宁波市灵桥保护性修复方案与关键加固技术

宁波市灵桥为我国仅存的一座三铰拱结构钢桥。该桥在其七十余年的使用过程中,受到环境锈蚀、战争损坏、船只撞击等危害,存在大量病害与损伤,被评定为危桥,迫切需要维修加固。考虑到该桥文物桥梁的属性,依据"原地保护,修旧如旧"的保护原则对该桥实施了大修工程,维修内容包括:对局部病害的构件以及承载能力不足的构件进行加固或局部更换;对变形构件进行冷矫纠正修复;对拱肋进行贴板加固;采用正交异性钢桥面板+格构式纵横梁复合桥面系结构对纵梁和桥面板进行维修加固;采用大直径钻孔桩对基础进行加固。该桥修复加固后,最大程度保存了其文物价值,同时也提高了桥梁交通承载能力。     

广东清远北江四桥工程主桥超高性能混凝土-钢组合桥面板结构设计

广东清远北江四桥主桥采用单索面宽幅支承体系混合梁斜拉桥,而钢箱梁存在钢桥面铺装层易破损和钢结构疲劳开裂的通病难题,为解决其难题,主桥钢箱梁桥面采用超高韧性混凝土-钢组合桥面板,着重介绍了北江四桥主桥钢箱梁超高性能混凝土-钢组合桥面板结构构造,并采用了有限元对其进行了受力分析,计算结果表明超高韧性混凝土有效降低钢桥面结构的应力及变形,并改善铺装层的受力状况。     

预应力混凝土连续梁桥二次加固及效果分析

深圳机荷高速公路某大桥主桥为(42.5+2×65+42.5)m的预应力混凝土连续箱梁桥,1997年建成通车,2001年因箱梁开裂较为严重采用增设体外预应力法进行了首次加固。2015年检测发现主桥存在多种病害,主桥被评定为三类桥梁,需进行二次加固。为了保证桥梁运营安全,在原体外预应力加固部分失效后,将现有桥面铺装更换为钢筋混凝土整体化层、在中跨范围内箱室两侧各增设2束12s15.2mm通长体外预应力束、在全桥箱梁内侧顶板上粘贴横向钢板。对加固前、后的桥梁进行荷载试验,从结构的受力、变形及动力特征方面分析该桥二次加固的效果。结果表明,采用二次加固后该桥的纵、横向刚度以及桥梁的整体工作性能均有了明显的改善,满足运营要求。     

钢-混组合梁桥桥面板铺装顺序优化设计研究

针对钢-混组合梁桥桥面板铺装中负弯矩区应力较大导致混凝土开裂的问题,以宁夏镇罗黄河特大桥主桥为依托工程,采用单向连续铺装法、双向对称铺装法、墩顶对称铺装法、皮尔格铺装法4种桥面板施工方法对钢-混组合连续梁桥桥面板铺装顺序进行研究,利用有限元分析软件建立全桥模型,模拟施工过程中桥面板铺装顺序,得到墩顶桥面板应力,并计算分析负弯矩区桥面板的最大裂缝宽度。结果表明,4种方法在成桥下钢箱梁的应力相差不大,采用皮尔格法铺装桥面板时,负弯矩区最大拉应力仅为0.2 MPa,最大裂缝宽度仅为0.07 mm,采用该方法能减小墩顶拉应力,有效控制裂缝宽度,确保成桥后结构整体安全、稳定。     

刚性系杆拱桥更换吊杆的施工监控

琼州大桥主桥为(88+98+108+98+88)m下承式钢管混凝土系杆拱桥,该桥5跨为互相独立的无推力外部静定体系,拱肋均为钢管混凝土哑铃形断面,共118根吊杆,下锚头部位锈蚀程度严重的8根吊杆采用临时兜吊系统进行更换施工。为保证吊杆更换施工中结构受力合理及安全,采用吊杆内力和桥面标高双控制原则,对吊杆更换过程进行施工监控。利用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型模拟吊杆更换施工,对吊杆拉力及桥面标高进行分析。结果表明:更换吊杆后桥面各项指标均在控制范围以内,且满足桥梁设计规范要求。     

基于实测应变监测的斜拉桥钢桥面板加固性能评估

为分析超高性能混凝土(UHPC)加固后的钢桥面板长期性能,为桥梁后期运营维护提供理论支撑,以某长江公路大桥为背景进行研究.该桥采用UHPC和ERE铺装2种桥面加固方案,在顶板与U肋焊接细节、U肋对接焊接细节处布置应变测点,结合实桥应变监测数据,并基于S～N曲线与Miner线性疲劳累积损伤理论,对加固后的钢桥面板剩余疲劳...     

