云南省响水河大桥加固技术研究与力学验算

通过对云南箱形拱响水河大桥加固前后的有限元分析,探讨箱形拱桥在重交通荷载作用下病害类型及加固设计效果。根据现场调查,为减少桥梁上部结构自重采用马蹄形T形梁更换原病害严重的T形梁结构,提高结构的整体受力性能;同时采用封闭套箍加固技术对主拱圈进行加固处理,增强主拱圈各控制截面承载能力。加固前后有限元计算结果表明重交通荷载是造成拱脚承载力减少的主要因素;加固后该桥在不同工况荷载作用下各控制截面承载力均有较大提高,安全富裕量有不同程度增加,说明加固方法能大幅提高箱形拱桥的受力性能和整体稳定性能。     

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.     

基于WIM实测数据的北京市松山大桥重载交通车辆荷载模型

利用WIM动态称重系统，得到北京市松山大桥实际通行车辆的车辆荷载特征参数，经统计分析得到特征值，对其概率密度函数进行了拟合，建立了适用于本地区的重载交通车辆荷载模型，并与河北省和福建省的重载交通车辆荷载模型进行了对比。在此基础上，采用有限元模拟方法对建立的重载交通车辆荷载模型与现行规范进行荷载效应对比，分析结果表明，采用规范中公路—Ⅱ级汽车荷载设计的桥梁存在安全隐患；公路—Ⅰ级汽车荷载取值总体较为保守，但对于大跨径桥梁仍有不足，需要结合实际情况需要进一步研究。重车荷载对桥梁支座处剪力的影响较为明显，在桥梁设计与维护时应重点考虑。本研究成果可为北京地区的公路桥梁设计和结构损伤检验提供参考和建议。     

预应力混凝土箱梁损伤后剩余承载力计算及变化规律研究

目前对在役桥梁进行技术状况评定时,往往需采用荷载试验的方法来反映桥梁结构实际损伤所产生的性能退化。然而,荷载试验方法存在费用高、耗时长等问题,进行荷载试验代价巨大,且对于存在损伤的结构具有一定的风险。因此,基于对一新建跨径30 m预制预应力混凝土箱梁进行的足尺模型试验结果,构造定义了2种不同的刚度损伤折减系数,结合规范给出的开裂构件抗弯刚度计算公式,提出基于刚度损伤折减系数计算构件实际剩余承载力的计算公式。结果表明：2种方法定义得到的抗弯刚度折减系数的变化趋势基本一致,箱梁在出现损伤后的刚度折减效应明显,从箱梁出现开裂损伤到承载能力极限状态刚度折减约40%,相邻两截面的刚度折减可近似呈线性分布;基于刚度损伤折减系数计算的剩余承载力与试验值的偏差都在5%以下;结合刚度折减系数沿箱梁纵向的分布规律,可计算得出在跨中截面出现损伤后,沿箱梁纵向各截面实际剩余承载力的分布规律。提出的基于刚度损伤折减系数计算实际剩余承载力的方法,可通过结构外观检查结果实现对带有损伤的预应力混凝土箱梁实际剩余承载力的准确计算,该方法简便可行、费用低廉,同时也可为出现损伤的在役桥梁技术状况评定及剩余承载力计算提供一定的借鉴。     

常州市朝阳桥结构技术状态和承载能力评估

随着服役时间的增加,桥梁必然会在交通荷载、环境因素等共同作用下出现结构损伤的积累和技术状态的退化。该文以桥梁现场调查和检测为基础,对一座运营已20年的钢筋混凝土连续梁桥梁进行了结构技术状态和实际承载能力的评估。     

钢管混凝土拱桥承载能力评估

桥梁结构的老化、车辆荷载的增加、不利环境的侵蚀、养护维修的缺乏等综合因素,使得桥梁结构不可避免地产生各种损伤,导致了桥梁承载力和耐久性的降低,从而过早地失效或丧失功能。结合实际工程背景,进行了病害调查、动静载试验及结构检算,对桥梁现有状况进行检测。结果表明：荷载试验结合理论分析的研究方法能够较好地得到既有钢管混凝土拱桥的承载能力评估结果,同时对今后同类型桥梁结构的维修加固具有一定的借鉴意义。     

离散空间小波分析的环境荷载下桥梁的损伤识别

利用离散空间小波多分辨分析,分别探讨了匀速简谐汽车作用荷载和随机白噪声作用荷载(模拟汽车与风荷载的耦合)两种环境荷载作用下桥梁已有损伤位置的识别方法。建构了桥梁结构损伤定位的离散空间小波变换的理论模型,同时讨论了不同小波函数的选取及分解层次的确定方法。该方法仅需测量损伤后桥梁的位移或应变响应,不需损伤前后的结构特性,不影响交通。对原始输入的位移信号进行逐步差分前处理使得识别结果更准确。模拟试验表明,离散空间小波多分辨分析是识别环境荷载作用下桥梁损伤位置的准确可靠方法。     

