刚性吊杆拱加固梁桥结构参数分析

为研究刚性吊杆系杆拱加固梁桥结构参数对桥梁受力性能的影响,指导加固设计优化,以既有城市人行过街天桥主跨钢梁拆墩提载加固工程为背景,运用MIDAS Civil软件,采用累加模型按照实际加固步骤建立加固后桥梁空间有限元模型,计算旧桥钢梁损伤度、拱肋、吊杆、内部约束条件等参数变化下,加固后桥梁结构的最大主应力、位移和自振频率等指标的变化规律,并进行对比分析。结果表明:旧桥钢梁的损伤降低了结构整体刚度;拱轴线形以二次抛物线为最优,1/5是较优矢跨比,拱肋需要具备一定的刚度才能满足受力要求;吊杆刚度及其框架作用对结构整体刚度具有较大影响,对钢梁和拱肋的受力影响较小;拱脚铰接对加固后结构的受力不利。     

钢横梁加固钢筋混凝土T梁桥效果评价与试验研究

以某采用增设钢横梁法加固的钢筋混凝土简支T梁桥为背景,采用有限元分析方法,结合荷载试验,对其加固前后的力学性能,尤其是整体性能变化进行了分析。加固后,结合桥梁的定期检测对结构的安全性能和耐久性能进行了2年的跟踪检测,结果表明加固后结构耐久性能持续恶化,增设钢横梁对改善结构受力性能效果不明显。     

增设吊杆主动加固混凝土系杆拱桥

以湖州市八里店大桥主桥加固为工程背景,简要介绍了增设吊杆主动加固混凝土系杆拱桥设计要点、结构分析以及工程实施效果；分析总结了湖州八里店大桥采用的增设吊杆主动加固设计方法技术优点,可供同类桥梁加固提供参考.     

某连续箱梁病害分析及维修加固

某桥为三跨变截面预应力混凝土连续箱梁桥,运营多年,经检测,主体结构及桥面铺装等出现相应病害,桥梁总体结构处于较差状态,综合评定为三类桥,须采取有效措施进行维修加固处理。针对具体病害,采用有限元程序Midas与Ansys对结构进行分析,探讨病害产生的主要原因,并给出了相应的维修措施。针对箱梁顶板底面、底板底面及腹板裂缝,通过对顶板及底板底面粘贴碳纤维布、腹板内外侧粘贴钢板及增设体外预应力主动加固等措施,对结构受力进行补强,提高桥梁结构的安全性与耐久性;针对桥面铺装裂缝,通过更换水泥混凝土桥面铺装层并增设防水层,以提高桥梁的适用性与耐久性。桥梁维修加固后,经通车前的荷载试验评定,验证了加固措施的效果,桥梁的使用性能得到恢复。     

有推力钢管砼中承式拱桥吊杆加固技术

有推力钢管砼中承式拱桥投入运营多年后,受建设时技术发展水平的制约和各种因素影响,拱桥吊杆难免出现一些病害。吊杆的损坏,会直接影响桥面系的使用功能,因此研究开发该桥型桥梁的吊杆加固技术很有必要。针对某大桥的吊杆病害情况,结合现场实际,并统筹考虑在完成加固维修后对可更换部件进行更换的方便性,提出增设吊杆和纵向钢梁的方法,有效消除了安全隐患,提高了结构的安全储备,为同类型桥梁的加固改造提供参考。     

桥梁结构粘贴钢板加固法系统研究

结合桥梁结构特点,对主梁受弯、受剪和受拉的承载力不足采用粘贴钢板代替增设的补强钢筋,提高桥梁的承载能力。对粘贴钢板加固法的适用条件、材料要求、力学特点、设计计算、构造措施、工序质量控制及加固工程质量检验评定方法等方面进行了系统研究,此外提出的工序和质量控制对实际加固工程具有指导意义。     

钢-混凝土组合梁桥维修加固质量检验评定方法研究

我国早期修建的钢-混组合梁桥经过二十余年的运营使用,已步入生命周期的第一个阶段。由于结构材料及构件本身性能退化,外部环境的侵蚀作用,以及超载运营等其他非常规因素的影响,开始出现桥面板破损,钢梁锈蚀等病害。该文介绍了对该阶段这类桥梁进行维修加固措施及加固质量检验评定方法的研究。首先从这类桥梁目前常见病害及维修加固措施研究入手,归纳出钢梁结构的防腐及重新涂装,混凝土桥面板的更换,钢梁构件连接的更换及处理,杆件、构件的尺寸检查及矫正,以及钢梁裂纹的修复等五项基本能代表当前阶段钢-混组合梁桥维修加固措施的内容。然后针对各项处理措施建立相应的质量控制及检验评定的指标体系,并给出检验指标相应的评价标准和检验方法。     