大跨度地锚式斜拉桥综合维护关键技术

郧县汉江大桥为主跨414 m的地锚式预应力混凝土双塔双索面斜拉桥,每塔两侧各布置50根斜拉索,跨中设置4个无轴力中间铰。该桥于1994年建成,2014年检测发现斜拉索破损严重,4个无轴力中间铰均出现一端卡死现象,主桥被评定为四类桥梁,需进行全桥综合维护。根据病害情况,先更换损坏严重的21根斜拉索;再按单塔对称、双塔反对称2根索同时更换的原则更换20~25号斜拉索;最后按双塔反对称4根索同时更换的原则更换1~19号斜拉索。全桥200根斜拉索更换后调整索力和梁体标高,采用拖拉法校正无轴力中间铰。无轴力中间铰校正后,在其端部和跨中断缝处安装监测系统,监测其工作状态。监测结果表明,无轴力中间铰能够纵向自由滑移,工作状态良好。     

大跨径PC梁桥长期下挠成因分析与加固对策研究

以某高速公路一座运营超过十二年、严重下挠的PC连续梁桥(65m+100m+65m)为工程实例,从桥面铺装厚度影响、施工误差影响、预应力度损失影响、混凝土收缩徐变影响、结构损伤的影响、开裂与结构长期效应的耦合作用以、温度影响以及结构承载能力及使用性能影响等方面进行了病害成因分析。对增设体外预应力束、增设斜拉索以及截断跨中更换钢梁等三种加固方案进行了研究。从线形恢复效果来看,斜拉索方案加固效率较高。但综合考虑施工风险、工期、费用、交通组织和社会影响等方面影响,最终采取桥面铺装采用LC40轻质砼减载和施加体外预应力相结合的主动加固方案。     

鱼山大桥通航孔桥钢箱梁设计关键技术

鱼山大桥通航孔桥为(70+140+180+260+180+140+70)m的钢-混凝土混合梁连续刚构桥。该桥主梁主跨中部85m采用钢箱梁,其余位置采用混凝土箱梁,两者之间通过5m的钢-混结合段连接。主梁除墩顶块外,均采用节段预制拼装工艺。为保证预制混凝土梁节段与钢箱梁节段的高精度、高可靠性连接,该桥钢-混结合部采用部分截面连接承压传剪式结构,钢箱梁采用有格室的后承压板形式,并在钢-混结合段与混凝土梁的交接位置设置90cm湿接缝作为悬臂拼装施工调整空间。为改善正交异性钢桥面板的疲劳性能,该桥正交异性钢桥面板采用厚边U肋技术,对U肋边缘进行局部加厚,在材料用量基本不变的条件下,将U肋与桥面板连接处70MPa疲劳细节的等效加载次数提高到常规U肋的1.63倍。为提高钢桥面铺装的耐久性,该桥采用极限拉伸应变≥2%的高韧性混凝土+沥青的铺装方案,实现了钢桥面与铺装的协调变形。     

绍兴袍江大桥主桥设计

浙江绍兴袍江大桥主桥为(40+3×185+40)m飞鸟式三主跨钢管混凝土拱桥。拱肋采用抛物线形,主拱肋由4根?900mm的钢管通过中腹板组成2个横哑铃形断面,再通过腹杆构成矩形截面,主拱钢管和哑铃形断面内灌注C50无收缩混凝土;边拱肋采用C40钢筋混凝土结构。为平衡拱肋的水平推力,每片拱肋布设12束27-?j15.24mm钢绞线柔性成品系杆(全桥通长)。每个吊点设2根可更换式85-?7mm镀锌平行钢丝成品索吊杆。工字形钢横梁与预制π形钢筋混凝土桥面板构成钢-混结合梁。主墩采用分离式实体墩,边墩采用柱式墩,基础均采用群桩基础。该桥采用缆索吊装法施工。采用ANSYS软件进行主桥整体分析,结果表明该桥各杆件应力均满足规范要求。     