某双曲拱桥承载能力评估方法探讨

我国目前存在着大量的双曲拱桥,由于建造年代久远及原设计荷载等级低等特点,近年来随着交通流量和交通荷载的迅猛发展,桥梁结构不堪重负,造成较严重损伤,结构存在较大的安全隐患。如何合理准确评价既有桥梁的承载能力,是充分发挥这些旧桥的作用,又保证结构安全的关键。基于对结构现有病害调查和成因分析,并结合无损检测和静载试验结果,根据结构实际受力状况和交通量建立计算分析模型,探讨既有桥梁承载能力的评估方法。     

老龄桁架桥的检测评估方法

由于现有规范采用的钢桁架桥的检测与评估方法无法满足结构承载力与剩余寿命评估的需要,结合上海市外白渡桥研究一种适用于老龄钢桁架桥的检测与评估方法。首先依据交通调查资料,采用Monte-Carlo法建立交通荷载模型,得出结构的最大内力与疲劳应力谱;然后切取实桥锈蚀构件进行试验,分析锈蚀对结构承载力的影响规律,根据量化的锈蚀程度检测结果计算构件的剩余承载力;最后采用基于断裂力学理论的损伤容限计算方法分析桥梁的剩余使用寿命。对外白渡桥的分析结果表明:该桥有40根杆件、4个节点板的承载力及8个构件的剩余寿命无法满足继续使用的要求。     

低影响交通情况下简支梁桥快速荷载试验评定方法研究

当前,对运营桥梁的承载能力评估最直接、可靠的手段是桥梁荷载试验。荷载试验需要在交通封闭、温度稳定、结构温差较小以及尽可能避免其他影响试验加载效应的条件下实施,桥梁荷载试验费时费力、影响交通,实施成本较高。提出一种在不中断交通条件下以轻载车辆低速通过桥梁,通过测试车辆低速通过桥梁的挠度或应变反算出桥梁跨中位移或应变的“影响线值”的方法。对桥梁进行静载试验,根据反算出的“影响线值”计算静载试验实际加载车引起的位移或应变的理论值,对比静载试验的实测值和按影响线值计算的理论值,对桥梁的承载力进行评估;以此低速动载试验结果为依据,在不中断交通情况下采用标准车低速通过待测试桥梁,实测挠度和应变并与此试验结果对比,对桥梁进行承载能力评定。实桥试验结果表明,该评定方法有效可靠,不中断交通情况下也可对桥梁承载能力进行评定,具有重要的社会意义和经济价值。     

轨道专用大跨径斜拉桥的承载能力

为了对某城市轨道交通专用特大跨径斜拉桥承载力进行鉴定,以准确反映桥梁的结构性能,采用结构能力等效加载方法,以结构受力最不利位置实测的应变、挠度、残余变形等参数为研究对象,借助有限元分析模型,进行桥梁实际承载能力判断;并开展基于静载、动载试验荷载作用下的桥梁承载能力评价。结果表明,以上方法可以准确地评价桥梁结构的实际承载能力。     

不中断交通的桥梁试验方法初探

桥梁试验是检验桥梁结构实际工作状态,保证桥梁安全运营的重要手段.经过不断的探索和实践,桥梁荷载试验技术得到较大发展和普及,试验方法也日趋成熟并形成了行业规范.然而,随着荷载试验方法在桥梁上的大量采用,其方法本身存在的问题和局限就越来越显现出来.关于桥梁荷载试验方法存在的诸多问题另文论述,本文就桥梁荷载试验需要中断交通,而实际又难以实现时,对作者提出和采用的不中断交通的桥梁试验新方法进行较全面的介绍和论述,并结合实桥试验进行分析探讨,以供同行研讨和参考.     

沙田大桥特种车辆承载力验算及加固

为确保东莞市沙田大桥安全通行360t超限特种车辆,对该桥承载力进行了验算、分析与评估.计算分析结果表明,桥梁结构理论承载力满足特种车通行需求.但考虑到该桥部分T梁梁端劈裂等病害的影响,结构实际承载力有所降低,对该桥T梁进行了加固及加固后盖梁特种车辆等效荷载试验.部分方法和结论可供同类桥梁参考.     

