汶川桥梁震害分析与抗震设计对策

通过对汶川地震区213国道上桥梁震害的调查,结合震区梁式桥的结构特点,通过分析表明:震区梁式桥主要震害特征是由于梁底与板式橡胶支座顶产生相对滑动,梁体发生较大位移,从而引起落梁、支座悬空、挡块和伸缩缝破坏,但梁底与支座间滑动,实际上起到了隔震作用,国道213线从都江堰到映秀的梁式桥,除百花大桥外,桥梁墩柱和基础本身都没有出现严重破坏的情况.针对震害现象,提出了相关抗震设计对策.     

近场爆炸时预应力混凝土梁体抗爆分析

为了研究预应力混凝土梁在爆炸荷载下的动力响应、破坏模式以及不同预应力条件对结构抗爆性能的影响,结合流固耦合理论,采用LS-DYNA有限元软件建立预应力混凝土梁实体模型,开展不同炸药条件,不同预应力度和不同爆心位置条件下的预应力混凝土梁体结构抗爆分析。结果表明:①混凝土梁体的破坏模式随炸药当量的增加而变化,小当量炸药条件下,混凝土梁体表现为传统的受弯构件,随着炸药当量增加,梁体迎爆面出现压溃破坏,继续增大炸药当量,梁体迎爆面压溃引起的混凝土剥离面积和深度增大,导致截面抗压能力减弱,梁体由适筋设计的塑性破坏转为脆断;②当中等炸药当量在梁上方爆炸时,按抗弯要求设置的预应力效应能提高抗爆能力10%左右,反之,当其在梁体下方爆炸时,由于预应力效应的不利叠加会导致梁体抗爆能力明显下降;③对于同等炸药当量条件下沿梁跨径方向不同位置的爆炸,跨中爆炸时梁体受力最为不利,爆点位于支座处梁体上方时,由于支座的边界约束作用,梁体动力响应和损伤较小;④同等炸药当量条件下,爆心相对梁体上下位置的改变将引起预应力混凝土梁体破坏模式的改变;⑤灌浆对预应力混凝土梁体的抗爆性能影响不明显,有黏结预应力和无黏结预应力混凝土梁体在不同爆炸荷载作用下表现出相似的动力特性和力筋应力增量变化规律。     

近场爆炸时预应力混凝土梁体抗爆分析（双语出版）

为了研究预应力混凝土梁在爆炸荷载下的动力响应、破坏模式以及不同预应力条件对结构抗爆性能的影响，结合流固耦合理论，采用LS-DYNA有限元软件建立预应力混凝土梁实体模型，开展不同炸药条件，不同预应力度和不同爆心位置条件下的预应力混凝土梁体结构抗爆分析。结果表明：①混凝土梁体的破坏模式随炸药当量的增加而变化，小当量炸药条件下，混凝土梁体表现为传统的受弯构件，随着炸药当量增加，梁体迎爆面出现压溃破坏，继续增大炸药当量，梁体迎爆面压溃引起的混凝土剥离面积和深度增大，导致截面抗压能力减弱，梁体由适筋设计的塑性破坏转为脆断；②当中等炸药当量在梁上方爆炸时，按抗弯要求设置的预应力效应能提高抗爆能力10%左右，反之，当其在梁体下方爆炸时，由于预应力效应的不利叠加会导致梁体抗爆能力明显下降；③对于同等炸药当量条件下沿梁跨径方向不同位置的爆炸，跨中爆炸时梁体受力最为不利，爆点位于支座处梁体上方时，由于支座的边界约束作用，梁体动力响应和损伤较小；④同等炸药当量条件下，爆心相对梁体上下位置的改变将引起预应力混凝土梁体破坏模式的改变；⑤灌浆对预应力混凝土梁体的抗爆性能影响不明显，有黏结预应力和无黏结预应力混凝土梁体在不同爆炸荷载作用下表现出相似的动力特性和力筋应力增量变化规律。     

