某在役高速公路高架桥的加固设计研究

基于连霍国道主干线某高架桥的病害调查,分析了裂缝损伤产生的主要原因。针对桥梁结构的病害和桥梁实际运营中存在的超载问题,采用了体外纵向预应力弯起钢束和粘钢板、粘贴碳纤维技术相结合的结构加固措施。通过对原结构和加固后桥梁的应力状态分析,所设计的加固方案可以有效地改善该桥梁主拉应力不足的受力状态,有效提高桥梁结构的承载能力。     

粘贴钢板桥梁加固设计和抗弯承载力极限状态分析

粘贴钢板或其他纤维复合材料对梁的受拉薄弱区进行补强是桥梁加固的主要方式之一.对于自重和恒载远小于活载的桥梁,可以不考虑加固后构件受力的阶段性效应,认为自重、恒载和活载均由加固后的截面承担.针对T形截面梁,分析粘贴钢板加固桥梁构件正截面抗弯承载力的计算公式和适用条件,给出极限状态加固设计和截面复核的方法与步骤.     

运营状态下特大悬索桥无损检测及承载能力评估

为评价特大悬索桥在运营状态下的承载能力状态,选择某长度为1 108 m的双铰钢桁梁悬索桥作为研究对象。通过现场无损检测的方法确定桥梁结构的各分项检算系数,同时,利用有限元软件构建桥梁数值模型,考虑不同荷载工况下的桥梁承载能力状态。结果表明,桥墩结构强度、变形和裂缝宽度符合正常使用极限状态要求;加劲梁承载能力经过系列验算后,均能满足承载能力使用要求;对比悬索桥重要构件吊索在损伤前后的索力发现,计算索力值小于修正后的应力限值,说明吊索受力处于安全状态。总体而言,考虑桥梁的折减系数后,桥梁实际承载能力整体有所削弱,但仍能满足原设计使用要求。     

考虑分阶段受力的桥梁加固受弯构件正截面强度计算方法研究

桥梁结构自重较大,一般均采用带载加固。当在梁的受拉区直接粘贴钢板或粘贴其他纤维复合材料对桥梁进行加固时,一期恒载（构件自重与恒载）由原梁承担,二期荷载（活载）由加固后的组合截面承担,后加补强材料的强度发挥程度受原梁变形的限制,应考虑分阶段受力特点。通过理论分析,分别考虑以原梁混凝土极限压应变和原梁受拉钢筋极限拉应变控制的加固设计方法,得出了直接粘贴钢板或粘贴其他高强纤维复合材料加固桥梁的正截面抗弯承载力的计算公式。     

考虑分阶段受力的桥梁加固受弯构件正截面强度计算方法研究

桥梁结构自重较大,一般均采用带载加固.当在梁的受拉区直接粘贴钢板或粘贴其他纤维复合材料对桥梁进行加固时,一期恒载(构件自重与恒载)由原梁承担,二期荷载(活载)由加固后的组合截面承担,后加补强材料的强度发挥程度受原梁变形的限制,应考虑分阶段受力特点.通过理论分析,分别考虑以原梁混凝土极限压应变和原梁受拉钢筋极限拉应变控制的加固设计方法,得出了直接粘贴钢板或粘贴其他高强纤维复合材料加固桥梁的正截面抗弯承载力的计算公式.     

桥梁加固分阶段受力抗弯承载力极限状态分析

粘贴钢板或其他纤维复合材料对梁的受拉薄弱区进行补强是桥梁加固的主要方式之一。粘贴钢板加固一般采用带载加固，其承载力应按两阶段受力构件计算。在基本假设的基础上．针对桥梁构件两阶段受力的特点．对T形截面梁，分析粘贴钢板加固桥梁构件正截面抗弯承载力的计算公式和适用条件，并给出极限状态加固设计的方法和步骤。     

