大型公铁两用长江大桥公路桥面系改造设计

某大型公铁两用长江大桥的钢桁梁经过20多年的超负荷运营,公路桥面系出现了桥面板破损、钢横联工字形钢横梁腹板开裂等病害。经检测,大桥桁架整体受力良好,仅对上层公路桥面系进行加固改造。预先搭设铁路防护平台,保证了改造期间公路桥下方的铁路正常运行,同时为公路桥面系横联及正桥托架改造提供施工平台。公路桥面系采用与原结构受力体系相似的正交异性钢桥面板,在保证公路桥面通行活载提高到公路-Ⅰ级后,上层公路桥面系活载与恒载之和较改造前小,为后期下层铁路提速、提载预留了足够富余量。为适应公路活载提高的需要,对主桁外侧托架、内侧横联进行了加肢、更换杆件等局部加固补强设计。     

中承式集束钢管混凝土拱桥的加固设计研究

针对某中承式集束钢管混凝土拱桥的维修加固,结合桥梁病害检测和数值仿真结果,提出了3种桥面系改造加固方案。多方比选的研究结果表明,若不考虑管芯混凝土收缩,拱肋应力偏小,而管芯混凝土压应力偏大,拉应力偏小;采用支架灌注的方法可减小拱肋应力,但会增大管芯混凝土压应力,减小管芯混凝土拉应力;方案2通过将桥面系更换为钢纵、横梁格构体系、更换吊杆可有效改善原拱桥结构受力,提高了结构承载能力。本研究可为同类桥梁加固改造设计提供参考。     

公轨双层斜拉桥标准节段施工及局部受力分析

该文以东水门长江大桥为研究背景,首先介绍了钢桁架公轨双层斜拉桥的构造特性及标准节段的施工流程和相关技术要求。然后通过建立大型三维有限元模型对运营期的桥梁静力受力状态进行仿真模拟;为真实反映桥面系各构件的相互作用关系及局部荷载分布特征,建模时对上下弦杆、桥面板、横梁及加劲肋等构件进行精细化模拟。基于数值计算结果,重点分析了标准节段的承载特性以及桥面板、横梁、加劲肋等构件的应力和内力变化规律。结果表明:横梁在桥面系的受力和变形控制中发挥了至关重要的作用,是桥面荷载传递的主要构件;而桥面板和加劲肋对结构承载的贡献相对较小。     

枝城大桥公路桥维修加固结构方案分析与优化

枝城公铁两用大桥公路桥混凝土桥面板破损严重,亟需维修加固。该文在病害成因分析的基础上,提出更换正交异性钢板、铺设剪力钉+钢纤维混凝土+防水联结应力吸收层+SMA的桥面系维修加固方案。通过建立枝城大桥的Midas有限元模型,进行全桥静、动力结构分析,结果表明:该维修加固方案能满足铁路中-活载与公路-Ⅱ级荷载要求,维修加固桥面板可优化为每节段32m。     

大跨度公铁两用斜拉桥板桁主梁受力特性研究

为研究大跨度公铁两用斜拉桥板桁主梁整体受力性能和铁路桥面系局部受力性能,以(84+196+532+196+84)m平潭海峡公铁两用大桥主桥为背景进行分析。采用ANSYS建立全桥和不同节段长度主梁的三维板桁结构精细化有限元模型,对板桁主梁的整体刚度和桥面板局部刚度进行计算,并对比分析铁路桥面系构件参数(板桁连接方式、桥面板厚度、横梁刚度、纵梁及U肋厚度)对主梁刚度的影响。分析结果表明,板桁主梁中横梁位置处钢轨的竖向线刚度较大,两横梁之间竖向线刚度较小,钢轨的竖向线刚度沿纵向周期性波动。铁路桥面板厚度对桥梁整体扭转刚度影响明显,铁路桥面板局部刚度与横梁、纵梁和U肋密切相关。     

