旧桥改造桥面二次铺装对行车道板的影响

旧桥在改造过程中多半属于加宽改造，加宽过程中相继出现不同厚度的二次铺装，铺装层厚度的增加，对行车道板会产生一定的影响。本篇通过对结构承载能力的计算，反推元结构的富余承载能力，为今后同类设计提供依据。     

基于单板受力的预应力混凝土空心板桥承载力评定

为了研究处于“单板受力”状态桥梁的承载能力,采用已使用10 a的旧桥预应力混凝土空心板的试验数据,对既有空心板桥的承载力状况进行了评定.分别基于荷载横向分布和单板受力模式进行抗力-荷载效应分析,以确定既有桥梁的承载力.结果表明,“单板受力”削弱了上部结构的整体作用,降低了桥梁的整体承载力,使得上部主要承重构件处于非常不利的受力状态,降低了结构的耐久性和安全性.用现有承载力评定方法对处于“单板受力”状态的桥梁进行承载力评定,为既有不利状态的空心板桥的承载力评估提供很大的参考价值.     

旧铰接板梁桥横向分布系数现场试验研究

以一座已经运营了十几年的简支小箱梁桥为背景,通过对桥梁现场加载测试试验,获得了该桥横向分布系数试验值,同时根据铰接板理论和结构力学基本原理,分析得到了该桥横向分布系数的理论值,最后对横向分布系数试验值与理论值进行了对比,总结了旧桥横向分布系数的变化规律,从对比结果可知:旧桥横向分布系数实测值与理论值结果相差比较大,因此,对旧桥进行安全评估时,应该实测旧桥的横向分布系数,才能更准确地得到旧桥的实际受力情况,另外,该桥的横向分布系数现场试验方法可以给旧桥安全评估提供重要指导。     

旧桥拓宽中拼接方式对旧桥受力状态的影响分析

针对斜桥拓宽时新桥与旧桥跨径不协调情况,结合沪宁高速公路上一座箱型桥梁,应用空间有限元方法,分析了横向采用钢板连接和铰缝连接时,拼接前后汽车荷载作用下旧桥挠度、应力的变化、旧桥悬臂端挠度及悬臂根部应力状态以及横向拼接结构的受力情况。通过分析认为铰缝连接比钢板连接能提供更大的连接刚度,且拼接使活载作用下桥梁变形及纵向应力减小,但使横向受力不利;而错孔拼宽使旧桥整体受力变得有利,但接缝处受力较大。     

旧桥拓宽加固中荷载横向分布系数的变化规律

为研究荷载横向分布系数在拓宽扩建后的公路桥梁中的变化情况,提出了纵横梁拓宽加固法。通过建立旧桥拓宽加固的模型,研究加固横梁的设置位置、数量、刚度;加宽主梁、旧桥的刚度以及主梁连接方式不同时,各主梁横向分布系数的变化规律。结果表明:采用纵横梁加固法拓宽加固时,可明显改善旧桥特别是边梁的受力,建议改造后的桥梁支点处应做好加强措施;改变横梁的数量、位置和尺寸对各主梁的荷载横向系数影响较小;加宽主梁与既有主梁采用铰接形式,其值较刚接时大且各主梁波动较小;主梁与加固横梁分别采用铰接和刚接时,各主梁的荷载横向分布系数差别较小,整体呈V形分布。该文的研究成果可为旧桥拓宽改造设计提供依据。     

连接刚度对加宽桥梁荷载横向分布的影响分析

新旧桥梁的连接设计是加宽桥梁设计的关键.以一座采用刚性湿接缝连接加宽的20m简支空心板桥为例,分析了加宽前后桥梁的荷载横向分布特性.利用数值分析方法,基于不同湿接缝厚度对新旧桥空心板梁横向分布系数进行了计算,探讨了湿接缝的刚度对新旧空心板梁横向分布系数的影响.计算结果表明增大湿接缝的刚度可提高新旧桥梁的整体工作能力,有效降低旧梁横向分布系数.但湿接缝的刚度提高到一定程度后,旧梁横向分布系数的变化减慢,部分梁横向分布系数开始增大.建议在加宽桥梁新旧桥梁的连接设计时,应根据分析结果采用合适的湿接缝厚度.     

