冬季极端气候下城市快速路钢桥面铺装力学响应

为研究冬季极端气候下城市快速路钢桥面铺装的力学响应及适合该极端气候下的钢桥面铺装方案,解决冬季极端气候下钢桥面铺装在行车荷载作用下容易产生的开裂问题,利用ABAQUS建立钢桥面三维铺装体系模型,模拟不同铺装层厚度组合和不同工作温度等条件,计算“双层EA”结构和“下层EA+上层SMA”结构的铺装层上表面最大拉应力、最大拉应变、最大竖向位移及层间最大剪应力4个特征力学响应值,分析钢桥面铺装厚度对力学控制指标的影响,探究钢桥面铺装温度对力学控制指标的影响,以此进行冬季极端气候下城市快速路钢桥面铺装的结构组合方案优选。研究结果表明:相同铺装材料下,对比3种厚度组合的桥面铺装层上表面最大拉应力、最大拉应变、最大竖向位移及层间最大剪应力,均为下层2. 5 cm+上层3. 5 cm下层3 cm+上层3. 5 cm下层3 cm+上层4 cm;在-45～50℃范围内,随着温度升高,两种铺装结构的铺装层上表面最大拉应力和层间最大剪应力逐渐减小,铺装层上表面最大拉应变、最大竖向位移增大;“双层EA”结构铺装层上表面最大拉力大于“下层EA+上层SMA”结构;“双层EA”结构和“下层EA+上层SMA”结构铺装层上表面最大拉应变、最大竖向位移和层间最大剪应力较为接近;“下层3 cm EA+上层4 cm SMA”的铺装结构能够适应冬季极端气候工况。     

矮寨特大桥融雪防冰电发热沥青混凝土试验研究

为了解决矮寨特大桥的桥面融雪防冰问题,经过方案比选,提出了电发热沥青混凝土方案,并进行了试验研究.制作了导电沥青混凝土试块及20 cm×10 cm铜网格电极,分别测试了3种电压的发热升温情况,并采用自然降雪验证发热性能.试验结果表明,试块表面各点发热不同,温度随着通电电压的升高而升高,试块在12、24、36 V电压下各...     

路堤块石自然对流机理的室内模拟试验研究

为研究路堤块石在边界温度周期波动条件下的自然对流发生机理及降温效应的表征参数,采用室内模拟方法对50×50×65cm3尺寸的不同块石试样进行了试验和理论分析,结果表明:平均RAYLEIGH数能描述块石层自然对流的发生情况,不同厚度的块石层将产生不同的对流模式,厚度大的块石层所产生的自然对流降温效应也较大,上层砂砾加下层块石的结构自然对流效应最弱。块石层降温效果取决于块石粒径、层厚及铺筑在路堤中的位置,这一结论对多年冻土地区路堤设计、施工,合理确定块石铺筑层厚、铺筑层位具有现实指导意义。     

水泥混凝土路面三维尺寸分析

该文利用有限元软件Ansys,通过建立模型,分析平面板尺寸、板厚、面板弹性模量、层间接触条件、基层厚度及模量等因素对水泥混凝土路面荷载应力和温度应力的影响,同时考虑荷载应力和温度翘曲应力叠加后的综合应力对水泥路面板三维尺寸的效应的影响,初步得出水泥混凝土路面板合理的三维尺寸.     

溶洞上方路基基底位移分析

结合工程实例,运用FLAC^3D 2.1数值分析软件分析了溶洞上方条形基础基底的位移及溶洞项板厚度和跨度对路基基底位移的影响,得出了溶洞顶板厚度和跨度与基底沉降关系曲线。路基基底位移随顶板厚度的增加而减小,溶洞模型尺寸大小为12m×1.2m×10m、厚度为6m时位移为4．30cm,影响很小;路基基底位移随跨度的减小而减小,跨度为10m时位移为3．56cm,影响很小,可以不计。     