贵州都格北盘江大桥主桥设计及关键技术

贵州都格北盘江大桥主桥采用(80+2×88+720+2×88+80)m双塔双索面钢桁梁斜拉桥。主梁采用由钢桁架和正交异性钢桥面板结合的钢桁梁结构体系。通过在混凝土检修道、主桁弦杆内灌混凝土的压重形式平衡主、边跨恒载及活载的重量。全桥共设112对224根斜拉索,斜拉索上端锚固于上塔柱内的钢锚梁上,下端锚固于主桁架上弦杆的钢锚箱上。桥塔采用H形钢筋混凝土结构,桥塔基础采用28根直径2.8m的群桩基础。针对该桥特殊的地理位置和建设条件,对山区风荷载、钢桥面板结构体系、主梁架设方案及运营期斜拉索凝冻监测技术等进行研究,解决了大桥建设的技术问题。该桥已于2016年通车,目前运营状况良好。     

马来西亚槟城二桥主桥设计

马来西亚槟城二桥主桥为双塔三跨预应力混凝土斜拉桥,塔梁固结,跨径布置为(117.5+240+117.5)m。主梁采用宽34.6m的肋板式"组合结构"断面;桥塔采用H形塔,斜拉索采用平行钢绞线斜拉索,扇形布置,每根塔柱18对斜拉索,塔上采用转索鞍锚固,梁上采用齿块锚固;基础为2.3(上)~2.0(下)m大直径钻孔桩。该桥设计中,主梁采用组合结构断面设计方案和后支点挂篮+施工时序的优化设计方案,解决了英标重型汽车荷载下桥面板受力验算和主梁预应力验算的双重难题;同时在主梁分析计算中提出了精细的计算方法,获得主梁及桥面板的真实受力状态,对横隔板采用空间梁格分析方法进行计算,确保结构受力安全。     

大跨径PC梁桥长期下挠成因分析与加固对策研究

以某高速公路一座运营超过12年、严重下挠的PC连续梁桥为工程实例,从桥面铺装厚度影响、施工误差影响、预应力度损失影响、混凝土收缩徐变影响、结构损伤的影响、开裂与结构长期效应的耦合作用、温度影响以及结构承载能力及使用性能影响等方面进行了病害成因分析,对增设体外预应力束、增设斜拉索以及截断跨中更换钢梁等3种加固方案进行了研究。从线形恢复效果来看,斜拉索方案加固效率较高。但综合考虑施工风险、工期、费用、交通组织和社会影响等方面影响,最终采取桥面铺装LC40轻质混凝土减载和施加体外预应力相结合的主动加固方案。     

斜拉桥斜拉索体系病害分析与处理方案

为了延长斜拉索的使用寿命,确保桥梁的安全运营,对海U世纪大桥斜拉索体系进行了检测和养护维修.海口世纪大桥主桥为(147+340+147)m双塔双索面预应力混凝土边主梁斜拉桥,该桥斜拉索上、下锚头锈蚀,PE护套环向裂纹、表面破损.经分析锚头锈蚀主要是由预埋钢管护套、防护罩和不锈钢套管之间的密封胶防水功能失效所致;PE护套环向裂纹和表面破损主要由材料抗老化性能不足、热挤工艺缺陷及施工过程中防护不足,施工工艺缺陷等所致.针对该桥斜拉索病害,采用控制锚具及拉索套管内进水、对既有钢结构加强防护及水流疏导等处理措施,取得了预期的效果.     

襄阳市东西轴线二跨汉江大桥钢-混组合桥面铺装受力分析

襄阳市东西轴线二跨汉江大桥主桥为(3×60+320)m的独塔混合梁斜拉桥,边跨主梁采用混凝土梁,主跨主梁采用钢箱梁,桥面采用14mm厚正交异性钢桥面板+80mm厚C40聚丙烯纤维混凝土+70mm厚SMA改性沥青混凝土的铺装方案。为分析该钢-混组合桥面铺装方案的结构受力是否合理,采用MIDAS Civil 2010软件建立全桥整体模型及横隔梁、U肋局部分析模型,对钢梁、混凝土桥面板的应力及混凝土桥面板的裂缝宽度进行计算分析。结果表明:钢梁及混凝土桥面板的各项应力均在规范容许的范围内;钢梁的Von Mises等效应力小于钢材的屈服强度;混凝土桥面板的表面最大裂缝宽度为0.097mm,小于规范控制的目标值0.15mm。     

