板桁结合钢桁桥在旧桥通行能力升级改造中的应用

松浦大桥大修工程上层桥面宽度由原来的12 m拓宽为24.5 m,上层桥面系与主桁上弦采用全线固结的连接方式,为我国板桁结合体系在旧桥通行能力升级改造工程中的首次应用。板桁结合结构的使用可有效的提高结构的承载力,改善主桁杆件受力,减小加固工作量。结合松浦大桥上层桥面更新,介绍和分析了板桁结合结构体系在松浦大桥大修工程中的应用及构造形式,为既有钢桁梁桥的大修和改造提供有益借鉴。     

大跨径钢桁梁桥加固方法研究

松浦大桥维护改造面临荷载大幅增加,需维持两片主桁不变,且只能原位负载加固施工等不利条件。依托该工程,进行大跨径钢桁梁加固改造中杆件、节点加固方法的研究。针对加固构件不同受力特点提出不同加固设计方法,提出了针对性的加固施工措施,计算表明,加固后老构件对结构安全起控制作用,加固时负载系数越小,可取得的加固效果越好。     

公铁两用钢桁架桥原位拓宽改建设计关键技术

以松浦大桥为背景,对公铁两用钢桁架桥原位拓宽改建的可行性及关键技术进行分析。松浦大桥原为双层桥面公铁两用钢桁架桥,上层布置2车道公路,下层布置单线铁路,为满足新的桥梁使用功能,将其上层公路拓宽为6车道,下层铁路改为非机动车道和人行道。由于道路规划限制,该桥主桥需基于原位进行拓宽且基础不能加固,故根据拓宽后结构增加的竖向荷载对原钢管桩基础进行验算,结果表明不加固基础,仅通过加固主桁架提高主桥上部结构的承载力是可行的。拓宽改建设计中采用构件贴板方案加固主桁架以提高上部结构的承载力;为改善结构受力,上层桥面系采用正交异性组合桥面板,下层桥面系采用整体式正交异性钢桥面;利用位于两侧桥台处的升降支架设置拉索以提高主桥的抗倾覆性能;综合考虑理论计算和施工控制,选择桥梁新、旧部分的上、下部结构连接方式;主、引桥均采用减隔震设计保证结构的抗震安全性。     

公铁两用铆接钢桁梁桥拓宽改建荷载试验分析

上海市松浦大桥原为跨越黄浦江的双层公铁两用桥，主桥为2联(96+112)m连续铆接三角形钢桁梁结构，根据交通需要将其在原位拓宽改建。为了测试桥梁的实际受力状况，检验改建的设计、施工质量，验证结构安全性与改造的有效性，对原位改建完成后的桥梁进行了荷载试验，包括静载试验、动载试验及自振特性参数测试，获取了原位拓宽改建后桥梁结构关键杆件的应力、变形、自振频率等结构参数。试验结果表明：1)桥梁结构受力与理论计算基本一致；2)承载力满足设计要求；3)采用的的改造方法合理有效。     

桥梁加固薄弱受弯构件承载力极限状态计算

桥梁结构一般采用带载加固,其承载力应按两阶段受力构件计算。首先分析加筋和加混凝土两类受弯构件正截面承载力计算方法和计算公式。另外在试验研究的基础上建立考虑两阶段受力影响的桥梁加固钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算公式和实用条件,分析两阶段受力对箍筋、弯起钢筋、混凝土和后加补强斜钢板抗剪承载力的影响。最后给出桥梁加固薄弱受弯构件设计实用计算方法。     

桥梁加固分阶段受力抗弯承载力极限状态分析

粘贴钢板或其他纤维复合材料对梁的受拉薄弱区进行补强是桥梁加固的主要方式之一。粘贴钢板加固一般采用带载加固，其承载力应按两阶段受力构件计算。在基本假设的基础上．针对桥梁构件两阶段受力的特点．对T形截面梁，分析粘贴钢板加固桥梁构件正截面抗弯承载力的计算公式和适用条件，并给出极限状态加固设计的方法和步骤。     

双曲拱桥加固方法探讨及计算分析

以上世纪70年代建成的某座双曲拱桥为工程实例,分析了该桥的病害特点,并给出了双曲拱桥加固维修的常规方法.重点讨论了增大主拱圈截面面积进行拱肋加固的两种方法.并结合有限元计算,对加固后结构的承载力、裂缝以及挠度进行了验算,通过对比分析计算结果表明：加固后桥梁的受力性能均能满足规范要求,从结构受力性能上来讲,变拱肋为拱箱的加固方法较锚喷钢筋混凝土加固方法更具优势.     

