基于给定结构寿命的混凝土系杆拱桥设计及养护策略研究

针对混凝土系杆拱桥的病害及养护策略问题,从给定结构寿命的设计及养护的理念出发,提出根据系杆拱桥各构件的等级与易损性分析结果,寻找出结构中既关键又易损的构件,在桥梁设计及养护排序选择时,优先及重点关注这些构件,实现针对性的养护,同时在安全性和经济性之间进行权衡,从而达到降低维护成本,有效地延长桥梁使用寿命的目的。     

基于层次分析法的在役梁桥养护状况综合评估

基于层次分析法原理,从桥梁安全性、适用性、耐久性3个方面选择指标体系建立评价模型,并引入最优传递矩阵对层次分析法加以改进,确定指标体系权重值.采用定性评价与定量计算相结合的方法,明确了梁桥适用性和耐久性指标评价因子的计算方法和评定标度及评分值分类,为桥梁养护管理决策及维修提供了依据.以喇嘛湾黄河公路大桥检测维修为工程背景,利用评价模型对该桥安全、适用和耐久3个方面性能进行验证,评估结果与专家经验评定结论较为吻合,表明该评估方法用于在役梁桥养护状况评估是切实可行的.     

构件评级体系在结构监测巡检养护管理系统中的研究与实现

跨海大桥具有"桥跨数量多、构件典型类别有限、所处运营环境恶劣"的特点,科学评价每个构件或桥跨的安全性及养护的优先级正成为结构养护工程师面临的难题。对适用于跨海大桥的构件评级体系及其在结构监测巡检管理系统中的应用进行了研究。首先,根据跨海大桥的特性,建立跨海桥梁构件分类和编码的基本方法;其次,将构件评级分四方面展开(重要性分级、危险性分级、易损性分级和构件外观评级),给出各自分值确定算法与原则;再者,根据结构监测系统的数据及日常检查数据进行定期的构件综合评级,综合评级分值的排序即可为全线桥梁的巡检养护优先级提供指导;最后,以某跨海大桥为工程背景,基于WEB-GIS技术在其结构监测巡检养护管理系统中实现了构件评级体系的相关功能。     

模糊综合评价方法在桥梁耐久性评估中的应用

对在役混凝土桥梁结构耐久性进行评估是评价其工作性态是否满足设计要求的关键所在。将桥梁划分成桥梁结构、桥梁构件2个层次,并按照不同构件内的耐久性劣化影响因素的差异选取各因素隶属函数,从而建立了在役混凝土桥梁结构耐久性的2层次多指标评估模型。桥梁整体耐久性划分为5个模糊等级,对应于完好、较好、较差、差、危险5个耐久性状态。该文基于模糊数学理论,利用最大隶属原则评定了一实桥的耐久性等级。     

上跨京沪高铁钢桁梁桥耐久性及安全防护设计

廊坊市交通中心工程上跨京沪高铁段采用跨度布置为(118+268+118) m的上加劲连续钢桁梁桥。为保证桥梁结构的使用寿命，对该桥耐久性及安全防护进行设计。采用梁端压重、固定支座体系、优化局部构造细节、超高性能混凝土复合桥面铺装体系等多项结构设计措施保证桥梁结构自身的耐久性；采用长效涂装体系结构防腐措施保证钢结构外部防腐的耐久性。采用可视化检查小车、养护维修小车及健康监测系统等结构外在养护设备，保证结构运营期间及时得到检修与管理，耐久性得以维护。针对上跨既有高速铁路桥梁安全防护的特殊要求，采用桥面安全防护、新型防脱落高强度环槽铆钉及多功能防落梁措施，满足了施工及运营情况下桥梁安全防护要求，防护效果较好。     

高速公路全寿命周期建管养运一体化设计需求分析方法研究

以高速公路建管养运一体化关键问题为研究对象,采用模糊统计法及聚类分析法,对其进行分类,并确定其建管养运一体化属性;采用波士顿矩阵构建设计需求等级,进而划分各专业各关键问题需求等级,明确各专业建管养运一体化属性优先级。研究提出技术耐久性、养护便利性、运营安全性和管理高效性等建管养运关键问题一体化4大属性;提出以管养运影响程度及建设难易程度为分析维度的高速公路建管养运一体化设计需求分级方法,将设计需求分为A、B、C、D等4个等级;路基专业设计时需重点关注技术耐久,其次为养护便利及运营安全;路面专业设计时需重点关注技术耐久,其次为养护便利;桥梁专业设计时需重点关注技术耐久,其次为运营安全及养护便利;隧道专业设计时需重点关注技术耐久,其次为养护便利和运营安全;沿线设施设计时需重点关注技术耐久,其次为养护便利。     