大跨径PC梁桥长期下挠成因分析与加固对策研究

以某高速公路一座运营超过12年、严重下挠的PC连续梁桥为工程实例,从桥面铺装厚度影响、施工误差影响、预应力度损失影响、混凝土收缩徐变影响、结构损伤的影响、开裂与结构长期效应的耦合作用、温度影响以及结构承载能力及使用性能影响等方面进行了病害成因分析,对增设体外预应力束、增设斜拉索以及截断跨中更换钢梁等3种加固方案进行了研究。从线形恢复效果来看,斜拉索方案加固效率较高。但综合考虑施工风险、工期、费用、交通组织和社会影响等方面影响,最终采取桥面铺装LC40轻质混凝土减载和施加体外预应力相结合的主动加固方案。     

预应力混凝土先简支后连续梁桥加固效果分析

在分析一座预应力混凝土先简支后连续工字梁病害情况和加固措施的基础上,通过设置相应的荷载试验工况,对其采用改善主梁抗弯性能和结构横向受力整体性的加固措施进行了研究,获取结构在试验荷载下的应变和变形参数,并将其与理论计算值进行比较,对其加固效果进行了评价。结果表明：采用增设横隔板和梁底粘贴预应力纤维薄板加固措施对改善桥梁结构的受力性能是有效的。     

独柱墩连续曲线箱梁桥抗倾覆性能评估与加固

为了提升独柱墩连续曲线箱梁桥的抗倾覆能力,确保重载车辆作用下桥梁结构安全,根据现行桥梁设计规范和行业管理部门的技术要求,分析重载车辆下独柱墩连续曲线箱梁桥倾覆破坏的机理,归纳该类桥梁抗倾覆性能评估的内容、要点和加固方法。结合工程实例中桥梁的空间布置和结构受力特点,提出为独柱墩增设盖梁和支承或将独柱墩改为多柱墩的加固方案,并采用梁单元建立了加固前后独柱墩连续曲线箱梁桥抗倾覆评估模型,对各加固方案下桥梁的抗倾覆性能进行了对比分析。结果表明：将独柱墩改为多柱墩的加固方案,能够更有效地提升桥梁的抗倾覆稳定性,加固后桥梁两侧偏载下的抗倾覆稳定系数为加固前的1.73与1.48倍。     

某钢结构景观桥晃动分析及加固

某钢结构景观桥投入运营后,人走至跨中位置时,能明显感到桥梁横向晃动,须进行加固改造。文章首先从桥梁结构布置、节点做法介绍了桥梁现状概况,然后采用Midas建立模型进行分析,模型位移计算结果不收敛,初步判定为结构体系不稳定。文章提出三种加固措施,将铰接支座改造成固定支座、将钢梁铰接连接节点改造成刚接节点、增加支撑,并分别建立模型进行分析,最后结合现场实际情况及理论与实际的出入,推荐采用将钢梁铰接节点改造成刚接节点并增加主梁交叉支撑的方案,按方案加固后横向晃动问题消失。通过该桥的分析及加固方案设计,对以后类似工程有一定借鉴意义。     

装配式预应力可变桁架体系加固RC短梁抗弯性能试验

针对混凝土箱梁腹板开裂、跨中下挠等问题,提出一种装配式预应力可变桁架加固体系。该体系由可变桁架、预应力筋和固定斜杆组成,可变桁架通过锚杆固定于加固梁两侧,张拉预应力使桁架上顶加固梁产生反拱,以此来消除或减小梁体开裂和下挠等病害,随后用斜杆固定桁架形成劲性骨架,进一步提高加固结构刚度和承载力。首先对该体系进行介绍,然后设计4片钢筋混凝土梁进行抗弯加固试验,对加固效果及影响因素进行分析验证。研究结果表明：提出的体系具有良好的加固效果,能有效抑制和延缓裂缝发展,改善加固梁的刚度和承载能力;此次试验中,加固梁的开裂、屈服以及极限荷载分别提高了107.28%、70.92%、74.55%以上;锚杆直径对承载力影响较小,但粗锚杆能有效约束端锚板滑移,改善结构整体刚度;端锚板对加固效果影响较大,加强型端锚板能充分发挥钢桁架、钢绞线强度特征,提高构件的极限承载能力,尤其能有效改善其延性破坏特征,极限挠度提高60%以上。     