新旧混凝土薄弱层对兰河石拱桥加固的影响

桥梁加固后组合结构的受力特点不同于新建桥梁。以平顶山兰河石拱桥的加固工程为例,运用大型有限元软件MIDAS Civil对桥的结构受力状态进行分析。根据实际情况考虑了新旧混凝土之间薄弱层,进而模拟加固后的桥梁受力状态。按照相关规范,采用极限承载力法和容许应力法进行验算,据此来评估拱桥加固后的效果。通过静载试验验证了加固方法和验算理论的正确性。     

基于断裂力学的老龄钢桥剩余寿命与使用安全评估

提出了基于断裂力学评估老龄铆接钢桥剩余寿命与使用安全的基本方法。根据铆接构件的疲劳破坏特征,建立了铆接钢桥简化断裂分析模型。鉴于简化断裂分析模型的不足,建立了铆接构件断裂分析模型,该模型可合理计入铆接构造、钉载等对疲劳裂纹扩展的影响。运用板壳断裂力学有限元程序,经计算回归得到了铆接构件断裂分析模型的几何修正因子公式。按铆接构件简化断裂力学模型和构件断裂力学模型,计算了浙江路桥主要杆件的剩余寿命,结果表明:按后者计算的剩余寿命均比前者降低约35%,可见钉载、钉孔应力集中等的影响是显著的。为保证正常使用功能,简化断裂分析模型和构件断裂分析模型的超声波探测间隔分别为4、2 a;若按保证主桁结构承载安全,则探测间隔已超过100 a,这样的探测间隔在一般情况下已无须考虑。     

云南省响水河大桥加固技术研究与力学验算

通过对云南箱形拱响水河大桥加固前后的有限元分析,探讨箱形拱桥在重交通荷载作用下病害类型及加固设计效果。根据现场调查,为减少桥梁上部结构自重采用马蹄形T形梁更换原病害严重的T形梁结构,提高结构的整体受力性能;同时采用封闭套箍加固技术对主拱圈进行加固处理,增强主拱圈各控制截面承载能力。加固前后有限元计算结果表明重交通荷载是造成拱脚承载力减少的主要因素;加固后该桥在不同工况荷载作用下各控制截面承载力均有较大提高,安全富裕量有不同程度增加,说明加固方法能大幅提高箱形拱桥的受力性能和整体稳定性能。     

大跨钢桁梁桥拓宽改建工程抗震设计研究

为使拓宽改建后的钢桁梁桥结构体系满足现行的桥梁抗震规范要求,以拓宽改建后的松浦大桥主桥为例进行抗震设计研究。该桥主桥为两联(96+112)m连续钢桁梁桥,在拓宽改建后,上部结构自重明显增加,但下部基础因条件受限无法加固,考虑到该桥缺少必要的延性构件和震后的易修复性,宜采用减隔震设计。设计摩擦摆式减隔震支座和拉索减震支座2种减隔震方案,采用SAP 2000软件建立主桥有限元动力分析模型,研究2种方案的关键设计参数,并综合对比2种方案的减隔震效果。结果表明:摩擦摆式减隔震支座的减隔震效果较好、结构位移较小,但其受力复杂、安装制作繁琐且造价昂贵;拉索减震支座利用自由行程耗散能量,结构位移相对较大,但其受力简单、制作安装方便且易于更换,经济性能好。     

二次受力条件下粘贴加固受弯构件正截面承载力计算方法及影响

根据粘贴加固的桥梁受弯构件中各种材料的应力-应变关系和平截面假定,归纳总结了考虑二次受力影响的粘贴加固受弯构件的正截面承载力计算方法。对二次受力对粘贴加固受弯构件正截面承载力的影响进行了分析,并给出了算例。     

负荷钢桁桥节点连接加固设计方法研究

负荷钢桁桥节点连接在受力情况下加固，面临着加固件及原构件受力不同步、原构件不可随意拆卸、加固后传力路径复杂等问题。钢桁桥设计往往采用“强节点，弱杆身”的原则，节点连接加固的同时，其连接杆身往往需要一起加固，两者不可分割，连接构造对传力效果及其有效性起到关键性作用。依托上海市松浦大桥大修工程，以控制既有原构件满足现行规范要求为原则，围绕负荷钢桁桥节点连接加固设计展开研究。首先，对4种节点连接加固构造方案进行了分析，指出负荷钢桁桥节点连接加固设计应尽量避免原连接件的拆除，并应与杆身加固件的连接构造统筹考虑；然后，基于构造方案4，给出3种节点连接加固计算方法及流程，并通过算例说明了3种方法的不同之处，提出节点连接加固后应为杆身加固件传力提供足够的支撑刚度，避免在杆身端部加固件内力向原构件转移；最后，通过成桥试验结果，对设计进行校正，论证了设计方法的正确性。     