全预制快速架设钢-UHPC轻型组合城市桥梁

为缩短城市高架桥现场作业时间,利用超高性能混凝土良好的力学性能及耐久性,提出一种可整体预制、整跨吊装、快速成桥的钢-UHPC轻型组合桥梁,并针对传统钢-混凝土组合连续梁桥负弯矩区桥面板拉应力过大的情况,提出一种可与梁段整体预制的简支变连续结构。对30m跨径钢-UHPC轻型组合城市桥梁试设计,并与现有方案进行材料用量及经济性能对比;利用MIDAS/Civil软件对试设计桥梁进行荷载组合效应计算,根据计算结果以中国桥梁设计规范为基础,同时借鉴法国UHPC结构设计规程,分别基于塑性设计法和弹性设计法对钢-UHPC轻型组合连续桥梁的承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计计算,并对正常使用极限状态钢筋数量及裂缝宽度的关系进一步探究;建立负弯矩区精细化的局部有限元模型,根据计算结果选择拉应力较大的桥梁纵向接缝进行1∶1足尺模型试验研究。研究结果表明:试设计桥梁在预估价较低的情况下结构高跨比由1/21降低至1/28,自重减至传统钢-混凝土组合桥梁的54%;钢筋数量增加初期,UHPC板裂缝宽度迅速减小,随着钢筋数量继续增大,其对裂缝宽度控制的贡献明显减小;试设计钢-UHPC轻型组合城市桥梁具有足够的抗弯与抗剪承载力,负弯矩区整体应力水平不高,同时试验接缝抗拉强度远大于计算值,满足工程使用要求。     

基于连续刚构桥V形墩的极限承载能力应用

依托某双幅大跨度V形墩预应力混凝土连续刚构桥工程,运用有限元软件ANSYS建立了V形墩的关键节点三维实体非线性模型,分别对其截面、腿钢筋应力及裂缝分布在极限状态与正常使用极限状态下的承载能力进行定量分析,同时参照现场实测数据,将V形墩承载能力进行修正。得出结论:在承载能力极限状态下,V形墩处于大偏压破坏,允许K值约为9;正常使用极限状态,V形墩钢构截面的边缘最大压应力控制着允许活载超载系数,K值约为6;钢筋应力与裂缝宽度在相关规范约束下允许的活载超载系数约为6;通过考虑V形墩刚构桥在成桥后及使用前的实测应力与理论应力差异,得出修正后V形墩的允许K值为4.8,减小幅度达20%。     

连续刚构桥V形墩的极限承载能力分析

依托某双幅大跨度V形墩预应力混凝土连续刚构桥工程,运用有限元软件ANSYS建立了V形墩的关键节点三维实体非线性模型,分别对其截面、腿钢筋应力及裂缝分布在极限状态与正常使用极限状态下的承载能力进行定量分析,同时参照现场实测数据,将V形墩承载能力进行修正。得出结论:在承载能力极限状态下,V形墩处于大偏压破坏,允许K值约为9;正常使用极限状态,V形墩钢构截面的边缘最大压应力控制着允许活载超载系数,K值约为6;钢筋应力与裂缝宽度在相关规范约束下允许的活载超载系数约为6;通过考虑V形墩刚构桥在成桥后及使用前的实测应力与理论应力差异,得出修正后V形墩的允许K值为4.8,减小幅度达20%。     

预应力混凝土连续梁式桥的维修加固技术

东明黄河大桥由于跨中下挠和箱梁腹板裂缝的原因,已危及到桥梁的安全运营。为了满足设计荷载,对箱梁采用了粘贴钢板、加厚腹板、粘贴碳纤维、增设横隔板和增加体外预应力等措施进行了加固。通过加固后的荷载试验表明,承载能力和刚度已基本达到原设计要求。     

渔洋溪大桥病害与加固后桥梁结构验算分析

在分析渔洋溪大桥病害的基础上,提出结构整体加固设计方法—主梁粘贴碳纤维布、梁端增焊受力钢筋和桥面浇筑整体化钢筋砼层。通过对加固前后桥梁结构的极限承载能力、桥梁结构的裂缝扣桥梁结构挠度进行验算并对计算结果进行对比,分析了该推荐方案在旧桥加固中的优势。     

东明黄河公路大桥维修加固施工

东明黄河大桥由于跨中下挠和箱梁腹板裂缝的原因,危及桥梁安全,为了恢复原设计承载能力,保证大桥运营安全,施工中对箱梁采用了封闭箱梁裂缝、粘贴钢板、加厚腹板、粘贴碳纤维、增设横隔板和增加体外预应力等措施进行加固.通过加固后的荷载试验表明,承载能力和刚度已达到原设计要求.着重介绍维修加固的设计要点、施工组织、施工方法和注意事项.     