模数式桥梁伸缩缝疲劳寿命分析与结构优化

为提高伸缩缝结构的强度和疲劳寿命，提出了一种考虑移动车轮荷载的伸缩缝结构动力响应计算方法，该方法同时考虑了车轮的竖向与水平冲击荷载，这些冲击荷载作用在内力影响线分析得到的最不利作用点上。在动力分析基础上，采用包含有效缺口应力、雨流计数和线性累计损伤理论的结构疲劳寿命分析方法，评估了模数式伸缩缝的疲劳寿命。针对伸缩缝结构强度与疲劳寿命的不足，依次提出了4种结构优化方法：①优化焊趾结构，减小应力集中。②增设单中梁支撑肋板，提高局部抗弯刚度。③增设双中梁支撑肋板，均匀提高抗弯刚度。④增设带横向连接的双中梁支撑肋板，同时提高局部抗弯和抗扭刚度。研究结果表明：中梁与横梁的连接焊缝和中梁跨中是典型的双缝模数式伸缩缝的易损位置。中梁与横梁的连接焊缝上的最大Mises应力超过了Q345级钢材的屈服应力，疲劳寿命远小于中国桥梁规范要求的200万次。优化焊趾结构无法满足强度要求；增设单中梁或双中梁支撑肋板能够能使结构满足强度要求，但无法达到规范要求的疲劳寿命；增设带横向连接的双中梁支撑肋板，可以达到强度和疲劳寿命要求。     

大跨度铁路悬索桥钢桁加劲梁设计

某大跨度铁路桥位于强震山区,采用主跨1060 m的上承式钢桁梁悬索桥,主桁采用华伦式桁架,桁宽30 m、桁高12 m,节间长10 m。结合强震山区铁路悬索桥的受力特点,加劲梁约束体系采用塔梁分离、塔墩固结的半飘浮体系,桥塔处纵向阻尼器与下平联设置在同一平面,桥塔和桥台处均设置相互协调工作的横向支座与横向阻尼器,并设置地震反压结构,在桥台端横梁中央设置局部受压支座,解决了大跨度铁路悬索桥抗强震、大风作用及轨道局部平顺性问题。钢桁梁主要构件采用Q370qD钢,局部构件采用Q500qD钢,主桁杆件和联结系杆件分别采用M30和M24高强度螺栓连接。加劲梁主桁上弦杆采用箱形截面杆件、焊接整体节点,下弦杆主要采用H形截面杆件、拆装式节点;上层通过交叉平联使箱形弦杆与钢桥面组成整体断面共同受力,下层采用H形弦杆与交叉平联组成镂空层,采用斜杆受拉为主的横联,解决了铁路悬索桥钢梁的疲劳问题,同时具有较好的经济性。结合场地及运输条件,加劲梁分区段采用顶推、原位拼装、缆索吊结合的方案施工,解决了山区大跨度悬索桥的施工难题。     

六沾铁路宣天特大桥主桥设计

六沾铁路宣天特大桥主桥为钢管混凝土拱加劲三跨连续梁桥,主跨为100 m。主梁为双纵梁的"П"形双向(局部三向)预应力混凝土结构,钢管混凝土加劲拱圈由2条相互平行的拱肋及横向联结系构成,拱肋为变高度钢管混凝土桁架,拱圈平联采用"ж"形空心钢管桁架,吊杆采用钢绞线体系。计算主梁应力、挠度、自振特性及钢管混凝土的钢管及混凝土应力;经试算,吊杆预张力、安全系数均满足要求。根据有限元分析结果,对拱-梁结合部进行设计改进:主梁上翼缘增加4束纵向短束;加强纵梁上翼缘普通钢筋布置;优化竖、横向预应力根数和布置。采取先梁后拱满堂膺架的施工方案。     

