某混凝土公路桥火灾后损伤评定

为给火灾后桥梁的维修加固提供合理意见,需先对灾后桥梁进行损伤评定。以某受火混凝土公路桥为研究对象,根据混凝土表观检测进行受损区域划分,初步确定构件不同区域受损程度。采用碳化深度及回弹检测法分析确定各区域的受火影响范围和深度。进行构件不同区域表面过火温度的分析,推定混凝土内部温度,在此基础上进一步推定出混凝土及钢筋力学性能的退化情况,最后对桥梁性能进行损伤评定。经评定分析该公路桥受火最严重的箱梁底板及桥墩评定为Ⅲ级中度烧灼,对结构安全和正常使用有不利影响,应采取相应加固维修措施。     

先张法预应力混凝土空心板过火后损伤评估

随着我国桥梁业的发展,桥梁遭受火灾的数量也在不断增多,为了研究火灾作用后先张法预应力混凝土空心板的实际损伤,以某省一座经历火灾后中小跨径预应力混凝土空心板梁为工程背景,对进行外观、特殊检测,推定火灾现场温度,并对单梁剩余承载能力评定。结果表明:火灾温度效应下,混凝土会发生爆裂、剥落,严重降低结构有效截面面积,造成混凝土强度、钢绞线强度及有效预应力下降;据火源中心越近碳化深度越大,但是对于混凝土爆裂区并不成立,即碳化深度不适用于评价火灾中发生混凝土剥落的构件;混凝土梁桥过火后需使用适当工具对其锤击检查,以便及时发现内部爆裂区域。     

混凝土梁桥火灾后检测评估研究

某预应力混凝土高架桥火灾后受到损伤,为了制定维修措施,对火灾后桥梁进行检测评估。表观检测发现箱梁底板、腹板、翼缘板和桥墩墩身混凝土均有破损;综合热分析和X射线衍射分析得到桥梁火灾时的灼着温度;在箱梁火烧后的腹板处取芯样进行混凝土轴心抗压强度试验,截取过火后露出的主筋进行钢筋抗拉力学性能试验,得到的结果均满足规范要求;对受损前、后桥梁线形进行对比分析,桥梁未见明显下挠;动力特性测试结果显示火灾后桥梁整体刚度明显降低。依据检测结果及采用有限元软件计算得到的结构检算结果,判定该桥属危险构件,必须立即采取加固措施或拆除。     

填充混凝土对顶推施工中的方形钢桥墩垂直度影响分析

结合重庆市合川某工程项目,利用Abaqus有限元,对方形钢桥墩内填充混凝土和不填充混凝土两种桥墩在顶推工况下进行结构分析,并采用全站仪对方形钢桥墩在顶推过程中的水平位移进行监测,理论计算和监测数据表明:桥墩的水平变形满足规范要求。同时有限元分析表明:钢墩内部填充混凝土可以有效降低墩顶位移。通过对4种不同墩高的桥墩建模分析可知,桥墩越高,墩顶位移越大,且变化率逐渐增大,而内部填充混凝土对降低墩顶位移的效果越明显。另外采用Matlab曲线拟合可以预测不同墩高的墩顶位移,避免多次建模。     

港珠澳大桥承台墩身工厂化预制施工技术

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥采用浅埋式预制墩台结构,墩高19.143~42.974m,承台尺寸为15.6m×11.4m×4.5m;预制承台及其底节墩身最高18.5m,最重2 370t;墩身采用矩形空心墩结构;承台及墩身分别采用C45、C50混凝土。该桥承台、墩身采用整体预制施工,在自动化钢筋加工车间利用数控钢筋弯曲机加工钢筋,经验收合格后运输至场内指定位置进行钢筋绑扎、安装,承台钢筋绑扎后整体横移至预制台座上,墩身钢筋通过龙门吊机整体吊装插入承台钢筋,安装模板,进行承台、墩身的一次性整体浇筑,待混凝土达到设计强度后拆除模板,将承台、墩身横移至存放台座完成预制。目前,已完成32个桥墩的承台、墩身的工厂化预制施工,施工质量良好。     

过火后预应力混凝土氯离子扩散规律研究

随着我国沿海地区桥梁业的发展,桥梁遭受火灾的数量也在不断增多,为了研究过火后预应力混凝土氯离子扩散规律,以某省一座经历火灾后中小跨径预应力混凝土空心板梁为样本,对其进行氯离子侵泡试验。结果表明:火灾高温作用导致混凝土抵抗氯离子侵蚀能力显著降低;因混凝土热惰性,并非高温剥落越深的区域其混凝土抵抗氯离子侵蚀能力越低;混凝土过火后剥落深度介于保护层1/3～2/3的区域,后期维修加固时应注重耐久性方面的修复。     

基于应变的桥墩垂直度监控方法研究

以江西寻全高速公路为依托,研究基于应变的山区桥梁高墩垂直度监控方法。参考铁路相关规范,根据桥墩高度得到墩顶位移的限值,然后采用数值模拟方法得出桥墩墩底两侧应变差限值,通过实测墩底两侧应变差来监控桥墩垂直度,最后将该方法应用于依托工程。     