广东省某高速公路东莞北特大桥维修与加固

广东省某高速公路东莞北特大桥为预应力混凝土T梁桥,在超重交通环境下桥面频繁出现病害,为不影响行车安全,对该桥上部结构进行维修加固:清除原桥面沥青混凝土铺装层,修补桥面板局部病害,并新铺混凝土整体化层,加铺薄层高模量沥青混凝土铺装层;将桥面连续改造为桥面结构连续;将K字端横梁改为矩形端横梁;更换支座及伸缩缝;对T梁局部进行加固等。实践表明,经过大修后虽然还存在个别缺陷,但桥梁上部结构的主梁刚度提高,梁体横向连接加强,整体受力状况得到改善,基本达到了预期的维修效果。     

丫髻沙大桥桥面系加固设计

针对丫髻沙大桥(主桥为主跨360 m的三跨连续中承式钢管混凝土拱桥)运营期间桥面系出现的病害(部分纵梁、横梁连接处高强螺栓松动、断裂,连接角钢开裂、断裂,部分横梁腹板与下翼缘连接处焊缝开裂等),进行原因分析及桥面系加固设计.经分析,汽车荷载增加引起桥面系横梁的应力增加,降低钢结构的疲劳性能是引起桥面系病害的主要原因.加固设计活载维持原设计荷载标准不变,通过增设止裂孔,增加钢横梁截面,增设大纵梁,改变纵梁、横梁的连接方式对桥面系进行系统加固,采用有限元计算及试验检验了加固措施的安全性及有效性.     

江油市中坝第二大桥(涪江二桥)汶川“5.12”大地震灾后恢复重建方案

江油市中坝第二大桥位于江油市北线要道,汶川5.12大地震对该桥主桥腹拱造成损伤,存在安全隐患;引桥存在纵向位移现象;桥面系震害明显。针对病害提出对主桥腹拱进行加固改造,对引桥病害进行有效处治,对桥面系进行翻新更换整治,同时在桥梁两侧增加主体结构加宽,使之与路线线形一致。     

道庆洲大桥曲线变宽双层钢桁梁设计

道庆洲大桥引桥第7联为跨度73m的双层公轨两用简支变宽钢桁梁,主桁采用三角桁架,桁高9.4m,标准节间长12m。上层公路桥面采用钢筋混凝土板与密横梁结合体系,下层铁路桥面系采用正交异性钢桥面板结构。桥梁位于平面缓和曲线上,采用主桁变宽解决桥面变宽问题。公路桥面系宽度从34.058m变化到45.476m;通过抬高曲线外侧上弦杆件高度及挑臂横梁高度,并利用混凝土板局部加厚来实现从0%到2%的曲线超高。铁路桥面系高1.524m,宽度从13.7m变化到25.65m,超高通过调整道床板高度来实现。     

大连北大友谊桥维修工程施工控制

大连北大友谊桥为主跨133m的简支地锚式钢桁架悬索桥,大桥运营近30年,出现了桥面下挠、桥塔倾斜、索鞍偏位、桥面板破损和桥面振动等病害。为保证桥梁运营安全,对该桥进行了更换桥面系、张拉主缆及更换吊索等方面的维修加固。由于该桥维修加固方案具有较多的风险及不可控因素,为使加固后的结构状态满足设计要求,利用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,分析结构现状,通过调整主缆松弛系数模拟结构的实际状态;对桥面系拆除阶段、主缆张拉阶段、吊索与索夹更换阶段、新桥面系铺设阶段进行施工控制。结果表明,维修加固后的结构线形与内力符合预期目标,结构整体受力性能得到提高,达到了设计要求。     

钢桁梁桥桥面板更换施工关键技术

重庆牛角沱嘉陵江公路桥正桥为(68+80+88+80+68)m连续钢桁梁桥,桥面行车道板和人行道板均为200级钢筋混凝土结构。大桥运营52年后,检测发现行车道严重网裂,人行道渗水劣化,影响结构耐久性和承载力。维修方案为将原行车道板更换为正交异性钢桥面板,将原人行道板更换为预制C40钢筋混凝土板,人行道纵梁更换为462mm×200mm×8 000mm型钢钢纵梁。维修施工时,分块切割原行车道和人行道板,采用35t汽车吊吊装运走;设置正交异性钢桥面板支座体系(包括钢支座、抗拉拔装置和纵向限位装置);采用汽车吊与架板机配合方式,逐块安装200块正交异性钢桥面板;采用25t汽车吊吊装人行道钢纵梁和人行道板;桥面板安装完后,进行铺装材料施工,实现桥面系整体更新加固,提高桥梁荷载等级。     

