某预应力混凝土连续梁桥火损评估与加固

某大桥靠岛岸侧的5×35m连续梁引桥于2012年某日凌晨3时左右遭受火灾。为恢复该桥的使用功能,针对火损后的桥跨进行现场检测,并结合火场温度和结构温度场的模拟分析,对结构的受损程度进行综合评定。结果表明箱梁表面有较大面积的混凝土崩落,且造成钢筋外露,受火灾影响最为严重的是内侧翼板处,因火损导致8根横向预应力钢绞线外露。在此基础上针对箱梁混凝土火损后剥落采取砂浆修补或灌注并结合粘贴锚固钢板的措施;针对翼板横向预应力火损采取增设钢结构隔板的措施;针对结构整体采用张拉粘贴预应力碳纤维板的措施进行维修加固。经试验评定,验证了加固方案实施后的桥梁承载能力得以恢复。     

火灾下PC箱梁的损伤评估与加固设计

大嶝大桥第五联桥跨(4×35m预应力混凝土连续箱梁)因火灾受损,火损范围为靠桥台跨12m左右的箱梁底板、腹板和翼缘板。为恢复该桥使用功能,利用超声波检测技术、模态试验方法对桥跨结构混凝土的火损波及范围、深度进行了现场检测试验,同时利用ANSYS有限元软件建立该桥跨三维和二维有限元火损分析模型,进行桥跨火损过程仿真分析,结果表明:有限元仿真识别的损伤范围、深度与现场检测结果吻合良好。在此基础上提出分别对底板、腹板及翼缘板采用粘贴钢板和增设预应力碳纤维板等加固修复措施。加固后桥跨超声波检测、静动载试验结果表明,桥跨结构静、动力性能得以恢复,承载能力达到设计要求。     

火灾下混凝土桥墩仿真分析

沪宁高速无锡段某预应力混凝土桥发生以粗苯为燃料的突发性火灾,该桥因此受到严重损伤.对处于核心受火区域的该桥桥墩进行受火分析,确定桥墩内部在火灾环境下的温度场分布,评判桥墩的受损情况,同时对桥墩的加固提出相应的建议.     

某预应力混凝土连续梁桥受损评估与加固

某桥为(34+40+34)m预应力混凝土连续箱梁桥,受上层高架钢结构滑落撞击,2跨部分翼缘板严重开裂。为研究该桥损伤情况及受损后结构的安全性,采用MIDAS Civil有限元软件建立受损箱梁有限元模型,评估主梁截面特性,计算受损前后主梁的应力和挠度;采用ANSYS软件进行桥梁撞击仿真分析。结果表明:单侧翼缘板受损使主梁截面面积削弱7.7%,使主梁截面抗弯刚度减小6.6%;受损前后主梁应力和位移变化较小,受损后满足规范要求,但应力储备很小;在撞击荷载作用下,翼缘板和腹板交界处顶板开裂,与实际情况基本吻合。根据检测及评估结果,采取将第二、第三跨防撞护栏切除60m,受损主梁翼缘板从悬臂根部整体切除,将原后浇调平层凿除后重新浇筑等加固措施。该桥加固后的动静载试验结果表明,主梁的加固部分能很好地与保留的主梁共同受力,主梁的整体性能有较大的提高。     