某特大桥桥墩墩身火灾后安全性评定及修复

以某公路特大桥桥墩墩身火灾为例,介绍了火灾现场调查内容和材料损伤检测。根据材料强度损伤检测结果推断墩身的受火温度,在确定受火温度的基础上运用数值模拟方法确定了墩身的烧伤深度。通过分析墩身火灾前后承载能力的变化,依据火灾安全性评定标准进行了不同受火面鉴定评级定并制定了相应的加固方案,可为日后的火灾工程事故研究和加固设计提供借鉴。     

桥墩偏位超限检测及结构安全性评估

以某桥梁因渣土堆积造成桥墩偏位超限为例,对桥墩偏位超限所在桥跨结构进行外观检测、实体检测和安全评估计算,结果表明:左幅50#墩～52#墩、右幅49#墩～51#墩,桩基及墩身损伤严重,承载能力不满足规范及设计要求,存在重大安全隐患,须加固处治。     

火灾下混凝土桥墩仿真分析

沪宁高速无锡段某预应力混凝土桥发生以粗苯为燃料的突发性火灾,该桥因此受到严重损伤.对处于核心受火区域的该桥桥墩进行受火分析,确定桥墩内部在火灾环境下的温度场分布,评判桥墩的受损情况,同时对桥墩的加固提出相应的建议.     

虎渡河大桥5号桥墩基础加固设计与施工

勘察表明虎渡河大桥5号桥墩基础部分桩基未嵌入基岩或未嵌入基岩足够深度、施工中围堰未下到基岩面、水下混凝土施工质量差等是导致该桥墩受到重载车辆荷载作用时产生横向摆动,危及到桥梁使用安全的原因。文章结合勘察结果确定采用在原围堰范围内增加钻孔桩、在既有承台上增加新承台、在既有墩身和新承台接触面上均匀布置钎钉等措施改善原有桥墩受力状况,以及采用在围堰内抛卵石、灌注水下混凝土填充旧围堰和墩下掏空区等辅助加固措施对该桥墩进行加固。结果表明:采用片石抛填和水下混凝土填充淘空区,再在原墩身外进行钻孔桩施工,围绕原墩身新加预应力混凝土承台,是实现该桥桥墩永久加固的有效措施。     

基于CDP模型的装配式双柱桥墩在低周往复加载下的力学性能研究

以南京市某改扩建装配式桥梁建设为背景,研究低周往复加载作用下装配式双柱实心桥墩的整体力学性能。利用混凝土塑性损伤模型(CDP)与Clough钢筋模型建立考虑套筒的节段装配桥墩有限元模型,分析装配式桥墩的混凝土损伤、钢筋应力等随加载过程的变化规律。结果表明,灌浆套筒局部加强墩柱刚度,使得混凝土损伤上移;混凝土损伤先出现在墩的顶底部,但首先被压坏的部位位于墩柱中部;墩中部箍筋首先屈服,最终墩顶、底部的纵筋大部分屈服;双柱实心矮墩的滞回曲线较扁,耗能能力较弱。     

某大桥下部结构质量损伤的检测技术

某大桥桥墩、桩顶承台等因故受到损伤,介绍采用声波CT技术进行混凝土内部质量均匀性检测,以超声回弹综合法检测为主并适当配合钻孔取芯试验进行混凝土强度检测,采用跨缝超声法进行裂缝检测,以全站仪进行主墩墩位及垂直度检测。对检测结果综合分析和评价,并提出了处理建议。     

车辆撞击下UHPC桥墩抗冲击性能研究北大核心

为了解UHPC桥墩在车辆撞击作用下的抗冲击性能,采用Abaqus软件建立车辆撞击桥墩的精细化有限元模型,分析UHPC桥墩在不同车辆撞击速度下的冲击力、位移以及桥墩刚度退化情况,并与普通混凝土桥墩进行对比,同时对UHPC抗压强度、UHPC桥墩截面形式、UHPC保护层厚度对桥墩抗冲击性能的影响进行研究。结果表明:在同一车辆撞击速度(60~120 km/h)下,UHPC桥墩比普通混凝土桥墩所受冲击力大180%~250%,墩顶位移是普通混凝土桥墩的39%~49%,UHPC桥墩具备更好的抗冲击性能;UHPC抗压强度对桥墩的抗冲击性能影响较大,UHPC抗压强度越高,桥墩抗冲击性能越好;UHPC桥墩截面形式对桥墩抗冲击性能有显著影响,与矩形和方形截面相比,UHPC圆形截面桥墩的抗冲击性能更好;UHPC保护层厚度对桥墩抗冲击性能影响不大,其抗冲击性能随保护层厚度的增加而略有提升。     