火灾下公路悬索桥高温力学性能研究

为了探明公路悬索桥货车火灾下的高温力学性能,利用热-结构分析软件ANSYS建立某大跨径悬索桥有限元模型。根据公路桥梁火灾的特点,选取货车升温曲线模拟货车燃烧,对悬索桥施加随温度变化的热荷载,得到悬索桥混凝土板和钢梁的强度和弹性模量随时间变化曲线,以及应力挠度随时间变化曲线。结果表明:混凝土桥面板在火灾下升温迅速,弹性模量和强度衰退较大;钢梁由于受到混凝土板的保护作用,升温速率较低,力学性能下降较小。为此,在桥梁上应当设置合理的防火措施,以避免造成更大的损失。     

曲线钢-混凝土结合梁桥的温度应力

基于有限元软件分别对曲线钢-混凝土结合梁桥整体升温25℃和桥面板降温7.5℃进行受力分析。研究在整体升温的温度应力作用下沿桥宽方向桥梁跨中挠度值、桥面板横向位置值、纵向应力值,并给出了整桥的变形云图;降温的温度应力下桥面板沿桥宽方向桥梁跨中挠度值、桥面板横向位置值、混凝土板及钢箱梁底板纵向应力值,同样给出了桥面板及钢箱竖向位移分布云图。通过对曲线钢-混凝土结合梁的有限元分析,说明曲率效应和扭转效应在曲线梁桥计算中是不可忽视的。     

超高性能纤维混凝土在公路桥梁加固中的应用分析

针对传统梁桥加固技术易影响桥梁耐久性的问题,提出将钢纤维混凝土材料应用于主梁和桥面铺装层,提高桥面抵抗梁端变形程度,减少应力集中现象。分析了不同钢纤维加铺层厚度,加铺层长度下路面结构的应力状态,为桥面铺装层的设计提供合理建议,研究结果表明:当钢纤维混凝土铺装长度和厚度一定时,随着跨径增加,钢纤维铺装横截面拉应力逐渐增加;当厚度和跨径一定时,随着加铺层长度增加,铺装横截面拉应力下降,最终趋于平稳;根据T型简支梁结构,考虑安全性能和经济性价比,确定钢纤维混凝土跨径为10～15 m时,加铺层长度取值为50 cm,厚度取值为8～12 cm;跨径为20～25 m时,加铺层长度取值为75 cm,加铺层厚度8～12 cm;跨径为30 m时,加铺层长度取值为100 cm,厚度取值为8～12 cm。     

截面几何参数对混凝土薄壁桥塔温度应力的影响

为了研究截面几何参数对混凝土薄壁桥塔温度应力的影响,基于某悬索桥混凝土桥塔实测日照温差,通过有限元方法分析了不同塔壁厚度、塔壁长宽比和塔壁内外表面角隅处倒角等条件下桥塔截面的温度应力,结果表明:改变塔壁厚度、塔壁长宽比和塔壁内侧角隅处倒角对桥塔温差应力均有不同程度的影响;在塔壁内外正温差条件下,桥塔内表面角隅处的温度应力随塔壁厚度的增加而增大;负温差条件下,塔壁外表面的温度应力随塔壁厚度的增加而减小;改变塔壁截面长宽比对改善塔壁截面温度应力的效果不明显;正温差条件下,在塔壁内侧截面角隅处设置倒角,可有效降低塔段内表面的温度应力,在考虑混凝土体积与抗压刚度的情况下,其倒角尺寸建议在0.3 m×0.3 m～0.5 m×0.5 m之间;负温差作用下,塔壁厚度比是重要设计参数,其取值不宜太大,较大的塔壁厚度比可以降低桥塔中心处温度应力,但同时会导致角隅处温度应力集中,混凝土体积增加,塔壁长宽比变小,从而导致桥塔的抗压刚度降低。在设计柱状薄壁箱形结构截面时,满足结构承载能力和工程造价的前提下,要充分考虑日照温差应力对薄壁箱型结构的影响,其研究成果可推广应用于其他桥型的混凝土空心薄壁箱型桥塔或桥墩截面设计中。     