青岛海湾大桥耐久性评估指标及方法

大型海湾桥梁在全寿命服役过程中,受到恶劣环境因素的长久作用,会发生混凝土劣化与钢筋锈蚀、索构件防护失效与钢丝锈蚀、钢箱梁涂层劣化、锈蚀与裂纹等。为确保大桥的正常运营,降低全寿命周期养护费用,有必要采取先进的监检测手段对关键的耐久性指标进行跟踪,并采用合理和科学的方法对桥梁结构的耐久性能进行评估。本文重点讨论了海湾大桥需要重点关注的耐久性评估指标及其评估方法,并给出了其在大沽河航道桥中的应用。     

台州湾跨海大桥通航孔桥结构设计

台州湾跨海大桥通航孔桥为主跨488m双塔双索面叠合梁斜拉桥。该桥位于台州湾椒江口海洋环境中,地质条件差,潮差大,风速高,且通航等级高和耐久性要求高,故建设条件较为复杂。介绍该桥的桥跨布置、约束体系、主梁、拉索、索塔、桥墩和基础的构造,阐述其耐久性设计、抗风设计和防船撞设计等,可供类似桥梁设计时借鉴参考。     

桥梁构件养护编码与快速识别方法

为了便于桥梁养护与管理,提高桥梁精细化管养的水平,在分析国内外相关行业的信息分级与编码体系的基础上,结合桥梁属性和养护特点,提出了桥梁构件养护编码与快速识别方法,制定了精确到构件级的分级编码结构和分类代码。据此,基于二维码应用设计了桥梁构件智能信息标签,采用APP扫描信息标签的方式对桥梁构件进行识别,初步建立了一套适用于桥梁构件养护编码与快速识别方法。应用结果表明,该方法能建立全面、统一和精确到设施构件级的身份标识并能快速识别桥梁构件,为桥梁全生命周期养护管理奠定基础,极大提升了桥梁养护效率和质量。     

某高速公路改扩建中桥梁混凝土空心板耐久性评定实例分析

介绍了对某高速公路改扩建中既有桥梁混凝土空心板的耐久性评估实例,以外观耐久状态与剩余耐久年限相结合的方式对梁板构件进行耐久性评估,采用构件类别与评定单元划分的方式进行分层检测评定,并以具有一定保证率的数理统计方法预估寿命均值。     

基于碳化数值模拟的桥梁混凝土构件耐久性设计

现有混凝土桥梁耐久性规范和指南中,对精细化的耐久性设计还未有明确的规定,在面对桥梁混凝土构件转角区域的二维侵蚀情况时,存在一定的局限性。为解决这一问题,基于碳化作用的数值模拟工具,开展了二维的碳化过程计算。依托于工程实际中存在的构件二维侵蚀情况,对6个截面进行了数值模拟计算,通过对比钢筋实际分布情况与碳化锋面发展情况,给出了钢筋锈蚀可能性的判断标准;对钢筋锈蚀不利截面开展了深入分析,采用数值模拟工具计算了寿命周期内不利截面的碳化情况,基于计算结果制定了对应的管理养护策略。     

大同市北环桥主桥结构设计及计算分析

重点介绍了山西省大同市连接新老城区的一座重要城市景观桥梁——北环桥的结构设计和施工方案。该桥主桥采用四跨连续拱梁协作体系,其中主跨采用两跨连续空间三角形拱桥。桥梁造型结构新颖、独特,拱塔结构采用非常规结构的三角拱形式。通过静力及稳定分析,验证了该设计方案的合理性以及安全性,可为同类桥型设计提供参考。     

基于可靠度理论预应力混凝土桥梁使用寿命预测研究

针对预应力混凝土桥因耐久性或承载能力无法达到要求而寿命终结,为对其耐久性和安全性进行有效评估,基于抗力衰减和可靠度理论建立预应力混凝土桥使用寿命预测方法。该方法考虑混凝土碳化、钢筋锈蚀、预应力损失和荷载效应等因素,依据设计规范,以临界可靠指标的形式给出预应力混凝土桥碳化寿命、锈胀开裂寿命和承载能力寿命终结的判定标准,得出碳化寿命、锈胀开裂寿命和抗弯承载能力寿命的极限状态方程,对桥梁的使用寿命进行预测。采用该方法对某新建预应力混凝土梁桥的碳化寿命、锈胀开裂寿命和承载能力寿命进行预测。理论研究和应用结果表明,在一般大气环境及正常养护和运营条件下,该桥耐久性和承载能力在设计基准期内满足要求,并根据预测结果给出运营过程中检测周期的建议;该方法可有效评估预应力混凝土桥使用寿命。     

