高寒区连续刚构桥建设期裂缝产生机理研究

连续刚构桥因受力合理、行车舒适性好而被广泛应用。然而,大量连续刚构桥在建设期便产生了裂缝,同时高寒区气候环境恶劣,加速了建设期裂缝的出现与扩展,进而影响了桥梁修建进度,降低了桥梁耐久性及承载力,甚至引发安全事故。在系统分析连续刚构箱梁建设期裂缝类型及成因的基础上,以云南老团坡2号特大桥为工程背景,建立了结构的MIDAS整体模型与ABAQUS局部实体模型,开展了连续刚构桥建设期裂缝对温度作用、预应力损失、混凝土局部强度不足和混凝土低龄加载等因素的敏感性分析,厘清了高寒区连续刚构桥建设期裂缝的产生机理,为建设期裂缝控制措施的提出奠定了理论基础。     

太阳辐射作用下钢管混凝土拱不均匀温度场及其引起的脱空分析与试验研究

为厘清太阳辐射作用下钢管混凝土拱肋内部的不均匀时变温度场,剖析其对钢管混凝土脱空效应的影响机制,并为钢管混凝土拱桥的脱空病害防治奠定理论基础,依托受日照辐射较强的贵州香火岩特大跨钢管混凝土拱桥实际工程,建立考虑钢管与混凝土界面接触关系的精细化温度-应力耦合数值模型;基于ASHRAE晴空模型及温度场计算理论,开展了钢管混凝土拱肋日照辐射不均匀时变温度场分析,揭示了钢管混凝土拱肋横截面的温度分布规律及其随时间的变化规律,并给出了计算钢管混凝土横截面温度梯度的近似公式;结合脱空的应力判别标准,计算出了拱肋横截面沿环向不同位置处的脱空高度,进而明确了钢管混凝土拱肋的横截面脱空分布模式;基于诱导振动理论,选取主要受温度影响而产生脱空的拱段,开展了钢管混凝土拱桥脱空检测试验研究,并与理论分析进行对比,验证了理论分析的可靠性。研究结果表明：日照辐射作用下,钢管混凝土截面温度场在时间、空间分布上均呈高度非线性,核心混凝土温度变化滞后于外包钢管,钢管与核心混凝土的最大温差超过25℃;日照不均匀温差引起的界面拉应力达到1.4~1.5 MPa,导致钢管混凝土环向脱空高度达到0.11~0.13 mm;基于诱导振动法的钢管混凝土拱肋脱空检测方法可识别出脱空的可能性,并发现太阳辐射作用使钢管混凝土的脱空程度略有增强。     

夜郎湖大桥主拱圈悬臂浇筑施工挂篮优化分析

夜郞湖大桥为净跨径210m的上承式钢筋混凝土箱形拱桥,主拱圈采用斜拉扣挂悬臂浇筑法施工时,提出了一种新型三角桁架式挂篮。挂篮自重(含模板)82.5t,最大承重188t,初步设计采用4根锚吊杆,锚固在拱圈底板。为验证挂篮初步设计方案的可行性,采用MIDAS Civil和MIDAS FEA有限元软件分别建立挂篮整体模型和拱圈1号节段模型,分析挂篮及拱圈局部受力性能;并根据分析结果进行挂篮优化设计及分析。结果表明:初步设计方案下挂篮应力较大,拱圈节段在锚吊杆锚固附近的主拉应力过大,不能满足施工要求;将锚吊杆数量优化为2根,并将锚固位置移至拱圈顶板后,与初步设计方案相比,优化方案的经济性更好,拱圈节段受力更合理,新型挂篮的优化设计方案可行。     

某跨海大桥钢箱梁临时存放过程中破坏机理分析及加固措施研究

针对薄壁钢箱梁临时存放过程中产生的局部变形破坏,以某跨海大桥钢箱梁临时存放过程中产生的局部变形为背景,采用现场检测、有限元法与理论分析相结合的方式研究破坏产生的原因,并提出可靠的局部变形修复方案。结果表明:钢箱梁发生局部变形破坏的主要原因为支座位置设置不当,其引起的变形主要集中在支座范围内;提出采用梁端多点支撑、局部增强横隔板支撑,局部割除、更换变形部件的修复措施,实现了钢箱梁临时存放引起的局部变形破坏修复,修复效果较好。