火损后预应力混凝土空心板梁检测、评估与加固技术研究

火灾在短时间内产生高温并对桥梁结构造成损伤,一般虽不致使桥梁立即倒塌,但却降低了其安全性、适用性和耐久性,使其无法继续正常使用。火灾后,必须及时、科学地对受损结构构件进行损伤评估,才能为火损后桥梁的处治对策提供可靠的理论与数据支持。依托足尺预应力混凝土空心板梁火损试验,进行火损后预应力混凝土空心板梁的检测,研究火损后该类板梁构件的损伤表现。在受火过程中板梁底板混凝土可能会发生爆裂情况,可能导致钢筋及钢绞线外露,直接承受火焰的炙烤。火损后板梁的剩余承载力一方面与钢绞线处的平均过火温度有关,另一方面与混凝土的爆裂严重程度有关,若钢绞线处的平均过火温度较高且混凝土爆裂导致钢绞线外露,则在加载过程中钢绞线可能断裂,使得火损后板梁承载能力明显下降。根据实测的火损后预应力混凝土空心板梁剩余承载力大小,采用粘贴碳纤维布方式对空心板梁进行加固,研究该加固方法的实际加固效果。结果表明:钢绞线所遭受的最高温度是火损后预应力混凝土空心板梁评估中的一个重要指标。烧失量法是检测混凝土过火温度较为精确的一种方法,可供实际工程应用时参考。粘贴碳纤维布加固火损后板梁是一种行之有效的加固方法,但碳纤维布对于刚度的贡献几乎为零。     

铁路桥墩裂缝加固设计和有限元分析

分析了某铁路桥桥墩开裂的原因,提出了对深度超过桥墩钢筋保护层厚度的裂缝,先采用深层压浆,再对表面开槽,并采用加固型混凝土进行置换的加固设计方案,并采用通用有限元软件ANSYS11.0对该桥20号墩的加固设计进行了有限元模拟分析。     

某混凝土公路桥火灾后损伤评定

为给火灾后桥梁的维修加固提供合理意见,需先对灾后桥梁进行损伤评定。以某受火混凝土公路桥为研究对象,根据混凝土表观检测进行受损区域划分,初步确定构件不同区域受损程度。采用碳化深度及回弹检测法分析确定各区域的受火影响范围和深度。进行构件不同区域表面过火温度的分析,推定混凝土内部温度,在此基础上进一步推定出混凝土及钢筋力学性能的退化情况,最后对桥梁性能进行损伤评定。经评定分析该公路桥受火最严重的箱梁底板及桥墩评定为Ⅲ级中度烧灼,对结构安全和正常使用有不利影响,应采取相应加固维修措施。     

LC40 轻质混凝土桥面铺装在维修加固中的应用

针对有一定使用年限的桥梁的常见病害问题,包括跨中挠度较大、桥面开裂、关键位置应力过大等问题,采用性能良好的 LC40轻质高强混凝土能有效的解决桥梁的病害。本文基于西宁湟水河大桥考虑不同铺装结构进行研究。研究结果表明,轻骨料混凝土相较于C40混凝土减少了20％自重,能有效减少结构自重;跨中位移减少了12.5％;跨中纵桥向界面拉应力减少了12.2％。为轻骨料混凝土在桥梁维修加固工程中的应用提供参考。     

印度一座预应力混凝土箱梁铁路桥的结构健康监测与评估

为了解桥梁现状,需对桥梁进行健康监测与评估。以印度一座具备战略重要性的预应力混凝土箱梁桥为背景,介绍健康监测内容。该桥建于20世纪80年代中期,由2幅平行且相邻的混凝土箱梁桥构成,每幅支撑1条铁轨。全桥有28跨,每跨长48.5m,均为简支跨。该桥主要病害为腹板纵向开裂,限制了其承载能力,只能承载城市轻轨车辆。通过足尺模型试验,进行铁路交通监测。使用光栅式和电阻式应变传感器测量应变,用压电传感器记录加速度,还安装了传感器记录裂缝宽度。对开裂前后的结构建立有限元模型,进行数值模拟分析。通过分析结果与实测数据的比较,进行模型修正以获得结构代表模型,作为日后桥梁结构评估、修复的预测工具。     

文物桥梁桥墩抗震加固技术

兰州中山桥(233.5m简支铆接钢桁梁桥)为国家重点文物保护单位。针对该桥圬工重力式桥墩病害较多且无法满足抗震要求的情况,进行全面的桥墩抗震与耐久性加固。以"修旧如旧"为原则,设计了文物桥墩整体外包混凝土的抗震加固方法:先开挖桥墩外约3m的卵石覆盖层,再设置钢围堰隔水形成干作业环境,最后植钢筋、外包不少于厚23～30cm的C40抗冻自密实钢筋混凝土。针对复杂的加固条件,提出借助于桥墩支撑架安装双壁钢围堰的方法,研发了分节分单元的自平衡、六棱型低水阻钢围堰结构,以及用于文物桥墩加固的仿面模板,形成了文物桥墩外包混凝土及干挂条石工艺,有效提高了百年文物桥墩的抗震能力与耐久性,实现了"修旧如旧"。     

