耐候桥梁钢腐蚀力学行为研究及其应用进展

耐候钢以其优越的耐久性受到了桥梁设计者的重视和广泛关注，扩大耐候钢桥在中国的应用已成为必然趋势。鉴于目前中国耐候钢桥设计理论和方法匮乏的现状，通过调研国内外耐候钢和耐候钢桥研究文献，主要参考美国、日本和欧洲耐候钢桥建设经验，对耐候钢的应用研究现状以及耐候钢桥设计方法进行综述。重点阐述环境与荷载耦合作用下耐候钢的腐蚀机理、耐候钢腐蚀后的力学性能退化、耐候钢桥设计理论和细节设计方法等内容，总结和分析已有研究所取得的成果和尚存的问题。分析表明：当大气中Cl^-和SO₂浓度分别低于3，20 mg·（m²·d）^-1或者非海洋大气环境中大气腐蚀等级为C2，C3时，可以裸装应用耐候钢；荷载作用下保护锈层存在开裂和脱落现象，锈层开裂为氧气扩散提供了通道，减弱了其对基体的保护能力，导致钢材进一步锈蚀，并且易发生局部腐蚀；裸装应用的耐候钢在使用不当时会产生较严重的腐蚀，从而导致力学性能退化，尤其是在应力腐蚀和腐蚀疲劳状态下其力学性能退化更为严重；钢桥细节设计方法对保证耐候钢的耐蚀性至关重要，定期维护可以延长结构的使用寿命；应用耐候钢可使钢桥全寿命周期成本显著降低。分析结果旨在为今后中国耐候钢耐蚀机理和力学性能的研究探明方向，并为耐候钢桥的设计和建造提供有效借鉴和参考。     

耐候钢桥的发展及其设计要点

耐候钢于1964年首次应用到公路桥上，现已经在经济发达国家得到很大发展。从整个使用期间的费用来衡量，耐候钢桥的费用相对于普通钢桥的费用较低，发展前景很好。主要介绍耐候钢在桥梁中的应用现状、发展趋势及耐候钢桥的设计要点等。     

耐候钢钢板组合梁桥的设计与应用

耐候钢钢板组合梁桥具有力学性能优越、高耐腐蚀性、便于加工制造等优点,可以大幅节省桥梁运营阶段的管养费用。耐候钢桥梁建设目前在我国仍处于起步阶段,随着耐候钢板的研制及相关标准的不断完善,越来越多的桥梁采用免涂装的耐候钢,但数量仍然有限,且在设计要点方面的研究及相关成果较为匮乏。结合广东省云茂高速公路的高台大桥建设,在分析耐候钢桥梁应用控制因素基础上,针对山区桥梁特点,详细介绍了免涂装耐候钢板组合梁桥的结构选型、材料选用及各部分构件的设计细节,研究成果可作为同类工程项目设计与建造的参考依据。     

高速铁路大跨自锚上承式拱桥施工监控

沪杭高铁跨沪杭高速公路大桥为跨径(88+160+88)m的自锚上承式拱桥,该桥采用支架现浇、水平转体就位再合龙法施工。为确保施工安全及成桥后的线形满足铺设无碴轨道对桥面高平顺性的要求,采用MIDAS Civil 2010软件建立该桥有限元计算模型,根据实际的施工步骤进行各施工阶段计算分析;结合现代监控手段,对该桥施工全过程进行监控。监控结果表明,桥梁成桥时达到设计线形和应力状态,满足各规范及标准的要求。     

大跨宽幅单索面系杆拱桥新结构建设关键技术研究

宽幅单索面系杆拱桥具有简洁大方、行车方便、经济效益显著等优点，但其自身结构特点限制了此类桥梁向更大跨径和更宽宽度的发展，通过采取设置背索的拱、梁、索协作体系和优化U肋钢桥面为型钢开口肋新结构的措施，提高了传统单索面系杆拱桥的稳定性和适用性，并对该新结构的建设关键技术进行研究，使得单索面超宽桥面系杆拱桥新结构已成功应用于主跨168 m的于都胜利大桥，实现了单索面系杆拱桥桥宽的突破。     

耐候性钢桥评估管理系统研究

耐候性钢材以其耐腐蚀性能和全寿命成本经济性在欧美、日本等发达国家广泛应用于桥梁工程.通过以往耐候钢材腐蚀试验结果,归纳不同腐蚀环境耐候钢腐蚀状态,得到耐候钢的腐蚀机理.采用外观评价、图像处理分析以及锈层厚度测定等方法评估耐候性钢桥的时变性能,依据不同评定等级制定相应的检查频度、调查内容以及维护处理方法,在此基础上得到耐候性钢桥管理养护系统,为耐候钢桥的后期运营管理提供参考,以促进耐候钢桥的进一步发展.     