双曲拱桥复合套拱加固方法及应用

针对传统双曲拱桥加固存在的新旧混凝土结合受力不明、施工平台搭设复杂等问题,在双曲拱桥下部结构安全储备充足、需更换拱上填料的条件下,提出双曲拱桥复合套拱加固方法,即在原拱圈上新增拱肋、横系梁及加厚拱板,形成框架式受力结构,实现双曲拱桥加固。应用时,首先封闭桥面交通,拆除旧桥面及附属设施、旧拱上填料;其次在裸露的主拱圈上增设主拱肋及横系梁,根据配重需要设置拱背加厚区;然后在主拱圈及新增结构上浇筑轻质拱上填料;最后进行桥面系及附属设施施工。该方法无需拱下支架,对桥下交通影响小,安全性高,不改变桥梁外观,尤其适用于文物桥梁维修改造。在南京长江大桥双曲拱桥S56跨涉铁工程中应用该技术,有效提高了结构承载力和整体性,工期缩短约67%,综合成本降低约26%。     

英国福斯公路桥引桥更换支座设计施工

福斯公路桥跨越苏格兰福斯湾,主桥为(408+1 006+408)m三跨钢桁加劲梁悬索桥。引桥采用钢箱边纵梁格构体系与钢筋混凝土桥面板组成的组合梁,边纵梁外侧设置人行道挑梁。桥墩为钢筋混凝土门式墩,墩高11~40m。墩顶安装钢滚轴支座和摇轴支座。检查发现支座锈蚀严重,部分支座已经扭曲变形;多个桥墩墩顶混凝土出现分层现象,支座下方区域有成片的混凝土剥落,必须对引桥上支座进行更换。支座更换方案为原摇轴支座继续更换为摇轴支座,将滚轴支座更换为滑动支座。在更换的过程中将桥墩加固加宽,构成支撑牛腿对结构进行加固;在箱梁腹板增加传递千斤顶推力的纵向加劲肋对箱梁进行体外加劲;在起顶系统内增加橡胶垫块使千斤顶上荷载均匀分布等措施,提高了支座更换施工的可行性。对桥墩、桥塔、桥台采取阴极保护,延长了结构使用寿命。     

英国福斯公路桥引桥更换支座设计施工北大核心

福斯公路桥跨越苏格兰福斯湾,主桥为（408＋1 006＋408）m三跨钢桁加劲梁悬索桥。引桥采用钢箱边纵梁格构体系与钢筋混凝土桥面板组成的组合梁,边纵梁外侧设置人行道挑梁。桥墩为钢筋混凝土门式墩,墩高11~40m。墩顶安装钢滚轴支座和摇轴支座。检查发现支座锈蚀严重,部分支座已经扭曲变形;多个桥墩墩顶混凝土出现分层现象,支座下方区域有成片的混凝土剥落,必须对引桥上支座进行更换。支座更换方案为原摇轴支座继续更换为摇轴支座,将滚轴支座更换为滑动支座。在更换的过程中将桥墩加固加宽,构成支撑牛腿对结构进行加固;在箱梁腹板增加传递千斤顶推力的纵向加劲肋对箱梁进行体外加劲;在起顶系统内增加橡胶垫块使千斤顶上荷载均匀分布等措施,提高了支座更换施工的可行性。对桥墩、桥塔、桥台采取阴极保护,延长了结构使用寿命。     