某PC简支T梁火灾损伤分析和加固设计

某快速路桥梁左幅28号跨40m的PC简支T梁桥由于船只撞击导致的桥下火灾事故,根据现场检测结果分析梁体表面受火温度作用过程,利用软件模拟梁体受火损伤相对严重的区域及历经最不利温度场,结合该处预应力钢束和普通钢筋布置情况,得到预应力钢束和普通钢筋的历经最高温度和相应强度损伤系数,将火损前和火损后T梁承载力用桥梁博士软件进行检算,根据检算结果提出先凿除受损混凝土、植筋、绑扎钢筋网、增大梁截面的加固设计方法。最后对加固后的T梁进行结构计算,计算结果满足现行规范承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求,为以后此类桥梁事故的加固设计提供参考。     

鹤大高速红岭高架桥病害分析及加固设计研究

鹤大高速红岭高架桥为5跨预应力混凝土连续刚构箱梁桥,经过多年运营,检测发现该桥右幅出现了主梁跨中下挠、腹板斜裂缝、顶板纵向裂缝等病害.为了解病害原因及结构受力状态,对病害原因进行分析,并进行荷载试验,在此基础上进行维修加固设计研究.结果表明:弯剪作用引起腹板斜向开裂,横向弯矩过大引起顶板开裂,预应力径向作用过大造成底板...     

预应力混凝土连续箱梁桥火灾后结构能力评估

文章例举了一座新建不久的连续小箱梁桥遭遇火灾,必须对主梁灾后损坏程度和结构承载能力作出鉴定。通过现场可视检查、无损检测和加载试验,特别是对火灾跨和邻幅正常跨分别进行测试,并对两跨试验数据进行横向对比分析,得到桥梁火灾受损后的整体承载能力仍能满足原设计要求,但直接受火断面下缘混凝土(应力)抗力降低的鉴定结论。考虑结构的运营安全和耐久性要求,对受损桥跨及时进行了补强、加固,取得较好效果。     

某城际铁路混凝土桥墩火灾后检测评估与处治北大核心

某城际铁路高架桥一圆端形混凝土桥墩发生火灾,桥墩过火时间约12 min。为了解火灾对桥墩的影响并指导后续维修处治,对火灾现场进行调查,并对混凝土抗压强度、碳化深度、内部缺陷,以及钢筋保护层厚度和墩身垂直度进行专项检测;基于检测结果与温度场分析对材料性能与几何参数进行折减,采用有限元法分析桥墩承载能力;根据桥墩火灾后评估结果,对桥墩进行外包混凝土加固处治。结果表明:火灾仅造成墩身过火区域混凝土剥落,最大剥落深度4 cm;过火区域和未过火区域混凝土抗压强度未出现明显差异,碳化深度较小,混凝土弹性波速度变化不大,内部整体较为均匀;火灾高温最大影响深度55 mm,对钢筋的力学性能影响不大;墩身垂直度满足规范要求;墩身混凝土剥落区受火最高温度为500~700℃,未剥落区混凝土受火最高温度低于300℃;火灾后墩身混凝土压应力变化不大,墩顶纵向水平线刚度略有降低,墩顶水平位移有所增大,但均满足规范限值要求;该桥处治后,运营至今使用正常,处治效果良好。     

钢管混凝土连续刚构桥端横梁病害成因分析及处治技术

某钢管混凝土连续刚构桥主梁为钢筋混凝土板与钢管混凝土桁架组合梁结构,桥墩为双支薄壁墩与主梁固结。端横梁位于主桥与引桥之间的交界墩上。多年运营后端横梁出现混凝土大面积碎裂、剥离和开裂等病害。该文通过对该桥端横梁表观状况检测、交界墩偏位观测,综合分析了结构变形不协调、交界墩偏位、温度应力等因素对端横梁病害的影响;进一步通过对交界墩纠偏、增大端横梁截面、更换支座等措施进行病害处治。工程实践表明:上述加固措施能够解决端横梁存在的病害问题,加固效果满足桥梁使用要求。     