高速铁路混凝土简支箱梁桥地震偏移顶升与复位

某高速铁路线上的9座32、24 m预应力混凝土简支箱梁桥因地震发生梁体与支座连接螺栓剪断、梁体偏移等病害,需对桥梁震害进行整治,不切断钢轨、不扒除道砟,对梁体进行顶升与纠偏复位,并更换损坏的支座螺栓。仅顶升的梁体采用300 t单向顶升千斤顶,需纠偏复位的梁体采用300 t级三向千斤顶,每个支座布置2台,1孔梁共8台,千斤顶横桥向中心距2.77 m,顺桥向中心距0.8 m。对于梁体未偏移但需更换支座螺栓的梁跨,采用单墩四支座同步顶升;对于梁体偏移且需更换支座螺栓的梁跨,采用两墩八支座同步顶升。纠偏复位梁体时,采用PLC同步液压控制系统控制千斤顶同步顶升和平移,竖向位移控制在5 mm内。采用该技术顺利完成整治施工,实测梁体混凝土横向最大拉应力1.7 MPa,钢轨应力增量18 MPa,横向纠偏力1 600 kN,纵向纠偏力3 850 kN。     

板式橡胶支座桥梁地震位移控制方法

为了克服中国采用板式橡胶支座的中小跨径桥梁易发生梁体移位震害的不足,合理控制梁体地震位移,以一典型板式橡胶支座连续梁桥为研究背景,采用SAP2000有限元程序,考虑板式橡胶支座的滑动效应,建立了桥梁结构空间动力计算模型,进行了非线性时程地震反应分析,研究了地震动特性对梁体地震位移的影响,探讨了板式橡胶支座桥梁存在的问题,提出了将一联梁桥中某中间桥墩的板式橡胶支座改为铅芯橡胶支座的地震位移控制方法.结果表明:该方法能有效控制梁体地震位移,虽在一定程度上增大了设置铅芯橡胶支座桥墩的地震反应,但与可能的落梁震害相比,桥墩发生有限损伤是可接受的.     

悬浇连续梁墩梁临时固结体系计算分析及安全评价

墩梁临时固结体系是保证预应力混凝土连续梁悬臂施工稳定性的主要措施之一。基于铁路连续梁桥墩梁临时固结设计方案,采用数值计算方法,对墩梁临时固结体系倾覆稳定性和临时支座局部承压进行计算分析。结果表明,仅依靠梁体自重不能保证悬臂施工纵向倾覆稳定性,在临时支座设置一定数量的精轧螺纹钢后,能大大提高梁体纵向倾覆稳定;当临时支座设计尺寸受到限制时,尽可能增加临时支座的数量和提高混凝土标号,以增大临时支座的承压能力。     

卷洞大桥梁体复位技术介绍

重庆市石柱县卷洞大桥在使用过程中发生梁体严重滑移,急需抢险复位.研究分析该桥特点及病害成因,采用数控同步顶升设备进行多点顶推,并对桥梁进行纵向复位,对墩柱进行纠偏复位,更换支座和伸缩缝.介绍顶推复位总体设计、构造措施和实施工艺.     

某连续梁桥桥墩偏位处治和加固

某钢筋混凝土连续梁桥由于弃土土压力的作用,墩顶发生了84 cm偏位,墩身产生众多环向裂缝,严重影响桥梁安全。根据现场调查情况,制定桥墩纠偏和加固方案,先顶升偏位桥墩上的主梁,使梁与支座分离,然后在桥墩顶部施加水平推力将墩柱复位,更换支座,最后对桥墩进行外包混凝土加固。     

