高速公路改扩建既有桥梁承载力评定

通过对高速公路改扩建提高既有道路通行能力和改善运营服务水平已成为我国高速公路建设新常态,但是高速公路改扩建面临既有桥梁使用性能退化及原设计承载力无法满足现行荷载标准等问题,制约了高速公路既有桥梁的充分利用。现依托京沪高速公路(山东段)改扩建项目,选取既有跨径10m、13m装配式PC空心板桥,分别对PC空心板进行了基于技术状况检算的承载力评定和荷载试验的承载力评定,同时进行了抗弯极限承载力试验。根据承载力检算和试验结果得出:高速公路(山东段)改扩建既有桥梁技术状况评定为1类的PC空心板桥,通过加铺15cm整体化现浇铺装层,空心板跨中截面抗弯承载力满足现行荷载标准,支点截面抗剪承载力不满足现行荷载标准,但差值均在5%以内。考虑高速公路改扩建后,既有桥梁主要承受小型车辆荷载作用,其荷载效应远低于现行荷载标准,承载力满足现行荷载标准,可原状充分利用。     

超高车辆撞击下预应力混凝土空心板桥损伤机理及撞后承载力研究

为研究超高车辆撞击预应力空心板桥的损伤破坏机理及被撞主梁承载力的变化规律,建立精细的预应力空心板桥-双轴卡车碰撞有限元模型,其中车辆模型采用美国国家碰撞分析中心建立的标准双轴卡车模型,并用足尺模型试验结果对空心板桥模型承载力进行验证.分别考虑车辆速度、载质量、超高高度、撞击角度和混凝土强度等因素,采用显式动力分析软件L...     

空心板预应力钢束部分断裂的加固方法

近年来,河北省高速公路出现了多起车辆撞击桥梁事件。车辆撞击使桥梁上部主要承重构件严重破损,个别预应力空心板的预应力钢束甚至被撞断多根,桥梁的安全运营受到了巨大的威胁。文章通过对一座被撞击桥梁的加固方案设计进行总结分析,对空心板预应力钢束部分断裂提出了几种加固方法。     

桥面铺装协同受力的空心板梁抗弯承载力研究

针对桥面铺装层须与桥梁结构紧密结合并共同受力的问题,提出了考虑桥面铺装层协同空心板受力的预应力混凝土空心板梁抗弯承载力计算方法。基于平截面假定,对桥面铺装层共同参与受力的先张法预应力混凝土空心板进行了分类,推演了适筋梁抗弯承载力计算公式,分析了是否考虑桥面铺装协同空心板受力对空心板梁力学参数的影响,并在实际桥梁工程对含有桥面铺装层的先张法预应力混凝土空心板梁进行抗弯承载力试验。研究结果表明:提出的承载力理论公式计算结果与试验结果吻合较好;带铺装层的预应力混凝土空心板满足平截面假定,铺装层和空心板之间连接紧密未出现脱落和界面滑移,破坏形态为适筋破坏;考虑铺装层与空心板梁协同的作用后,预应力混凝土空心板的中和轴位置上升,抗弯承载力较不考虑铺装层的空心板普遍提高10%以上。     

考虑局部损伤的斜交空心板承载能力分析

根据预应力混凝土空心板斜交跨线桥受到车辆撞击后所引起的局部损伤程度,结合横向铰接斜交空心板桥受力特点,建立局部损伤的斜交空心板有限元模型,对其损伤后结构受力性能进行分析,评估车辆撞击引起桥梁结构局部损伤对其承载能力的影响,可为相应的工程实践提供有价值的参考。     

外贴碳纤维布加固钢筋混凝土空心板现场对比性试验研究

为深入研究碳纤维布加固钢筋混凝土梁的效果,结合湖北省某高速公路某既有桥梁加固工程,在其空心板底面粘贴2层碳纤维布进行了加固前后的对比试验.结果表明,粘贴碳纤维布可显著降低空心板应力,增加抗弯刚度,有效抑制混凝土开裂.     

