循环温度对大跨混凝土拱桥长期变形行为的影响

为探讨自然环境条件下高速铁路大跨度劲性骨架混凝土拱桥在运营阶段拱顶截面位移和应力的时变特征,以沪昆客运专线北盘江大桥(主跨445m的钢筋混凝土拱桥)为背景,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,结合成桥后的位移测试结果,分析了循环温度与收缩徐变耦合效应对其长期变形行为的影响。结果表明:年循环温度引起的拱顶截面竖向位移远大于1年内的收缩徐变变形,不同成桥季节对拱圈变形有一定影响,该循环温度效应不容忽视;当考虑温度与收缩徐变耦合效应时,拱顶截面钢管应力可达到屈服强度,外包混凝土应力有较大波动;建议进行混凝土拱桥长期变形效应分析时,应考虑温度和收缩徐变耦合效应。     

大跨径混凝土桁式组合拱桥长期变形实测分析

混凝土桁式组合拱桥将悬臂桁架与拱桥相结合,发挥了二者的优势且施工方便,在我国大跨径拱桥中占有独特位置。同时,近年来该桥型桥面变形大并伴随开裂等问题开始出现,为研究大跨径混凝土桁式组合拱桥结构的长期变形机理及开裂原因,以一座主跨138m桁式组合拱桥为背景,对其长期变形和混凝土开裂情况进行实测和规律分析;采用有限元模型,分析收缩、徐变及温度作用引起的挠度变化,讨论了结构在不同荷载作用下的受力特征。实测及分析结果表明,桁式组合拱桥长期线形呈M形,且在年温差作用下双立柱间的桥面发生上拱和下挠的交替变化,混凝土的收缩徐变及年温差作用是影响跨中实腹段长期变形的主要因素;结构在双竖杆处的下弦杆位置、跨中位置以及空实腹段交界位置处承受的荷载作用较大,导致在使用阶段的裂缝不断发展。     

桁式组合拱桥加固技术研究与应用

根据既有桁式组合拱桥出现的病害和问题,总结了桁式组合拱桥的典型病害特点,结合工程实例提出了针对病害的加固方法,并对其进行了应用探讨分析。实践证明采用的加固方法可以达到加固预期效果。     

桁式组合拱桥的病害分析研究

简要介绍了桁式组合拱桥的产生、发展以及现状。介绍了某桁式组合拱桥的主要病害,通过有限元分析结构受力,证明该体系桥梁主要受降温和收缩作用的不利影响,并得出相应的变形特点,通过调整受力体系,有效改善了降温作用下的不利变形,得出原始设计的受力缺陷。     

桁式组合拱桥加固设计介绍

花鱼洞大桥,为预应力混凝土桁式组合拱桥,1993年建成通车。近年经检测后,发现桥梁存在较重的病害。病害种类多,基础、下部、上部、桥面均有。本文介绍了该桥加固处治采用的多种方法,为其他桁式组合拱桥的加固提供参考。实践证明加固桁式组合拱桥是可行的。     

桁式组合拱桥参数取值以及计算方法研究

为分析预应力桁式组合拱桥病害(大桥新拱脚,拱顶实腹段,空实腹交接处虎口位置和拱上腹杆等存在裂缝)出现的原因,对桁式组合拱桥计算模型、计算参数和计算方法进行了研究,提出了一种针对既有桁式组合拱桥的计算模式,工程实例验算结果表明:该计算方法与现有结构情况吻合良好,较好地反映了结构的受力状态。     

钢管混凝土桁式组合拱桥施工过程主拱圈变形的影响因素分析

天子山大桥是世界上第一座钢管混凝土桁式组合拱桥,且主拱圈采用两端分段悬拼至跨中合龙的施工方法。该文在该桥1∶20的试验模型上,分5段对主拱圈施工过程进行了模拟。通过对试验结果的线性回归分析,得到了施工过程中斜拉索力和其他荷载对主拱圈变形的影响规律。     