预制节段拼装桥墩多节点转动推覆分析方法及试验验证

为了给预制拼装桥墩抗震设计计算提供参考,针对典型预制拼装桥墩所采用的仅无黏结预应力或无黏结预应力+耗能钢筋连接方式,考虑混凝土、耗能钢筋和预应力筋的非线性本构模型,推导了预制节段拼装桥墩多节点转动推覆分析计算过程。基于关键截面弯矩-曲率分析确定弯矩承载力和对应的墩顶水平荷载,然后计算各个接缝的弯矩和曲率,进而计算墩顶位移。开展了2种接缝连接方式预制节段拼装桥墩试件拟静力试验,将多节点转动推覆分析方法模拟结果与拟静力试验结果进行对比,分析预制拼装桥墩水平抗力-侧移曲线以及接缝张开、预应力筋应力、墩柱转角随侧移的变化,各种位移机理对墩顶位移的贡献,接缝处混凝土应变等。研究结果表明:多节点转动模型与单节点转动模型水平承载力计算结果基本一致,而多节点转动模型桥墩侧移计算结果大于单节点模型计算结果,多节点模型计算精度更高;多节点转动模型接缝张开、预应力筋应力和接缝转动计算结果与试验结果基本一致;开始时墩顶位移主要由剪切位移和整体弯曲位移提供,随着墩顶位移的增大,墩底接缝转动对墩顶位移的贡献逐渐占主导地位;墩柱混凝土轴向应变测试结果验证了各个接缝处混凝土应变随着墩高逐渐降低的趋势,接缝处的混凝土轴向应变远大于墩柱混凝土轴向应变。     

近远场地震作用下自复位桥墩高阶振型效应研究

为了研究近、远场地震作用下高阶振型对自复位桥墩地震响应的影响,以大瑞铁路漾濞1号特大桥为工程背景,基于OpenSees软件建立该桥18号桥墩(高58 m,采用自复位桥墩)的地震反应分析模型,输入近、远场地震动,通过增量动力分析法分析墩身塑性铰的形成及发展规律,并通过模态分解法计算前3阶振型对墩身塑性铰弯矩和墩顶位移的影响。结果表明:自复位桥墩并未消除高阶振型的影响,近场地震作用对结构第2阶振型的效应更加显著;墩身塑性铰主要分布在结构中部区域,且由第2阶振型控制,墩底不出现塑性铰;墩顶水平位移主要由第1阶振型控制,且远场地震作用更显著。     

刚构桥墩身截面局部平面偏位加固处治力学性能分析

为研究墩身截面局部平面偏位及其加固处治对桥梁的影响,针对某连续刚构桥P8墩局部偏位区段采用增大墩身壁厚的方法进行加固处治,并通过空间梁模型对该桥施工过程、成桥状态及加固措施进行模拟分析。结果表明,P8墩局部偏位对主梁和其他桥墩影响很小,对P8墩偏位区段影响较大,对P8墩的受压稳定性及抗扭承载力未造成明显不利影响,应力分布与设计状态相比也未出现明显不利变化,但造成部分截面抗压、抗剪承载力安全储备比设计状态下降,偏位区段局部截面下降尤为明显;采用增大局部偏位墩身壁厚的加固措施对P8墩受力产生了明显有利影响,P8墩抗压、稳定性安全储备略有改善,抗剪、抗扭安全储备及应力水平改善明显。     

激振频谱检测系统在既有线桥梁墩身健全度评估中的应用

针对国内目前测试方法不易准确识别铁路桥中低高度墩身自振频率值,同时《铁路桥梁检定规范》对低墩横向自振频率值未作相应要求等现状,引入国外桥墩健全度评估理念,介绍基于激振频谱检测系统测试墩身自振频率的方法。该方法是在墩顶布置加速度传感器,采用重锤打击桥墩顶部,通过采集桥墩顶部的响应信号并对其进行傅立叶解析,即可根据解析出的幅值谱和相位谱双重标准确定桥墩自振频率。以朔黄铁路既有病害桥梁为例,采用该方法对该桥低墩健全度进行了快速评估,根据评估结果对不健全桥墩提出了加固建议,并在加固后对其进行了测试,验证了评估结果的准确性及有效性。     

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。     

基于离散元的CRCP冲断区域剥落机理研究

剥落是CRCP冲断区域常见病害,病害产生后将严重影响道路美观,危害行车舒适与安全。为揭示剥落产生机理,首先分析剥落产生原因,划分剥落类型,构建力学分析模型;然后,考虑到混凝土细观上是由集料、胶凝材料及其界面组成,运用离散元软件建立混凝土立方体试件,进行抗压强度数值模拟试验,结合室内试验,确定混凝土细观参数,并进行弯拉强度和抗剪强度试验;最后,以确定的细观参数为基础,建立路面数值模型,进行受力分析,研究混凝土剥落产生机理及其影响因素。研究结果表明:剪切剥落不易产生,分层剥落是混凝土剥落的主要类型;随着车辆荷载的增加,剪切剥落和分层剥落均更易产生,且剥落深度更大;钢筋的腐蚀对分层剥落基本无影响,但使浅层剪切剥落更易产生;随着混凝土强度的衰减,路面受力变化不大,但其本身强度的衰减将加快混凝土的剥落;随着裂缝宽度的增加,钢筋承受拉应力加大,浅层剪切剥落更易产生,分层剥落不易产生。