基于单板受力的预应力混凝土空心板桥承载力评定

为了研究处于“单板受力”状态桥梁的承载能力,采用已使用10 a的旧桥预应力混凝土空心板的试验数据,对既有空心板桥的承载力状况进行了评定.分别基于荷载横向分布和单板受力模式进行抗力-荷载效应分析,以确定既有桥梁的承载力.结果表明,“单板受力”削弱了上部结构的整体作用,降低了桥梁的整体承载力,使得上部主要承重构件处于非常不利的受力状态,降低了结构的耐久性和安全性.用现有承载力评定方法对处于“单板受力”状态的桥梁进行承载力评定,为既有不利状态的空心板桥的承载力评估提供很大的参考价值.     

空心板桥火灾后喷射混凝土-粘贴钢板耦合加固施工关键技术研究

为了研究基于火灾后空心板的承载力评估和诊治处理施工方案,提出了空心板底板喷射混凝土-粘贴钢板耦合加固方案,采用ABAQUS分析了简支空心板底板的局部温度场应力状态,以13跨简支空心板桥为研究背景,制订了针对性的加固比选方案并最终确定最优化施工方案,并基于Eurocode规范对全桥承载力进行了承载力分析和评估。新计算结果表明,火灾后结构的整体抗弯刚度可满足要求,随着火灾部位保护层剥落,钢筋锈蚀会影响结构的耐久性,桥梁正常使用极限状态承载力会受到较大影响,需要对结构进行耐久性加固。喷射混凝土能快速加固受损的混凝土结构,截面损伤补偿后,粘贴钢板可以提高结构的抗弯刚度储备。其研究成果及关键应用技术给桥梁加固工程提供较好的参考价值。     

碳纤维加固空心板试验研究与承载规律分析

为了研究和认识碳纤维加固钢筋混凝七梁板受弯性能,了解加固梁板的承载规律,提供必要的工程技术支持,对9片粘贴碳纤维加同公路桥梁用钢筋混凝土空心板进行了室内试验研究,在试验结果的基础上考察加固板承载过程中荷载及跨中挠度的变化规律,探讨碳纤维加固量、配筋率、锚同措施、加载历史和初始刚度等参数对加周空心板承载的影响,定性分析加固板承载能力和抗弯刚度的变化规律及其影响因素,形成碳纤维抗弯加固的基本认知并根据研究结论提出工程建议.     

大件运输条件下的空心板桥承载能力评定

为了评定180t重的发电机组能否安全通过一座预应力混凝土简支空心板桥,基于材质与状况检测,利用运输车的实际荷载,对桥梁进行了承载能力检算和静载荷试验。结果表明:空心板的抗弯、抗剪承载力满足、应力与抗裂性均在容许范围以内,荷载试验的应变与挠度校验系数均较小,发电机组能够安全通过此桥。     

超高车辆撞击组合结构桥梁的仿真分析

基于高性能非线性有限元,对超高车辆-组合结构桥梁碰撞进行了高精度仿真分析,结果表明,组合结构桥梁由于下部的钢板较薄,抗撞击能力差,遭到超高车辆撞击后,易产生较大变形和较大范围的钢板屈服,从而使截面产生扭转,桥梁应力大幅提高;超高车辆撞击对组合结构桥梁的破坏比较严重,在实际应用中需要对组合结构桥梁进行有效地防撞保护.     

汽车撞击力对桥梁空心板边板侧壁强度的影响

本文结合上海黄浦江杨浦大桥引桥空心板设计。论述桥梁空心板边板由于受汽车撞击防撞栏杆所引起的侧向荷载对空心板侧壁强度的影响。     

基于强度的火灾后混凝土梁累计损伤深度及剩余承载力研究

基于材料强度在高温下的蜕变规律,分析了普通钢筋混凝土桥梁在遭受火灾后,混凝土累计损伤深度和抗弯剩余承载力随火灾时间的变化历程。提出了基于强度的火灾后普通钢筋混凝土桥梁剩余抗弯承载力的简化计算公式,并通过算例证明了该方法的可行性,能够为火灾后迅速评估普通钢筋混凝土桥梁抗弯承载能力提供借鉴。     