适用于重载交通的公路桥梁荷载标准研究

某一级公路具有明显的重载交通特征,在运营过程中也出现了严重的超载问题,为准确分析该一级公路上的汽车荷载,并确定其对该路上广泛使用的简支梁桥和连续梁桥的荷载作用,以WIM调查数据为基础并进行统计分析,利用蒙特卡洛方法随机数生成模拟自然车队的拟合荷载流.基于<公路工程结构可靠度设计统一标准>中计算荷载效应的可靠度理论,以拟合荷载流在产生的弯矩与公路Ⅰ级的弯矩效应比值为分析对象,确定了适应该一级公路重载交通荷载下计算桥梁结构内力的汽车荷载标准.针对该路重载交通的实际情况,给出了不同超载条件下适度提高汽车荷载等级的荷载放大系数.     

损伤桥梁荷载横向分布的数值法研究

桥梁的横向分布状态,是评价桥梁状态的重要手段之一。然而针对损伤桥梁的荷载横向分布关系的研究,对桥梁的评估及加固技术具有非常重要的经济及社会意义。通过建立损伤桥梁的力学模型,分析梁体刚度的变化对桥梁荷载横向分布的影响,通过模拟分析力学模型,得到桥梁荷载横向分布的各内力值,并同试验结果进行对比分析,最后将所得的数值同各变量的理论数值进行对比,得出各变量的校验系数,进而得出该荷载等级下桥梁的工作状况系数,达到对该桥承载力和正常使用状态进行评估的目的。     

基于荷载试验的某落石损桥结构评估

山区某高速公路连续梁桥遭受落石损伤,梁体局部损坏严重,通过对该桥进行荷载试验,采用比对验证的方法,利用对称性和相似性原理,确定其损伤程度,从而判断桥梁结构承载能力、整体刚度及工作性能,为维修加固提供科学依据,同时为同类桥梁荷载试验积累技术资料。     

花坛隔离带对混合型桥梁结构受力性能的影响分析

利用大型有限元分析软件ANSYS,从数值计算角度研究了辽阳市中华新桥在试验荷载作用下的受力状态,并与现场静载试验的实际检测结果进行了对比分析。同时,还讨论了长期作用在新桥上的偏心载荷——花坛隔离带对新桥结构受力性能的影响。研究表明,存在于该桥梁中的多处损伤使得结构的承载力降低,而花坛荷载的存在严重影响了新桥结构横向受力的均匀性,对桥梁的整体受力性能产生了不利的影响。     

预应力高强钢丝绳加固桥梁动静态力学性能的测试分析

为了验证预应力高强钢丝绳加固新方法(P-SWR技术)加固工艺的可行性及加固效果的有效性,对某一高速公路上已有较严重损伤混凝土板梁进行了加固与系统测试。给出了P-SWR加固桥梁时钢丝绳数量和张拉控制应力确定,钢丝绳和锚具布置等设计方案以及详细的施工工艺。系统测试了P-SWR加固前后桥梁的动静态力学性能,包括:施工过程中钢丝绳应变、钢丝绳张拉后所加固梁的跨中反拱值,加固前后正常通车时随机汽车动态荷载作用下和部分封闭交通时恒定静载作用下梁的跨中挠度、跨中截面处纵筋应变、跨中截面处板底混凝土应变以及钢丝绳的应变增量等。结果表明,P-SWR加固效果明显,加固后桥梁的极限承载力和正常使用承载力达到规范要求,P-SWR加固技术是一种主动高效式的加固方法,与现有其他加固技术相比优势明显,值得在桥梁等结构加固中大力推广。     

车致疲劳损伤对钢-混凝土组合梁桥极限承载力可靠度的影响

钢-混凝土组合梁桥因其发挥了2种材料各自的优势,被广泛应用于中小跨径的桥梁结构中,而极限承载能力是评判其安全与否最直观的指标之一.为了对现役钢-混凝土组合梁桥的极限承载力进行更为准确的评估,提出一种确定钢主梁极限承载能力可靠度的新方法,该方法能考虑车辆荷载引起的疲劳累积损伤对钢主梁极限承载力的影响.首先建立了三维车桥耦...     

重型车辆荷载作用下桥梁结构安全分析研究

重型车辆虽然在整个交通车辆中占有比重较小,但对于特殊交通要求的桥梁,不能只采用现行规范要求荷载等级进行计算,需要按照实际的车列荷载进行加载计算。由于重型车辆荷载的实际汽车荷载效应比规范计算标准值偏大,对于重载交通地区,需要获取实际通行车辆的车重、轴重、轴距、车头间距、车速等参数,对桥梁结构进行整体和局部验算。