基于模糊神经网络的既有钢筋混凝土桥梁构件可靠性评估

介绍了模糊神经网络的基本理论知识,根据其知识体系和既有桥梁可靠性的研究特点,结合相关文献的规定和研究成果,引入与所检测的截面裂缝宽度、应变值和应变值相关的评估参数Z,利用既有钢筋混凝土桥梁养护等级标准给出了构件技术状况等级与可靠指标的对应关系,然后根据模糊神经网络的理论优势,对输入变量(实测数据:裂缝宽度,应变值和应变值)进行训练,计算出构件在不同荷载作用下的可靠指标,其可用于既有桥梁结构构件可靠性评估中。并结合一实桥拆除构件的试验结果,得到了一些有益的结论,验证了本方法应用于既有钢筋混凝土桥梁构件可靠性评估的可行性。     

跨海斜拉桥结构退化分析及预养护时机选择

针对桥梁运营后逐渐形成、发展并持续影响结构性能的病害,分析其对跨海斜拉桥结构安全性和耐久性的影响,疏理出了跨海钢箱梁斜拉桥各主要构件的病害特点,提出了跨海钢箱梁斜拉桥预防性养护病害类型。针对目前桥梁性能与状态指标评价的不足,建立了跨海钢箱梁斜拉桥预防性养护的病害评分模型,给出了该类桥梁预防性养护的目标。通过理论分析和统计方法获得了跨海钢箱梁斜拉桥预养护病害的退化规律。分析了跨海钢箱梁斜拉桥病害与结构安全性、耐久性的关系,并在此基础上确定了跨海钢箱梁斜拉桥预防性养护的最佳时机。     

基于构件病害的城市桥梁预防性养护模型研究

在充分研究马尔可夫过程理论的基础上,通过研究桥梁构件病害状态等级发展规律,确立了马尔可夫链构件退化模型,并以此为核心构建了一种城市桥梁预防性养护模型。最后利用北方某城市桥梁2006年至2018年检测数据,计算出构件病害状态等级转移概率矩阵,依据城市桥梁预防性养护模型,对1座同类型桥梁运营8年和14年后的预防性等级进行了预测。     

正交异性钢桥面环氧沥青铺装层疲劳耐久极限研究

虎门二桥坭洲水道桥为主跨1 688m的双塔钢箱梁悬索桥,桥面采用正交异性钢桥面板环氧沥青铺装层结构。为提高该桥环氧沥青铺装层的使用寿命,研究环氧沥青铺装层疲劳耐久性的极限受力影响因素,基于小梁试件四点弯曲疲劳试验,采用Abaqus软件建立局部梁段三维有限元模型,分析最不利荷载位置处铺装层的极限受力情况。结果表明:环氧沥青混合料的疲劳耐久极限为578με;随着铺装层弹性模量的增大,铺装层的应力、应变显著减小,其疲劳耐久极限模量为2 687MPa;环氧沥青铺装层的应变与车辆接地压强呈正相关关系,该桥铺装层的疲劳耐久极限接地压强为1.59MPa。适当提高环氧沥青铺装层的弹性模量,并应严格控制通行车辆的轴重,可以提高该桥的铺装层耐久性。     

襄樊汉江三桥主桥设计与技术特点

襄樊汉江三桥主桥为主跨310 m的预应力混凝土双塔双索面斜拉桥,桥塔采用无上横梁双直立塔柱,主梁横向宽度达35 m,采用分离式混凝土双边箱结构,斜拉索为平行索面.为实现无上横梁双直立塔柱的景观效果,设计采取多种措施以弥补该体系对大桥动力特性特别是横向稳定性的削弱.从材料、构造措施方面对桥梁耐久性进行设计,以保证大桥的长...     

某两跨连续箱梁桥的检测与评估

针对某两跨连续箱梁桥的病害,采取外观检查、超声回弹、碳化深度测试、钢筋锈蚀检测、静动载试验等手段进行了全面检测,并结合交通量调查结果,对该桥技术等级进行了评定。同时,结合桥梁现状按公路I级荷载标准进行了验算。结果表明:该桥不能满足I级荷载要求,为保证桥梁能安全营运,必须进行养护与维修。     

动态称重系统在城市桥梁运营管理中的运用

动态称重系统（WIM）不仅能够识别车辆的荷载状况,而且能够提供较为全面的交通流信息,能够模拟出最为接近现实的荷载谱,从而正确评估桥梁重要构件的疲劳剩余寿命。该文通过对某大桥的WIM数据提取分析,研究该桥的实际荷载值超出设计荷载的比例和比率,为桥面铺装设计寿命评估、桥梁受力构件的安全性和耐久性评估及桥梁的运营管理提供参考。