石拱桥主拱圈病害机理的研究

主拱圈是拱桥的主要承重构件,主拱圈的安全与否直接关系到拱桥的安全状况。在旧桥加固中,石拱桥加固将是一项重要任务。对主拱圈病害机理的研究将会促进拱桥旧桥的加固,更好的为拱桥旧桥加固事业做出贡献。主拱圈开裂严重影响桥梁的安全,其形式主要有横向开裂、纵向开裂与斜裂缝。近年来,国内外专家学者对石拱桥的破坏形态分析,大部分集中在主拱圈的破坏形态分析上。目前国内外对于主拱圈的破坏形态主要集中在四铰破坏的理论上。     

许沟特大桥主拱结构徐变与收缩影响研究

针对许沟特大桥主跨220 m钢筋混凝土等截面悬链线箱形无铰拱,主拱圈采用支架上分层分段现浇施工方法属国内首创,混凝土徐变与收缩对主拱受力影响很大。通过建立合理的徐变与收缩数学模型和采用数值及有限元分析方法,研究了各加载工况下混凝土徐变、收缩对主拱主控截面内力与变形以及截面应力重分布的影响,分析了混凝土收缩对主拱圈分层浇注自应力的影响。研究结果为大桥预拱度设置及分段分层浇注方案制定和时间间隔控制提供了可靠的理论依据,并为同类桥梁的设计、施工提供借鉴指导。     

桁式组合拱桥病害成因探讨

本文结合西部交通建设科技项目《桁式组合拱桥病害成因和加固方法研究》课题的进展,提出对桁式组合拱桥病害成因的初步成果。病害成因主要有设计计算、施工、管养方面的原因。     

桁式组合拱桥设计的改进措施研究

基于既有桁式组合拱桥出现的病害成因分析研究成果,对桁式组合拱桥总体设计及局部构造技术改进措施要点进行简要介绍,指出桁式组合拱桥设计方法经过一定改进后,可以满足现行规范的设计要求。     

桁式组合拱桥虎口加固方法分析与运用

本文以某桁式组合拱桥加固工程为例,建立空实腹交接处(俗称虎口)局部实体有限元模型。首先分析了该部位的应力分布特征,分析结果与桥梁病害调查情况吻合较好。其次,针对虎口处出现的病害提出的加固措施进行了计算分析比较,最后得出虎口处有效的加固处理措施,为同类桥梁相似病害的加固提供一定的参考。     

某桁式组合拱桥静载试验分析

桁式组合拱桥在进行活载横向分布计算时采用整体平均分布的方法,但通过对既有桁式组合拱桥检测分析时发现该类桥型偏载效应较为明显。笔者以既有桁式组合拱桥花鱼洞大桥检测结果为研究对象,分析其在汽车荷载作用下的偏载效应。通过对该类桥型的分析认为该类桥型偏载效应明显,在对该类桥型进行设计和加固维修时应考虑去除偏载效应,使其与结构实际受力相符。     

800m级钢-UHPC组合桁式拱桥概念设计与可行性研究

提出了一种特大跨径钢-UHPC组合桁式拱桥新体系。新体系拱桥用UHPC箱型拱肋承受巨大的轴力,采用钢腹杆钢横联规避开裂的风险;相比传统混凝土拱桥,新体系拱桥自重大幅度降低;相比钢拱桥,其不存在厚板焊接困难的问题;采用斜拉扣挂分多次悬臂合龙施工法,扣索只需承受单次合龙的主拱自重并多次循环利用,施工临时措施费用大大降低,因而具有良好的经济性。通过对跨径800m的钢-UHPC组合桁式拱桥的试设计,结果表明:主拱分3次合龙时,斜拉扣挂只需承担36%的主拱自重,拱肋最大压应力为64.9 MPa,无拉应力,各施工阶段的稳定性、应力、刚度等均满足要求。平均每平米桥面主拱圈材料用量指标为:钢材380kg,UHPC 0.61m3,自重2.03t。对比研究表明新型钢-UHPC组合桁式拱桥具有显著的技术经济优势,可适用于500~1 000m级跨径的拱桥。     