山区高速公路桥梁拓宽方式研究

为研究空心板梁桥加宽在接缝结构受力局部承载的特性问题,考虑传统力学分析采用的受力图式和假设与实际结构有一定差异的情况,采用有限元建模的方法进行接缝结构设计的研究.接缝类型为铰接和刚接情况时,重点研究了新旧桥梁差异沉降、差异刚度、局部偏载等因素对拓宽桥梁受力影响.研究结果表明:(1)采用空心板边板翼缘直接刚接的加宽方式,较采用铰缝连接方式能更好地适应下部结构不均匀沉降的影响;(2)新旧主梁的模量差对于刚接缝和铰接缝均有增大横向弯拉应力的影响,采用铰缝连接方式增大幅度较大,采用刚接缝连接方式增大幅度较小;(3)不均匀沉降对横向弯拉应力影响较大,有明显的局部应力分布特性,为预防接缝早期强度破坏,两种接缝处均需要进行钢板加固.     

新桥与旧桥横向连接旧桥结构受力安全验算

对于新旧桥梁横向连接,最不利刹车制动力和停车作用力、车速15km/h匀速90度转弯向心力作用下,对旧桥结构受力安全验算分析。根据实际情况,验算桥面铺装局部受压、分析小箱梁受扭和盖梁悬挑根部受弯受力,得出结构安全验算结论。     

钢-混凝土组合梁加宽旧桥的实测与理论分析

为研究采用钢-混凝土组合梁加宽后的重庆牛儿河桥的工作性能及其跨中横向分布系数的计算方法,对其进行现场实测,并建立三维弹性有限元模型模拟实桥.研究结果表明:组合梁能够与旧桥共同工作,组合梁加宽旧桥整体性良好;采用刚性横梁法计算旧桥加宽后的跨中横向分布系数,计算结果与实测结果、有限元结果吻合良好.采用有限元方法对钢-混凝土组合梁与旧桥之间的跨中横梁数量进行参数分析,结果表明跨中横梁对跨中横向分布系数的影响可忽略.     

普通钢筋和预应力钢筋混凝土空心板桥的横向拼接可行性研究

该文研究了旧桥普通钢筋混凝土(RC)空心板与新桥预应力混凝土(PC)空心板两种不同配筋混凝土结构之间横向拼接可行性问题.采用空间梁格有限元方法进行力学分析研究,研究成果表明:从结构内力的分配角度看,预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构的横向拼接应该更有利于旧桥结构的内力状态改善,对于旧桥各主梁的内力及结构变形都有一定程度的卸载作用,因此这种不同配筋种类的空心板梁桥之间进行横向拼接是可行的,但是对于刚度较大的预应力混凝土空心板而言,将分担更大的外荷载,这一点对其结构受力可能是不利的,设计时需要进行空间分析.     

中等跨径钢桥桥面系标准部件组合优化分析

为研究中等跨径钢桥标准化桥面铺装层受力性能及整体造价成本,对中等跨径钢桥桥面系不同标准部件组成的正交异性桥面铺装体系进行优化选择,以实现钢桥经济性和安全性的良好结合。将桥面系整体造价及竖向挠度作为优化的目标函数,以挠跨比限值和裸板的横向拉应力、铺装板的横向拉应变限值作为约束条件,考虑顶板厚度、U肋高度和铺装层厚度等主要设计参数,对标准化设计中的桥面系标准部件组合进行优化分析。结果表明:轮载作用在U肋中心位置和满布在U肋中间位置时对裸板和铺装板的受力和变形最为不利;顶板厚度和铺装层厚度对裸板和铺装板的受力与变形影响较大,在设计时应予以关注;顶板厚度取16mm、U肋取U300×260×8-40、铺装层为EA(40mm)+GA(30mm)的正交异性钢桥面铺装体系受力和经济性能最优。     

拓宽方式对旧T梁荷载横向分布的影响研究

为研究拼接拓宽的不同方式对旧桥活载受力的影响,以某T梁桥为背景,建立了12种拓宽方式的三维实体有限元模型,计算了每种方式中旧梁的荷载横向分布系数,并进行对比分析.结果表明:增加新旧梁刚度比、设置新旧梁横隔板及提高横隔板高度能较大幅度减小旧梁的荷载横向分布系数;此外,相对于单侧拓宽,对称拓宽下旧梁的荷载横向分布系数更小.因此,为减小拓宽后旧桥的活载受力,在其他条件允许的前提下,建议适当增加新旧梁刚度比,并在新旧梁间设置横隔板及增加横隔板高度,具体取值应结合实际工程确定.     