地震作用下考虑土-桥台-上部结构相互作用的大跨桥梁伸缩缝处碰撞效应研究

为了给大跨桥梁抗震设计提供参考,针对西部山区强地震带常见的高墩大跨桥梁,考虑土-桥台-上部结构相互作用以及支座的滑动效应,采用非线性时程法对地震作用下大跨桥梁伸缩缝处碰撞效应进行了研究。采用非线性弹簧模拟桩基-土体相互作用以及台背填土的弹塑性变形,采用双线性滞回模型模拟支座的滑动效应,并采用接触单元法模拟主、引桥梁体间以及引桥梁体-桥台背墙间的碰撞反应。研究结果表明:主、引桥梁体间以及引桥梁体-桥台背墙间若发生连锁碰撞效应,桥台背墙将会遭受较大的撞击力作用,过大撞击力使得台背纵向位移、台后填土塑性变形以及桥台桩基的地震响应显著增大,易引起引桥桥台破损、桩基断裂以及引桥梁体落梁等震害。     

空心板桥火灾后结构损伤检测与评估

该文针对某空心板桥火灾后的技术状况进行了现场检测与损伤评估,研究探讨了火灾对中小跨径空心板桥结构性能的影响。在现场检测桥跨结构火灾后损伤分布及结构表面火灾温度判断的基础上,通过墩柱及盖梁的混凝土强度测试、空心板粱的上拱度测试、支座检查,以及结构内部钢筋性能试验,对桥梁结构受损程度进行综合评定。从而了解火灾后桥跨结构的损伤分布情况,掌握包括板梁、盖梁、墩柱、支座等各结构部件在火灾后的实际技术状况。进而为跨线桥的加固设计和养护管理提供技术依据。     

梅龙高速公路深度3号桥梁体滑移纠偏施工

S12梅龙高速公路K24+615深度3号桥2014年通车运营后,在车辆动荷载及梁体本身纵向下滑力的作用下,第一联(0~#～5~#墩)左幅梁体向梅州方向纵向位移5～7cm,右幅梁体向梅州方向纵向位移3～5cm,影响行车安全。通过对第一联偏移梁体整体顶升和对支座进行改造后,同步顶推纠偏使梁体恢复到原设计位置。     

北江大桥引桥整体顶升施工仿真分析

北江大桥为多跨连续梁桥,由于佛开高速扩建,该桥引桥采用整体同步顶升施工,需顶升0.150~1.491m。为分析该桥在顶升施工中的梁体受力,为施工提供指导,采用ANSYS软件建立该桥15~22号墩连续梁模型,对同步顶升力、落梁调整到位后梁体的受力进行计算分析,并研究纵、横向误差对梁底应力和支座反力的影响。结果表明:在同步顶升过程中,理论顶升力与实测值接近;落梁后梁体应力变化的理论值与实测值接近,梁体仍处于受压状态;1cm的纵向顶升误差不会使梁体出现拉应力,也不会使支座反力出现较大变化;1cm的横向顶升误差使梁体出现拉应力,使支座反力出现较大变化。因此须严格控制顶升误差,建议纵向顶升误差不超过10mm,横向不超过5mm。     

装配式T梁检测及静载试验方案研究

介绍九寨沟至绵阳高速公路LJ19标段的装配式简支T梁专项检测和静载试验方案,T梁专项检测包括梁体外观检测、初始裂缝检测、梁体混凝土强度检测。针对T梁静载试验,介绍正常使用、开裂和破坏工况的计算流程和结果,设计了试验反力架和加载装置,同时介绍试验梁测点布置、测试内容、加载流程,阐明了测点实测值的温度影响修正原理。方案研究可直接应用于该T梁的检测及荷载试验,还可为同类装配式梁桥的检测评估提供参考。     

独塔双索面斜拉桥抗震性能研究

大跨度斜拉桥在地震力作用下梁体与墩台间较大的相对位移往往导致落梁或者相邻两跨梁体碰撞等震害的发生.该文着重介绍了一种新型拉索减震支座,它能够有效地降低地震下墩梁相对位移值.采用SAP2000通用有限元分析软件建立考虑桩土相互作用的斜拉桥三维有限元模型,分别对墩梁间设置普通盆式支座与拉索减震支座的结构动力响应进行了研究,对比分析了两种工况下墩梁相对位移以及桥墩底部地震力(弯矩和剪力)等的变化规律,表明拉索减震支座能够有效减小地震中墩梁之间的相对位移值.     