高速公路混凝土桥复合桥面铺装热效应分析

针对广东地区高速公路混凝土桥复合桥面铺装结构普遍存在的车辙、推移等剪切病害,采用ANSYS有限元软件,结合广东气候特点,建立轮胎和混凝土桥复合桥面铺装实体模型,分别进行温度和温度-荷载耦合条件下桥面铺装结构层的热效应数值模拟。结果表明:铺装层内部温度场分布不均匀,且温度应力下剪切变形薄弱层为下层AC,而耦合条件下横向剪切变形薄弱层为上层AC,纵向剪切变形薄弱层为下层AC。研究成果可为广东高速公路混凝土桥复合桥面铺装结构设计提供工程经验借鉴及参考。     

沪通长江大桥北引桥公铁合建段双层混凝土箱梁立体施工关键技术研究

双层桥梁可以充分利用土地资源特别适用于城市立体交通.其建设涉及到立体作业,施工组织尤为关键.介绍了沪通长江大桥北引桥公铁合建段双层混凝土箱梁施工关键技术.该桥下层为铁路线,为7×49.2 m简支梁,采用节段预制架桥机节段拼装,现浇湿接缝方法施工.上层为公路线,为(4×49.2+3×49.2)m现浇连续梁,采用在下层铁路...     

温拌技术在寒冷地区桥面铺装中的应用研究

研究了寒冷地区桥面铺装沥青混凝土加入温拌剂后的使用性能,采用的桥面铺装结构为"4cm AC-13SBS改性沥青混凝土铺装上层+5cm AC-16沥青混凝土铺装下层+AMP-100二阶反应型防水粘结层",在制备铺装上层SBS沥青混合料时加入DAT-H5温拌剂。通过改变马歇尔击实试验的击实温度,确定温拌剂DAT-H5掺量10%可降低沥青混合料的拌和温度25℃左右。温拌沥青混合料的路用性能试验结果表明:DAT-H5温拌剂的加入可以提高SBS改性沥青混合料的高温性能和水稳定性,虽对低温性能略有影响,但仍满足现行规范的要求。     

旧板破裂尺度对沥青加铺层反射裂缝及旧板回弹模量实测值影响分析

通过对旧水泥混凝土路面板进行破裂稳固处理,使板块有效尺寸减小,可以抑制或消除旧水泥混凝土路面上沥青加铺层内的反射裂缝。通过建立有限元模型,模拟分析了水泥混凝土路面板不同破裂尺度对沥青加铺层荷载应力、温度应力的影响。模拟分析结果表明,随着水泥混凝土板块尺寸的减小,沥青加铺层的荷载应力有一定程度的降低,而温度应力则出现大幅度的降低,最大温度应力出现在旧板块边缘中间处的沥青加铺层层底,说明破裂旧水泥混凝土路面能有效地控制沥青加铺层反射裂缝的产生。结合试验路的承载板试验数据,分析表明破裂后路面板块尺寸越小,旧路面作为新加铺层基层其回弹模量值越小,承载能力就越低。综合旧板块破裂尺度和反射裂缝与回弹模量的关系,建议旧路面板的破裂尺度宜在50~80 cm之间。     

桥面碳纤维发热融雪化冰系统影响因素分析

通过在桥面混凝土板内埋设不同布置方式的碳纤维发热线,并改变混凝土板所处的环境条件(温度、风速、冰层厚度),研究发热线布置方式及外界环境对桥面铺装层融雪化冰效率的影响。结果表明,碳纤维发热线的布置间距对混凝土升温影响及融雪化冰影响最显著,其他因素影响则较小。此外,相比冰层厚度影响作用,环境温度和风速对桥面融雪化冰影响作用较大。     

武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥铁路混凝土板结合桥面系试验模型设计

武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥为(98 196 504 196 98)m双塔三索面钢桁斜拉桥,主梁为3片主桁的板桁结合钢桁梁,上层为6车道公路,下层为双线客运专线、双线Ⅰ级铁路。其中铁路桥面采用纵横梁体系的混凝土板结合道碴桥面。介绍铁路混凝土板结合桥面系模型试验的结构设计及试验方法。     