郑济高铁黄河特大桥主桥设计

郑济高铁黄河特大桥根据线路总体走向,经防洪影响评价论证,确定主桥长度为2 016m。由于大桥法线与主流方向约有10°夹角,平层布置桥面宽度过大,影响河势发展和临近险工,因此该桥确定采用双层桥面布置。考虑郑济高铁设计速度为350km/h,为避免黄河桥限速,确定采用无砟轨道结构。经桥式方案比选,主桥选择刚度最优、经济性最好的变高度连续钢桁梁桥,桥跨布置为(112+6×168+112)m+7×112m。主梁采用三主桁下弦加劲钢桁梁,通过支点处设加劲弦的方式增加梁高,改善结构受力并使桥梁立面呈现拱形构造。铁路桥面采用正交异性钢桥面板,公路桥面采用混凝土桥面板。下部采用矩形承台+三柱式圆端形桥墩。主桥变高连续钢桁梁采用双侧栈桥配合龙门吊机悬臂拼装的方法架设。     

某公园120 m跨地锚式人行悬索桥设计

永新湿地公园人行景观桥是连接仰山公园和湿地公园的一座主跨120 m的双塔空间双索面地锚式悬索桥，桥面净宽3.35 m，桥面中间设置20 m长的玻璃桥面；通过对该桥主要设计标准、结构设计、计算分析的简要介绍，阐述了对大跨度人行悬索桥的设计思路和方法，有助于同类型人行索桥设计经验的借鉴。     

美国首座高强混凝土桥梁的设计

美国得克萨斯州于1994年建成国内第一座整桥采用高强混凝土设计与施工的卢埃特（louetta）公路高架桥，几项创新使该桥在采用高强度混凝土后独具特色，这几项创新在美国均是首次采用，如在其先张混凝土结构中率先采用了直径15.24mm，以50mm栅距设置的预应力钢绞线等。本文介绍了该桥的结构，以及梁、桥墩、桥面和高强混凝土配合比的设计，这一桥梁的设计与施工为美国今后充分利用现有建桥技术建造出超高强度混凝土桥梁创造了基础。     

桥梁不锈钢板支座垫板的加工工艺

为减轻桥面对桥台座的冲击力,在沪宁高速公路E标段许家立交、泰山溢洪桥、九曲河桥等桥面都设计安装了不锈钢板支座垫板.它设计在桥伸缩缝处,用环氧树脂粘接在桥墩台上,不锈钢板与四氟板支座之间涂上一层硅脂,起润滑作用.在行车荷载及温差应力作用     

桥面铺装层混凝土掺用聚丙烯纤维的探讨

结合某大桥桥面铺装层混凝土工程,阐述了聚丙烯纤维混凝土的特性及其工作机理。在桥面铺装层混凝土中掺用聚丙烯纤维能够增强其抗拉、抗折、抗渗、抗冲击以及阻裂增韧的作用。对该桥桥面铺装层混凝土掺用聚丙烯纤维后的配合比进行了试验设计,现场试验和观测结果表明:该桥桥面铺装层混凝土掺用聚丙烯纤维进行改性是非常有益的,该桥桥面铺装层聚丙烯纤维混凝土工程的设计和施工是成功的。     

耐候钢桥耐腐蚀性能与腐蚀疲劳性能研究进展

针对耐候钢桥所面临的腐蚀损伤及腐蚀疲劳性能耦合劣化问题,介绍了耐候钢桥基于理论模型与试验研究的耐腐蚀性能评价方法;总结了腐蚀疲劳耦合劣化机理、疲劳试验研究及其成果;研究了各国规范中适用于腐蚀环境的S～N曲线;分析了耐候钢的腐蚀疲劳寿命评价模型。结果表明：耐候钢耐腐蚀性能评价采用单一评价指标很难全面地表征腐蚀程度,应采用多指标联合评价,合理的焊材与母材匹配是提高耐候钢焊接结构耐腐蚀性能的关键;耐候钢腐蚀疲劳性能可通过风化后腐蚀疲劳试验进行测试,耐候钢焊接结构的腐蚀疲劳性能劣化较母材更加严重,是工程应用中关注的重点;现行规范对钢结构腐蚀疲劳性能的劣化效应多采用降低结构细节等级的方式,建议根据腐蚀环境、结构类别、试验方法等分门别类地制定腐蚀疲劳S～N曲线;免涂装耐候钢焊接节点的腐蚀疲劳寿命预测有待开发理论模型支撑。     