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。     

试析公路桥梁加固改造工程中的常用相关技术

随着我国经济的飞速发展,交通运输量与日俱增,很多公路桥梁不堪重负,出现各种破损、老化现象,难以适应现代交通运输需求,对公路桥梁进行加固改造迫在眉睫。分别从公路桥梁上层结构与下层结构加固改造两个方面对加固改造工程中的常用相关技术进行了分析,并阐述了某公路桥梁加固具体实例。     

加设钢管桁架纵梁改造中承式拱桥悬挂桥道系的应用研究

既有的大量钢管混凝土中下承式拱桥的悬吊桥道系,以横梁为主结构,横梁之间缺乏有效的纵向联系,整体性较差,在车辆作用下的变形和振动较大,抗风险能力也较差.其加固改造是一个重要的课题.以石潭溪大桥为例,对采用吊杆横梁间加设钢管桁架加劲纵梁的加固改造方案,从静力性能、动力性能等方面进行了分析,提出了加固改造的技术方案,对加固改造后的桥梁进行了静动载试验.研究结果表明,对于早期修建的无加劲纵梁的中下承式钢管混凝土拱桥的悬挂桥道系,加设钢管桁架纵梁是一种可行有效的加固改造方案,能有效改善桥道系的车振性能、提高其抗风险能力,且施工简单、造价经济、对交通影响小.     

公轨双层斜拉桥局部应力状态及结构优化设计研究

为优化公轨双层斜拉桥的构造设计,以东水门长江大桥为研究背景,取主桥跨中区域(约112m)建立有限元模型进行仿真模拟,该模型对桥梁各类构件的实际构造特征和截面尺寸进行了精细化模拟。基于数值模拟结果,分析了桥梁结构及局部构件的应力状态,并针对加劲肋、横梁对桥梁的变形控制和桥面应力的影响进行了参数化分析。结果表明:腹杆是上下层桥面惟一的传力构件,上下层桥面板的峰值应力主要出现在腹杆与弦杆节点处,建议考虑增大节点板厚度、转角采用圆曲线过渡或局部加固,以减小局部应力集中;加劲肋的间距变化对桥面应力及局部变形影响较大,间距宜控制在0.35~0.7m,否则将导致应力分布的改变及较大的局部凹陷;横梁的分布对桥梁变形控制及应力分布等至关重要,建议类似桥梁横梁间距控制在3m左右,在弦杆节点处设大横梁,节间设置小横梁。     

曾家岩嘉陵江公轨两用大桥桥面体系设计研究

重庆曾家岩嘉陵江公轨两用大桥为主跨270m的刚性悬索加劲连续钢桁梁桥,其跨径位列中国同类桥梁首位;主梁采用两片主桁设计,横向间距达26.4m,在同类桥梁中也尚属首次使用,鉴于桥面系纵横向受力较大且较为复杂,有必要对其受力体系进行研究。通过数值计算和经济分析,确定了曾家岩大桥上下层桥面分别采用梁格受力体系和板桁组合体系,其构造设计可供类似结构借鉴。     

公铁两用钢桁架桥原位拓宽改建设计关键技术

以松浦大桥为背景,对公铁两用钢桁架桥原位拓宽改建的可行性及关键技术进行分析。松浦大桥原为双层桥面公铁两用钢桁架桥,上层布置2车道公路,下层布置单线铁路,为满足新的桥梁使用功能,将其上层公路拓宽为6车道,下层铁路改为非机动车道和人行道。由于道路规划限制,该桥主桥需基于原位进行拓宽且基础不能加固,故根据拓宽后结构增加的竖向荷载对原钢管桩基础进行验算,结果表明不加固基础,仅通过加固主桁架提高主桥上部结构的承载力是可行的。拓宽改建设计中采用构件贴板方案加固主桁架以提高上部结构的承载力;为改善结构受力,上层桥面系采用正交异性组合桥面板,下层桥面系采用整体式正交异性钢桥面;利用位于两侧桥台处的升降支架设置拉索以提高主桥的抗倾覆性能;综合考虑理论计算和施工控制,选择桥梁新、旧部分的上、下部结构连接方式;主、引桥均采用减隔震设计保证结构的抗震安全性。