大跨度地锚式斜拉桥换索施工技术

郧县汉江大桥为(86+414+86)m地锚式预应力混凝土斜拉桥,每塔两侧各布置2×25根斜拉索。检测发现:斜拉索索力和设计理论状态误差较大,PE护套损伤,钢丝锈蚀严重,斜拉索系统属于四类部件。为确保桥梁结构的长期安全,结合该桥斜拉索体系病害情况,运用等强度换算原理,设计新斜拉索[采用镀锌平行钢丝、PES(HD)低应力全防腐索体、全防水结构等多项技术],替换全桥旧斜拉索。斜拉索更换顺序为病害斜拉索优先,单塔对称、双塔反对称,由长索到短索的原则进行更换。有限元结果表明,在整个换索过程中,斜拉索、主梁和桥塔结构变形、应力和强度验算均能满足规范要求。换索施工工序为旧索放张→旧索拆除→新索安装与张拉→索力调整。通过优化施工工艺,长索单塔换完后,2个点4根索同时更换,将换索工期降低到120d,极大地缩短了施工工期。     

嘉鱼长江公路大桥桥塔设计

嘉鱼长江公路大桥主桥为主跨920m的双塔单侧混合梁斜拉桥。该桥桥塔采用钻石形混凝土结构,由上、中、下塔柱,中上、中下塔柱结合段,下横梁和塔座构成,北塔高235m、南塔高251.41m,两塔下横梁以上结构保持一致。该桥北塔、南塔各有30对斜拉索,第1和第2对斜拉索在塔壁混凝土齿块上直接锚固;第3~30对斜拉索锚固采用"钢锚梁+钢牛腿"的形式,钢锚梁采用单锚梁结构,1根锚梁锚固4根斜拉索。为减小超高桥塔常见的混凝土开裂病害,在桥塔混凝土中掺入聚丙烯腈单丝纤维、聚丙烯粗纤维进行防裂抗裂处理。针对北塔下塔柱较短、下塔柱和下横梁受力不利的情况,经方案比选,采用先浇部分下横梁的施工方案,有效减小下横梁混凝土收缩开裂的风险。     

宁波明州大桥主桥设计与施工

宁波明州大桥是跨甬江的重要过江桥梁工程,为双肢中承式钢箱系杆提篮拱桥,主桥跨径为(100+450+100)m.拱座采用钢--混凝土组合结构,上、下肢拱肋均为全焊钢箱形截面,加劲梁采用正交异性桥面板全焊钢箱梁,主桥两端横梁之间布置2组水平拉索.钢拱座、边跨拱肋及加劲梁采用支架法安装,中跨拱肋、加劲梁采用400 t缆索吊安装.主要介绍大跨径双肢钢箱系杆拱桥关键部位设计与施工.     

东明黄河公路大桥主梁加固关键施工技术

东明黄河公路大桥主桥为(75+7×120+75)m的预应力混凝土刚构-连续组合体系梁式桥,该桥运营多年后出现了梁体开裂和跨中下挠病害。为解决桥梁抗剪承载力不足和跨中下挠问题,主梁采用斜拉体系加固方案,即在原桩基两侧增设桥塔,主梁下部横向增设托梁,托梁与主梁之间通过托架在箱梁底部连接,从桥塔至托梁锚固斜拉索。在主梁加固施工中,新增钻孔灌注桩基础采用回旋钻机钻孔,采用"U形管"法压浆;新增钢构件(托梁、托架和箱内钢支撑)施工主要包括吊装、钻孔、植筋及箱内钢支撑施工;斜拉索按照从中塔到边塔、从短索到长索的顺序分级对称张拉。加固后的荷载试验表明,斜拉体系加固施工改善了桥梁的受力,抬升了跨中截面高度,加固效果明显。     

正交异性钢-混凝土组合桥面板纵桥向的压弯性能

针对传统正交异性钢桥面板疲劳开裂及沥青铺装破损桥梁工程两大难题,对有望应用于大跨度桥梁中的正交异性钢-混凝土组合桥面板的力学性能进行了试验及理论研究.为探究适用于组合梁斜拉桥的正交异性钢-混凝土组合桥面板纵桥向的受力性能,设计并制作了6个带U肋的正交异性钢-混凝土组合桥面板足尺试件,进行了轴向压力和弯矩加载试验,研究了...