洋布桥加固改造

文章分析了福建省洋布桥病害产生的原因,提出了仅从拱背上加固改造双曲拱桥的综合治理新方法,该法具有加固效果好、工期短、成本低的优点。该法在分析拱桥受力特性的基础上提出的多孔拱桥下部结构常有富裕,不必加固;重点加强拱顶、拱脚,充分利用主拱圈富裕截面的加固思路,对其他拱桥的加固改造具有一定的指导意义。     

有初应力的钢管混凝土桁式拱结构平面内受力性能试验研究

针对初应力对大跨度钢管混凝土桁式拱桥受力性能的影响问题,进行了有初应力的钢管混凝土桁式拱平面内受力性能试验研究,研究初应力对钢管混凝土桁拱平面内受力性能和破坏模式的影响。试验结果表明:在跨中单点集中力加载的工况下,有初应力钢管混凝土桁拱变形呈现出对称形态,变形大致成"M"形。其中,L/3至2L/3段部分向下变形较显著,跨中向下达到最大位移;左拱脚至L/3段部分和2L/3至右拱脚段部分发生向上变形。钢管混凝土桁拱的腹杆受到较大的力,拱顶处直腹杆最早开始屈曲;在达到极限荷载之前,桁式拱没有出现节点破坏,表现出较好的整体性;达到极限荷载时,桁式拱变形加快;继续加载,斜腹杆被拉裂,上弦管拼接焊缝拉裂,结构变形严重。与无初应力桁式拱相比,初应力的存在会使钢管混凝土桁拱提前进入弹塑性状态;极限承载能力下降,下降7.3%;变形能力下降,达到极限荷载时,最大竖向位移减小12.1%。初应力的存在不会改变桁式拱的破坏模式,但是加剧了破坏现象,有初应力的桁式拱破坏现象更为显著,破坏后继续加载,三分点处两个节间斜腹杆全部拉裂,主弦管拼接焊缝拉裂。     

预应力混凝土桁式组合拱桥病害成因分析

我国首创的桁式组合拱桥,为社会和经济发展作出了积极贡献,但随着运营年限的增长,多数桁式组合拱桥出现了不同程度的病害,这些病害的存在,严重影响了桥梁的整体性和结构的正常使用。以清水大桥为例讨论桁式组合拱桥的病害成因。     

圬工拱桥主拱圈病害机理及加固方法

为了经济合理地治理圬工拱桥主拱圈病害,分析了主拱圈裂缝、主拱圈渗水、拱石脱落等常见病害产生的原因,提出了加大截面加固、主拱圈套箍、锚喷混凝土加固以及塞缝灌浆等多种主拱圈加固方法,阐述了各种加固方法的特点,提出了不同方法的适用范围。     

基于联合截面的圬工拱桥最小加固层分析

为了快速确定圬工拱桥最小加固层的厚度,评估加固后圬工拱桥原拱圈的应力状态,通过采用Midas Civil中的施工联合截面模拟新旧拱圈之间的黏结,计算组合截面的应力。最终通过对比不同加固层厚度下的原拱圈应力,确定最优加固层厚度,为圬工拱桥的加固以及加固效果的评定提供参考。     

沙坨特大桥施工控制参数敏感性分析

沙坨特大桥是一座采用悬臂浇筑法施工的钢筋混凝土拱桥,其在施工过程中必须要保证主拱圈的变形与应力满足设计要求。为了减小悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥的施工误差,本文利用有限元软件Midas/Civil进行建模计算,通过比较施工过程中各设计参数在成桥状态和最大悬臂状态下主拱圈累计位移差值与截面上下缘累计应力差值,对各设计参数的敏感性进行了分析。结果表明:在悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥的施工过程中,主拱圈混凝土容重、扣锚索索力对成桥状态和最大悬臂状态下主拱圈的位移和应力影响较大,为主要设计参数;主拱圈刚度、扣塔刚度、扣锚索刚度对成桥状态和最大悬臂状态下主拱圈的位移和应力影响较小,为次要设计参数。