箱梁的轴力、弯矩、剪力的变化影响较小,是桥梁拓宽工程中的一种可行的纵缝拼接方案。     

基于拓宽后桥梁支反力变化的新旧桥活载传递研究

为研究桥梁拓宽后活载在新旧桥之间的传递规律,结合某高速公路中典型混凝土箱梁桥的拓宽设计,分别采用混凝土箱梁和钢-混组合梁2种常见新桥拓宽方案,提出了新旧桥活载传递率的概念,并采用支反力的变化加以度量。研究表明,拓宽前后新旧桥的刚度比对荷载传递率影响很大,结合桥梁拓宽的案例分析,得到旧桥向新桥的荷载传递率约为5%~6%,新桥向旧桥的荷载传递率约为11%~12%;同时,桥梁拓宽后旧桥的外侧支座反力有适度增加,其内侧支座反力显著减小;当旧桥外侧支座反力增加幅度超出原支座设计承载力时,应提前进行支座更换。     

错孔拓宽连续箱梁力学性能分析

由于在高速公路扩建工程中,采用错孔拼接拓宽设计方案与常规桥梁拓宽有较大不同,为验证该方案的可行性,针对该错孔拓宽方案开展了计算研究。结果表明:桥梁错孔拓宽布置,可以有效降低新旧桥梁翼缘板端的高差,改善旧桥正弯矩区受力,但会增加旧桥支座处的负弯矩;新旧桥梁的拼接宜优选铰接形式;桥梁拼接拓宽后恒载增大,可不必担心支座脱空问题;拓宽桥梁延迟拼接,可以有效减少桥梁拼接运营后发生的横纵向位移,但改善效果会随着时间增长而逐渐降低。     

旧桥拓宽中拼接方式对旧桥受力状态的影响分析

针对斜桥拓宽时新桥与旧桥跨径不协调情况,结合沪宁高速公路上一座箱型桥梁,应用空间有限元方法,分析了横向采用钢板连接和铰缝连接时,拼接前后汽车荷载作用下旧桥挠度、应力的变化、旧桥悬臂端挠度及悬臂根部应力状态以及横向拼接结构的受力情况。通过分析认为铰缝连接比钢板连接能提供更大的连接刚度,且拼接使活载作用下桥梁变形及纵向应力减小,但使横向受力不利;而错孔拼宽使旧桥整体受力变得有利,但接缝处受力较大。     

新旧拼宽桥梁结构容许沉降差研究及控制

本文以京港澳高速公路改扩建工程中某大桥拓宽为例,通过理论计算分析,得出T梁结构拼接新旧桩基容许沉降差,并采取增加桩长和加大桩径的方式控制新旧桥梁结构沉降,同时通过实际观测测量,表明新旧桥梁结构沉降控制措施得当,为以后类似工程设计计算提供了参考借鉴。