严重开裂PC箱梁桥加固

以某高速公路上一座运营超过12年、主梁严重开裂的预应力混凝土等截面连续箱梁桥为例,分析箱梁底板、腹板的"U"形、"L"形裂缝成因,并评估加固前结构技术状态,采用箱梁跨中正弯矩区腹板加厚并在加厚段内增设有粘结预应力束、底板粘贴钢板条,墩顶负弯矩区增设扁锚式无粘结预应力钢束和桥面铺装"黑改白"(由沥青混凝土改造成钢筋混凝土)等综合加固方案对该桥加固试验段进行加固.加固前、后进行3次荷载试验,评估桥梁结构技术状态.理论计算和荷载试验结果表明,加固效果良好,加固方案可行,桥梁实际承载能力大幅提高.     

某立交桥加固改造设计与施工

某立交桥为7跨20 m预应力空心板简支梁桥,运营多年后发现主梁整体性不足,单梁受力状况突出,桥面板出现纵向开裂等病害,同时桥墩盖梁出现弯曲裂缝,侧向挡块破损严重。针对病害情况,确定采用外包钢板加固盖梁、钢-混组合梁替换旧桥部分薄弱梁体、中部三跨由简支到三跨连续的结构体系转换等方法对桥梁进行加固改造。加固改造设计验算结果表明：加固改造完成后的桥梁承载能力能够满足目前的设计需求,具备较高的安全储备。加固改造施工时,采用人工配合风镐拆除旧桥桥面板,吊除梁体;按照设计的加固位置采用外包钢板加固盖梁;钢-混组合梁施工采用先吊装单根钢梁、后吊装横向联系梁的方案;按施工工序进行钢-混结合部和桥面铺装施工。该桥加固改造完成后桥梁运营状况良好。     

大纵坡柔性高墩桥桥墩偏位处治及其安全性评估

中等跨径预制装配式简支变连续梁桥在山区高速公路中应用广泛,然而其柔性高墩在施工或运营过程中可能会出现较大偏位,尤其是在上部结构相邻联之间伸缩缝位置处高墩墩顶的偏移现象更为显著。该文结合某山区高速公路一座大纵坡柔性高墩装配式简支变连续预应力混凝土T梁桥联间交界墩偏位纠偏及桥墩加固的实施,基于联间交界墩偏位的成因分析及偏位桥墩纠偏和加固前后结构受力性能的非线性分析,对桥墩的安全性进行了评估,提出了可行的纠偏和加固措施并对纠偏过程中桥墩的状态进行了监控。结果表明:所采用的纠偏方案实用可行;就所分析的情形而言,发生较大偏位桥墩内的钢筋和混凝土应力已达规范容许值附近,必须予以纠偏和加固,并提出了建议的加固方案。     

英国巴茅斯大桥的维修加固北大核心

英国巴茅斯大桥(Barmouth Bridge,见图1)位于威尔士西海岸的马达奇河入海口,在威尔士首府加的夫西北约200km处。该桥承载单线铁路和1条人行道,1867年建成,在2018年进行维修加固前,仍可正常使用,是世界上最老的木质铁路桥之一。该桥全长约860m,由113跨组成,跨长5.3~6.2m,其中4跨上部结构为铸铁刚架结构,可平旋式开启,其余跨上部结构均为木质结构。桥墩为铸铁排架式墩。     

预应力混凝土连续箱梁桥的加固

针对不同部位、不同类型的裂缝,提出了预应力混凝土连续箱梁桥的各种相应加固措施及施工工艺要求,并将其中的几种措施应用到一座开裂的大跨径预应力混凝土连续箱梁桥的加固工程中,该桥加固后的荷载试验及2年的运营情况表明了加固方案的合理性。