简支梁旧桥加固技术探讨

通过某简支T梁桥病害情况,介绍了粘贴碳纤维板、粘贴钢板、增强梁间横向联系等几种常见加固技术的原理和方法。以计算实例阐述了桥梁构件正截面抗弯承载能力的计算方法,以及粘贴碳纤维板加固后承载能力极限状态检算的方法与步骤。简要介绍了针对旧桥耐久性病害进行修复的处理方案。     

预应力混凝土空心板加固试验研究

＂单板受力＂是目前中小跨径桥梁的主要病害,分别对空心板相关指标以及结构理论承载能力等进行计算和理论分析,并通过原板未加固荷载试验和采用粘贴碳纤维补强加固对比荷载试验,结果表明,采用粘贴碳纤维加固补强与原结构共同受力性能良好,显著提高结构极限承载能力和开裂荷载。结合有限元思想结构进行内力分析,论证了目前中小跨径桥梁,基于＂单板受力＂采用这种加固方法加固的实用性和可靠性。     

连续箱梁桥加固技术及加固效果分析

以广州番禺某连续箱梁桥加固为工程背景,采用BRCAD系统分析与规范计算相结合的分析方法,对连续箱梁桥的加固技术和加固效果进行了分析与对比。结果表明,采用主桥箱梁体外预应力加固、墩顶箱梁增设横梁及腹板粘贴钢板封闭加固裂缝带的桥梁加固方案对连续箱梁桥加固效果明显,加固后恒载作用下桥体各截面拉应力及主拉应力有不同程度的减少,主跨及附近两边跨在正常最不利荷载组合作用下,下边缘受拉区域有较大的减少,桥体的极限承载能力有较大提高。     

箱内积水对箱梁的冻害分析及加固方案

预应力混凝土连续箱梁桥洞室内积水冻胀导致桥梁承载力下降,进而缩短桥梁使用寿命,是北方寒冷地区公路桥梁养护维修中发现的主要病害之一。该文以黑龙江大漠石油专用公路某连续箱梁桥为工程背景,依据该桥梁的现场检测结果,对现有病害原因进行了分析,并拟定了加固方案。采用Midas/Civil软件进行全桥模拟分析,通过对加固前后连续箱梁桥极限承载力状态及正常使用极限状态的验算,分析并评定了其加固效果,验证了加固方案的可行性。结果表明:采用更换箱梁顶板、增设箱梁体外预应力筋和增大箱梁截面的综合加固方案对该桥进行加固的效果较为明显,加固后桥梁极限承载能力及正常使用性能可满足设计要求。     

粘贴加固材料厚度与钢筋混凝土T梁极限承载力分析

为研究粘贴法加固钢筋混凝土T梁的极限承载力,运用ANsYs有限元程序分别建立了粘贴钢板和粘贴碳纤维两种T梁常用加固方法的模型,分析了不同粘贴厚度下T梁的极限承载力,并对两种加固方法的效果进行了比较。结果表明：T梁的极限承载力不随加固材料粘贴厚度的增厚而线性增大,当加固材料厚度达到某值时,极限承载力便不再提高：当粘贴钢板厚度超过8mm,碳纤维厚度超过0．334mm时,梁的破坏形式由塑性破坏转变为脆性破坏;相对粘贴钢板而言．使用碳纤维加固T梁极限承载力提高较大。     

无粘结部分预应力混凝土受弯构件设计方法

为满足承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求，必须对无粘结部分预应力混凝土受弯构件进行合理设计。论文建立了无粘结部分预应力混凝土受弯构件截面设计分析方法，首先采用预应力比率法来确定无粘结预应力筋和有粘结非预应力筋的用量，而后检查构件的实际预应力度是否满足结构的要求，并分析验算的实际抗弯强度及正常使用极限状态构件的应力、挠度、裂缝宽度。文中还给出一个设计示例。     

火损预应力混凝土T梁承载能力性能研究

目前对火烧后桥梁实际状态承载力研究较少,本文以某火烧预应力混凝土T型梁桥为研究对象,分析了其火烧前后桥梁承载能力极限状态及正常使用极限状态下的承载能力,并对该桥火烧孔和未火烧孔进行了现场荷载试验对比;承载能力检算及荷载试验数据结果分析均表明,火烧后桥梁结构整体性较差,结构刚度消弱明显,桥梁承载能力有明显的下降,但还基本满足设计承载能力要求。本文研究可为同类桥梁发生火损时的快速检测评定加固提供参考。     

关庙汉江大桥扩能改造方案研究

关庙汉江大桥位于安康市汉滨区，是207省道跨越汉江的一座大跨径连续刚构桥。大桥原设计荷载标准低，桥梁存在诸多先天缺陷，部分桥跨强度和刚度不满足设计要求，管养单位对其进行了张拉体外预应力、粘贴钢板等主被动措施加固。由于城市快速扩张，需对其进行扩能改造。结合桥梁先天设计缺陷、已实施加固处治方案和承载能力验算分析，确定原桥不拆除、不提载的改造原则，根据两侧拼宽和旁位重建两种改造思路，考虑泄洪、通航以及城市桥梁较高的景观要求，提出了多个桥型方案供比选。