大跨径PC梁桥长期下挠成因分析与加固对策研究

以某高速公路一座运营超过十二年、严重下挠的PC连续梁桥(65m+100m+65m)为工程实例,从桥面铺装厚度影响、施工误差影响、预应力度损失影响、混凝土收缩徐变影响、结构损伤的影响、开裂与结构长期效应的耦合作用以、温度影响以及结构承载能力及使用性能影响等方面进行了病害成因分析。对增设体外预应力束、增设斜拉索以及截断跨中更换钢梁等三种加固方案进行了研究。从线形恢复效果来看,斜拉索方案加固效率较高。但综合考虑施工风险、工期、费用、交通组织和社会影响等方面影响,最终采取桥面铺装采用LC40轻质砼减载和施加体外预应力相结合的主动加固方案。     

武西高速桃花峪黄河大桥主桥施工方案

桃花峪黄河大桥主桥为双塔三跨自锚式悬索桥,跨度布置为(160+406+160)m。桥塔为门式混凝土结构,加劲梁为流线型钢箱梁,主缆采用高强镀锌钢丝预制平行索股。结合该桥主体结构特点和桥位处施工条件,桩基采用旋挖钻机与回旋钻机结合施工,水中承台采用钢管桩围堰施工,岸边承台采用大开挖配合深井降水施工;塔柱采用液压自升式爬模施工,塔柱上横梁采用托架法施工,下横梁采用支架法施工;上部结构采用先梁后缆顺序施工,加劲梁利用单向多点顶推计算机控制系统进行各点同步顶推施工,与钢锚梁合龙后采用PPWS法施工主缆,主缆完成体系转换后进行桥面系施工。     

简支组合梁桥的设计分析

为了详细阐述简支组合梁桥的设计流程,以某座跨径为40 m的简支组合梁桥为例,利用Midas有限元分析软件对该桥的施工过程及使用过程进行模拟.主要对比分析模型建立精度及施工方案对结构受力的影响,以及材料优化对结构轻型化设计的益处.结果表明:钢梁底板加劲肋对底板受力情况有较大的影响.在建立模型时,建议对加劲肋进行模拟.设置临时支撑能有效改善钢梁的受力,但同时会大幅度地增大混凝土桥面板的压应力.合适的施工方案和优化材料的结合能使结构设计轻型化,有效地减少工程材料用量.     

轻质砼在大跨度PC桥梁加固中的应用

以某大交通、重交通高速公路一座严重下挠和开裂的（65＋100＋65 m）PC连续梁桥为加固工程实例,介绍了桥面铺装采用LC40轻质砼减载和箱梁内增设体外预应力相结合的主动加固方案。分析了轻质砼的加固效果和优越性;阐述了轻质砼配合比设计,主要力学性能指标,施工工艺,质量改善的具体措施。采用轻质砼能大大减少体外预应力束的用量,减少了结构恒载效应,增加了结构承载汽车活载的能力,提高了桥梁结构加固效率。     

PHSW-PM加固RC桥梁受弯疲劳性能试验

提出一种新的预应力高强钢丝绳-聚合物砂浆面层抗弯加固RC桥梁技术（PHSW-PM加固技术）,通过1根受弯加固梁的静力试验和4根受弯加固梁的疲劳试验,重点研究加固层界面状况、预应力水平及锚固方式等参数对加固试件受弯疲劳性能的影响。试验结果表明：所提加固技术可有效提高RC梁的抗弯承载力,在0.2P_u1~0.35P_u1（P_u1为试件SWB-S-1的极限承载力）疲劳荷载幅值下,所有加固件均能承受200万次疲劳荷载作用,未出现明显疲劳破坏特征;与采用端部锚固方式相比,采用分布式锚固方式可有效提高加固层与原构件界面的黏结性能,显著增强加固层与被加固件共同工作性能,采用分布式锚固方式加固构件在疲劳后静载试验发生弯曲破坏,钢丝绳高强特性得到充分发挥,延性也得到有效提高;采用端部锚固方式的加固构件,加固层界面黏结性能缺乏稳定性,易发生黏结锚固破坏,降低加固效果,有界面缺陷的加固件性能与对比件相当;同时预应力可有效提高加固试件的抗弯刚度和抗裂性能;基于平截面假定,提出PHSW-PM加固RC梁受弯承载力计算公式。研究成果可为既有桥梁抗弯加固提供一种高效可行的加固技术。