面向桥面铺装动力响应分析的多尺度桥梁模型

为了解决传统桥面铺装设计方法不能反映在行车荷载与桥梁振动特性耦合作用条件下的铺装动力响应问题,提出一种面向桥面铺装动力响应分析的多尺度桥梁模型的构建新方法。该方法首先综合考虑桥面铺装和桥梁结构特性对建模的要求,建立整桥有限元仿真模型,然后构建精细化桥面铺装体系局部梁段模型,最后通过动力子结构方法将整桥结构与桥面铺装局部结构衔接,并以某大跨径悬索桥为例进行实例分析。结果表明：由于考虑整桥动力特性和不平度的影响,将使计算结果（不平度等级为A）比静力计算结果大10%～15%,并且随着不平度的增加而非线性增加;采用该模型的构建方法可以避免现行桥面铺装设计中采用静载偏不安全的缺点。     

广州明珠湾大桥结构体系设计关键技术

广州明珠湾大桥主桥采用主跨436 m的中承式钢桁拱桥,双层桥面布置,上层桥面设双向8车道和双侧人行道,下层桥面设双向4车道和管线走廊。该桥设计过程中对主桁体系(两主桁体系、三主桁体系)方案、拱梁组合体系(刚性梁刚性拱、柔性梁刚性拱)方案进行对比分析。考虑结构受力、交通需求等方面,主桁体系最终采用三主桁体系方案,并将上层桥面重车道和下层桥面行车道均靠边桁布置,使每片主桁分担4车道汽车荷载,实现三主桁的受力基本平衡;考虑结构刚度及施工便利性等方面,拱梁组合体系最终采用刚性梁刚性拱方案。经验算,该桥采用三主桁体系、刚性梁刚性拱方案,结构受力满足设计要求。     

组合桥面系杆拱桥力学与经济性能研究

为明确大跨度组合桥面系杆拱桥的力学与经济性能,针对主跨200m的桥梁,进行3种系杆拱桥方案(组合桥面、竖直吊杆;正交异性钢桥面、竖直吊杆;组合桥面、网状吊杆)的试设计研究。采用TDV RM Bridge有限元程序建立3种试设计方案模型,对比3种方案的静力强度和稳定性等力学性能;统计各方案材料用量,引入材料指标,对比3种方案的经济性能。结果表明:对于主跨200m的系杆拱桥,组合桥面与正交异性钢桥面相比更能展现出良好的技术与经济竞争力;采用网状吊杆,可显著提高系杆拱桥的结构刚度、减小拱肋和系梁的活载弯矩、节省材料用量,但应重视吊杆的疲劳问题。     

南京长江大桥公路双曲拱桥桥面整修设计

本文介绍了南京长江大桥公路引桥双曲桥桥面整修设计特点。该桥采用了以乙烯—醋酸乙烯（EVA）及了苯橡胶（SBR）为改性剂的改性沥青混凝土等新工艺材料。     

南京长江第五大桥过索式桥面吊机整体安装技术及抗风安全性分析

南京长江第五大桥主桥上部结构钢混组合主梁采用桥面吊机悬臂吊装,鉴于南京长江第五大桥自身设计特点及工程实际情况,桥面吊机采用地面拼装+整体吊装的形式进行安装,本文依重点介绍桥面吊机地面拼装、整体吊装过程中的关键技术,及针对中央双索面过索式桥面吊机进行了抗风安全性分析。     

高速铁路跨越京杭运河水上服务区连续梁拱设计

连续梁拱组合结构具有良好的竖向刚度和动力性能、跨度大、建筑高度低、造型美观等优点,已在高速铁路建设中得到较为广泛的应用。连镇高铁镇江京杭运河特大桥主桥采用(76+136+76)m双线预应力混凝土连续梁拱,受铁路线路控制,该桥有两个特点：一是要跨越京杭运河水上服务区,二是桥面加宽满足运梁需要。本文重点介绍了连续梁拱主梁结构的总体构造、静力计算分析及景观设计,为跨越复杂航道桥梁设计工程提供了经验和方法。     

重庆长江鹅公岩大桥钢桥面及引道桥路面铺装的设计

阐述了重庆长江鹅公岩大桥钢桥面铺装的气候特点和使用条件，并针对这些特点，介绍了钢桥面铺装的设计要点及铺装结构，以及双层式SMA混合料设计的性能要求，最后简要说明了引道桥桥面铺装结构的设计。     

厦门翔鹭酒店桥(大悬臂曲线梁桥)结构设计

厦门翔鹭酒店桥由于使用功能上的特殊要求,使得梁体结构具有桥面宽、悬臂长、柱间横向跨度大的特点。因此,在设计中采用了“船”形箱梁断面,以及边腹板加厚、横梁设置预应力、桥面铺装采用轻质陶粒混凝土等特殊构造措施。