水泥混凝土路面板角脱空的有限元应力分析

文章探讨了板底脱空的形成机理,应用有限元方法,分析了在不同车辆荷载(单轴和双轴)作用下有限尺寸板在脱空状态下的荷载应力,研究发现水泥混凝土面层板板底脱空区沿板横缝近似对称分布,且为近似的三角形楔形体,距板角愈近脱空高度愈大。当板角脱空面积达到1/2×1.0×1.0m2左右,面板最大拉应力的作用位置由板底转到板顶,可以认为,1/2×1.0×1.0m2的脱空面积是给面板带来不利影响的临界值。     

芜湖长江三桥北引桥50.2 m现浇梁施工关键技术

芜湖长江三桥北引桥W3～0号墩跨度为3×50.2 m,下层铁路桥采用预应力混凝土简支箱梁(顶板宽12.2 m、底板宽5.26 m),上层公路桥采用预应力混凝土连续箱梁(顶板宽15.99 m、底板宽9.19 m),上、下层梁中心线不重合。根据该桥结构特点及桥址区地质情况,下层铁路梁采用"支架现浇+箱梁横移"方案施工:仅在左幅公路梁正下方搭设现浇支架,先在支架上施工右幅铁路梁,然后将右幅铁路梁沿铁路墩顶横移至右幅公路梁正下方,最后在支架上施工左幅铁路梁;上层公路梁采用"支架现浇+支架横移"方案施工:先将下层铁路梁横移至公路梁正下方,在右幅铁路梁顶搭设支架,待右幅公路梁施工后将支架整体沿铁路梁顶横移至左幅,最后在支架上施工左幅公路梁。待公路梁施工完成且支架拆除后,再将铁路梁横移至设计位置。     

大跨PC连续刚构桥主梁温度梯度下的应力分析

为深入研究大跨PC连续刚构桥主梁温度梯度下的应力状况,以某(45+2×80+45)m大跨PC连续刚构桥为工程背景,分别分析了混凝土铺装和沥青铺装下不同顶板厚及不同铺装层厚主梁温度梯度下的应力状况。研究结果表明:(1)同等条件下混凝土铺装产生的温度梯度应力为沥青铺装的1.3～1.8倍;(2)主梁顶板厚度变化对其温度梯度应力影响很小;(3)一定厚度范围内的沥青铺装,主梁温度梯度应力随铺装层厚度增加而减小,厚度增加1cm其正温差工况温度梯度应力减少0.4 MPa左右,负温差工况温度梯度应力减少0.2 MPa左右;(4)沥青铺装层厚度增加,其温度梯度应力减少值较其自重应力增加值要大,单从温度梯度应力方面考虑,较厚的沥青铺装可使主梁应力状态更优,综合考虑施工方便、经济合理等因素,沥青铺装以8～9cm为宜。     

杭州湾大桥水泥混凝土桥梁桥面铺装方案设计

欧美混凝土桥梁桥面一般铺设防水层或防水系统,大多采用双层式(防水层 面层)或三层式(防水层 中间层 磨耗层)铺装,总厚度为4～10 cm;我国高速公路混凝土桥梁所采用的沥青铺装与路面结构基本相同,对于特大型桥梁,桥面铺装类型主要有SMA、浇注式沥青混凝土和环氧沥青混凝土.杭州湾大桥混凝土桥梁桥面铺装推荐方案:铺装层,上层改性沥青SMA-13(45 mm)、粘层改性乳化沥青、下层改性沥青SMA-13(45 mm);防水层,砂粒式橡胶沥青混凝土防水找平层(25 mm)、反应性树脂下封层;桥面板,打砂,形成干燥、洁净、粗糙的界面.为此,笔者建议应着手开展高速公路混凝土桥梁桥面铺装技术研究,拟编制桥面铺装施工指南.     

旧沥青路面裂缝对白色罩面层受力的影响分析

采用有限元方法,分析了旧沥青路面裂缝对白色罩面层受力的影响,得到了板底荷载和温度最大耦合应力随加铺层厚度和模量等参数变化的规律。结果表明:旧沥青路面横向裂缝位于加铺水泥混凝土板板中时,板底荷载应力、温度应力及二者耦合应力均为最大,且随加铺水泥混凝土板模量增加而增大,随水泥加铺层厚度的增加而减少。