套箍法加固石拱桥主拱圈的正截面承载力的理论分析

针对石拱桥拱圈加固后的正截面承载力计算问题,提出了考虑加固前截面受力状况及加固材料不同力学性能的计算方法。对加固后的拱圈进行应力应变分析,得出界限破坏的3种形式,对每种界限破坏形式利用截面的协调变形和截面材料的应力应变关系,分析了其极限状态时组合截面的相对界限受压区高度,得出加固后石拱圈最后的破坏模式主要与加固前的初应变及加固层的厚度有关。对应于3种破坏形态从理论上推导出套箍法加固石拱圈在二次受力时的正截面承载力计算公式。计算公式充分考虑了加固前的构件应力水平、加固后截面不同材料组成及构件破坏形态的影响,比现有加固规范的计算取值更趋于合理,为同类加固结构的设计和计算提供了依据。     

埃塞俄比亚奥莫河大跨度钢桁架桥提载加固研究

为满足现有交通量及荷载等级的要求,需对埃塞俄比亚奥莫河上的下承式简支钢桁架桥进行提载加固。大桥全长128m,共16个节间,节间长度为8m,主桁高9m,每个主桁由2个桁架片组成,主桁中心距为9.35m。分别对体外预应力法和增设斜拉索法2种加固方案进行计算分析。计算结果显示:2种加固方案均能满足提载要求。采用体外预应力法加固后,桥梁挠度和下弦杆拉应力有较大改善,且施工简单,成本较低;采用增设斜拉索法加固后,桥梁挠度值和应力值有较大改善,全桥承载力提高比例比体外预应力法高,但对承台、地基承载力和锚固端地质条件要求较高。综合比选,确定采用体外预应力法为现阶段加固方案,增设斜拉索法为远期加固方案。     

二次受力情况下纤维布加固钢筋混凝土受压构件承载力性能研究

总结纤维布加固钢筋混凝土轴心受压柱的研究成果,分析实际工程中需加固的钢筋混凝土柱的受力与《公路桥梁加固设计规范》JTG/TJ22-2008之间存在的差异,文章在选择合理锚固方式的前提下,应用弹性力学理论,分析二次受力情况下纤维布加固钢筋混凝土轴心受压构件的受力机理,探讨初始加载大小对加固效果的影响。在考虑加固材料的利用率的基础上,得出纤维布加固钢筋混凝土轴心受压构件的抗压强度计算公式,并与《规范》中轴心受压加固柱的正截面承载力进行比较,得出二次受力加固柱的承载力计算值偏安全,更接近工程实际。     

桥梁加固钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算方法及试验研究

在试验研究的基础上,建立了考虑两阶段受力影响的桥梁加固钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算公式。试验结果表明,两阶段受力对箍筋和弯起钢筋的抗剪承载力影响不大,混凝土的抗剪承载力与加固前构件的斜裂缝开展情况有关,后加补强斜钢板只承受二期荷载产生的剪力,其抗剪承载力可先按弹性分析方法确定,再由试验求得的修正系数进行修正。最后给出了桥梁加固钢筋混凝土受弯构件斜截面设计的实用计算方法。     

三主桁斜边桁空间桁架公铁两用桥节点局部应力分析

郑州黄河公铁两用桥主桥采用无竖杆的三主桁斜边桁的空间桁架形式,其节点构造及受力复杂,为了解该新型节点板处结构的局部受力,采用有限元软件对该主桥第2联有代表性的典型节点(E20)进行局部应力分析,并探讨局部模型边界处理方式对计算结果的影响。计算结果表明:在荷载组合仅考虑主力组合情况下,与节点E20相连的各构件的Von Mises应力较大,但未超过Q370qE钢材屈服强度的要求,结构强度满足安全需要;仅以整体分析得到的变形或内力作为局部分析模型的边界条件进行局部受力分析,所得结果与利用圣维南原理计算得到的结果有较大偏差;应当严格按照圣维南原理的要求进行局部边界条件施加才能得到合理的结论。     

邳州高架桥主桁架结构施工监测

京杭运河邳高架桥主桥为双塔双面预应力混凝土斜拉桁连续梁结构体系，采用分段分步浇筑并张拉预应力的施工方法，施工过程复杂，结构体系及构件受力多变。本文介绍了对主桥主桁架施工过程进行监测的结果及其分析。     

合肥市阜阳路桥双曲拱桥加固设计

双曲拱桥最主要的受力构件是主拱圈,对其进行准确的受力分析是加固计算关键部分。文章采用桥梁博士软件,计算了主跨50m双曲拱桥在各种荷载工况作用下的内力状况,通过内力计算结果找到了结构破坏的原因。根据其破坏状况确定相应的加固方案,为以后同类桥梁的加固设计提供参考依据。