某改扩建高速公路新桥维修状态旧桥承载力研究

拼宽桥梁新桥侧桥面维修封闭车道时旧桥集中受载,基于随机车流方法评估13m、16m与20m典型跨径空心板承载能力,提出保障旧桥安全的管制措施。首先,对新桥维修情况进行分析,明确"关闭紧急停车带与相邻车道"的常遇工况;其次,基于随机车流仿真模拟,评估无管制措施下旧桥安全性;最后,研究了"限速"、"超载控制"对旧桥承载安全的影响,比选合理的管制措施。研究表明:关闭车道对旧桥受力影响较大,旧桥边梁与次边梁活载内力显著提升,存在安全风险;限速60km/h基本可以保障旧桥受力安全;超载控制对旧桥受力影响不大,不宜采用。     

空心板铰缝病害分析及其技术改造

铰缝在预制装配式钢筋混凝土空心板梁的横向连接中具有重要作用,同时铰缝也是装配式板梁桥的薄弱环节,铰缝的易损性对桥梁的安全性和耐久性产生了不容忽视的影响。针对空心板铰缝损坏,上部结构单板受力等典型病害,以某装配式钢筋混凝土空心板梁桥为例,从构造设计,损坏修补,材料选取,防腐养护,施工运营等方面对其进行技术改造,提出了一系列治理措施。使具有铰缝病害的桥梁整体性得到了较大提高,整体刚度也得到了较大恢复。为关于装配式空心板梁桥铰缝病害的维修加固设计、施工等工作提供技术支撑和参考。     

大跨径斜拉桥设纵隔板对钢桥面铺装力学特性的影响

利用通用有限元ANSYS软件,计算分析大跨径斜拉桥设纵隔板对钢桥面铺装力学特性的影响,并分析纵隔板两侧加劲肋刚度对钢桥面铺装受力的敏感性.结果表明,铺装层表面最大横向拉应力/应变最不利荷位是荷载对称施加于一加劲肋正上方且紧靠纵隔板一侧,该荷位作用下计算加劲肋的挠跨比控制在要求的1/800～1/1 700范围内;铺装层表面最大纵向拉应力/应变和最大竖向位移最不利荷位均是荷载施加于相邻两加劲肋中心之间的正上方且跨过纵隔板.同时指出纵隔板上方铺装层表面出现更明显的应力集中,它可以通过改变纵隔板两侧加劲肋刚度得以降低,而且纵隔板上方铺装层表面最大横向拉应力/应变与纵隔板两侧加劲肋刚度有很好的相关关系.     

斜桥拼宽中受力状态的分析

该文针对斜桥拓宽时新旧桥接缝处受力的复杂性,结合某高速公路上一座空心板桥梁,应用空间有限元方法,分析了横向采用铰缝连接时,拼接前后汽车荷载作用下新旧桥弯矩、支反力,以及拼接结构的横向受力情况,并提出对不利受力状态的改善方法,为同类型的拼宽设计带来借鉴和参考.     

简支梁(板)桥加宽改造形式研究

分析桥梁横向连接方式,通过荷载横向分布系数的计算,确定简支梁板桥改造加宽形式。通过实例,介绍简支梁(板)桥改造的实施方式。     

桥梁荷载横向分布系数影响因素分析

在桥梁荷载横向分布系数计算模型中,常常简单以一平面假设一以概之,对诸如边板中板截面差异、连续与简支、加宽加固等因素影响没有定量分析,致使计算结果与实际受力状态不能有效拟合。文中通过对不同结构(简支梁、连续梁)桥梁的主梁横向内力分析计算,揭示其横向分布系数的变化关系。     

收缩徐变作用下混凝土连续箱梁拼宽桥拼接段受力性能研究

为研究收缩和徐变作用下混凝土连续箱梁拼宽桥拼接段受力性能,以沪宁高速公路上某连续箱梁拼宽桥为工程背景,建立实体和梁格有限元模型并进行了现场调研。将两种模型反力计算结果与现场顶升支反力进行对比,比较结果验证了模型的准确性。结合拼接和不拼接两种情况下新旧桥的纵向和竖向变形,说明了拼接段的受力机理。研究表明收缩和徐变作用下,边支点附近后浇段上的纵桥向拉应力可能会引起横向开裂,边、中跨挠度最大处拼接段横桥向应力变化较大,设计中应予以重视。此外,有限元模型计算结果表明增加新旧桥拼接等待时间可以减小收缩徐变对拼接段新旧桥内侧翼板受力状态的影响,但不能减小后浇段的纵桥向拉应力。     

空心板深铰缝设计优化研究

空心板铰缝的纵向开裂甚而与预制空心板完全脱离,直接引发空心板梁桥横向联系失效,甚至引起"单板受力",给桥梁结构安全埋下隐患。针对现阶段空心板常用的深铰缝构造,从铰缝的病害成因出发,通过有限元数值模拟分析了空心板梁桥深铰缝在车辆荷载下的空间受力特性,在此基础上提出合理的优化措施,并进一步对优化措施进行计算验证。结果表明,通过合理的优化配筋和铺装层厚度可以提升铰缝抗弯、抗剪承载力,改善铰缝的工作性能。