朔黄铁路高窝中桥4h天窗点内换梁施工技术

朔黄铁路高窝中桥为3孔10 m低高度钢筋混凝土双线桥,中孔上跨高窝公路。上行线(重车方向)中孔由2片分片式板梁组成,每片梁重25.5 t、高70 cm、宽192 cm。上行线中孔碳纤维加固过的梁体腹板及上翼缘再次出现多条裂缝,已严重危及行车安全,急需更换改造。朔黄铁路运输繁忙,鉴于待换桥梁跨度小、数量少,为实现4 h的维修天窗点内换梁,采用台车法施工。新梁采用预应力混凝土整体式板梁,梁重53.3 t、高70 cm、宽390 cm。新支座为高130 mm、带上下钢板的球型支座。换梁施工中通过分析天窗点内作业用时、精简维修天窗点内作业量、对支座垫石预处理并配合破裂试验、加强架梁精度控制等措施,有效减少了封锁点内的作业时间、提高了工作效率,顺利实现了4 h天窗点内对旧梁的更换。     

都汶高速公路庙子坪岷江大桥

庙子坪岷江大桥是都汶公路高速路段上的一座特大桥梁。孔跨布置为2×50 m简支T梁+(125 m+220 m+125 m)三孔连续刚构+(17×50 m)简支T梁,全桥长1440m。5.12汶川特大地震使该桥遭到严重破坏。第十孔引桥整体掉落,其余引桥普遍纵横向移位,挡块损坏,支座滑移、脱落,5~#主墩墩身开裂,目前正在修复。     

30m预应力混凝土实梁承载力试验及现象分析

文章通过30m预应力混凝土实箱梁承载力试验及梁体外表所产生的现象分析,为广大桥梁工作者提供实梁破坏的直观印象,使其了解梁体从开始工作到完全破坏要经过哪几个阶段、每个阶段工作载荷的大小、所表现出的力学性能、梁体外表产生什么样的现象、最终能承受多大的荷载等。     

近场地震下简支梁桥的碰撞响应研究

近场地面运动有显著的改变结构响应的特点,使结构产生较大的内力和位移。由于简支梁桥存在着梁体伸缩缝,在近场地震作用下因相邻两跨梁之间或是梁与桥台之间运动的不协调导致发生碰撞,这种碰撞现象可能会造成梁体的脱落。研究了碰撞现象对桥梁结构产生的不利影响,认为对固定铰支座的影响很大,在支座设计时应予重视。     

高墩系梁设置对桥墩横向地震响应的影响

在地震高烈度地区桥梁下部结构设计时,经常会遇到桥墩较高时需要设置系梁的情况,来防止墩柱发生横向动力失稳,减小地震作用下的桥梁破坏.从大量的震害中发现未设系梁的桥墩比设置系梁的桥墩横向破坏显著.以毛林特大桥引桥下部结构为研究对象,分析E2地震作用下墩柱的横向变形和关键截面的内力,研究表明桥墩较高时系梁设置对桥墩横向抗震性能影响显著.     

曲线钢箱梁桥支座最不利反力分析与试验研究

为研究小半径曲线钢桥的最不利支座反力变化和脱空情况,以一曲线钢箱梁实体工程为对象,先建立理论模型,求解出理论最不利支座反力的加载影响线,并据此计算出现支座反力最不利情况的荷载分布,然后对梁体支座反力变化进行实际加载测试,利用不同载位检验支座的实际刚度,根据实际变形检测钢箱梁支座的反力变化,检验是否存在支座脱空情况。试验数据表明:该分析试验方法具有较好的可靠性;试验结果显示在最不利荷载作用下,分联墩处内支座受力最为不利,宜在设计施工中引起重视。