空心板深铰缝设计优化研究

空心板铰缝的纵向开裂甚而与预制空心板完全脱离,直接引发空心板梁桥横向联系失效,甚至引起"单板受力",给桥梁结构安全埋下隐患。针对现阶段空心板常用的深铰缝构造,从铰缝的病害成因出发,通过有限元数值模拟分析了空心板梁桥深铰缝在车辆荷载下的空间受力特性,在此基础上提出合理的优化措施,并进一步对优化措施进行计算验证。结果表明,通过合理的优化配筋和铺装层厚度可以提升铰缝抗弯、抗剪承载力,改善铰缝的工作性能。     

高强螺栓加固桥梁的试验研究

对截面抗弯承载力不足的中小跨径桥梁提出了一种使用高强螺栓作为施力工具的新型体外预应力加固方法,并对加固前、加固后的空心板进行了破坏荷载对比试验,为旧桥加固方案提供了试验依据.     

在役空心板实体梁破坏机理试验研究

为评估某在役桥梁的使用状况,对其一跨预应力混凝土(后张)空心板边梁开展破坏性试验,获取空心板裂缝、应变、残余变形与承载力的变化规律,并结合数值模拟,通过刚度折减程度分析,研究了空心板正常使用极限状态的承载力、受力特性及破坏机理,结果表明:该空心板梁刚度折减程度较大,服役期挠度已达L/1 000,通车舒适性、安全性已受到影响;残余挠度大于5 mm后刚度折减明显,据此分析,该空心板梁曾受单轴重力40 t (或以上)的车辆荷载作用,桥梁正常使用承载力不足;通过刚度分析评估梁桥承载力是可行的,对类似桥梁判断加固、拆除有重要的借鉴意义。     

CFRP布加固钢筋混凝土梁抗弯承载力设计计算方法

为完善公路钢筋混凝土桥梁抗弯加固设计理论,针对CFRP布加固钢筋混凝土梁的受力机理和破坏特点,结合我国现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)的设计理论,基于国内文献有关CFRP布加固梁的抗弯试验研究成果,建立了CFRP布加固桥梁的抗弯承载力计算公式,并提出了加固后梁承载力的提高程度、碳纤维布最大用量和最小用量的限制要求。公式计算值与试验值的对比结果表明,所建议公式具有较好的实用性和安全性,可用于公路钢筋混凝土桥梁的抗弯加固设计计算。     

空心板桥钢横隔板连接结构抗弯性能研究

针对公路空心板混凝土铰缝易损坏现象,提出了开孔钢板连接构造,在空心板间形成钢横隔板结构传递板间荷载。为了掌握新型空心板连接结构的抗弯受力性能,采用已验证纯弯加载的有限元模拟方法进行分析,并给出了新型空心板连接结构的抗弯承载力计算建议公式。研究表明:随着贯穿钢筋直径的增大,新型空心板间连接结构抗弯承载力提高,当贯穿钢筋直径达到一定值时,局部铰缝混凝土破坏将是控制设计的主要因素。开孔钢板板厚和强度相对贯穿钢筋直径影响相对较小,只有在开孔板刚度较小时,开孔板板厚对结构受力影响较大。     

某钢筋混凝土空心板桥承载能力检测与评定

为了评定一座因重载交通而导致主梁开裂的钢筋混凝土空心板桥的承载力与加固荷载取值,基于材质与状况检测,对该桥进行了承载能力检算和静载荷试验分析,并对新、旧版本《公路桥涵通用设计规范》(JTG D60—2004和JTG D60—2015)产生的荷载效应进行了对比。结果表明:边板抗弯承载力不足,荷载试验的应变校验系数较大,与开裂情况相符;挠度校验系数较小,整体刚度较好;新规范的荷载效应与运营荷载相当。该结果可为同类工程提供借鉴。     

大件车载下空心板桥受力性能分析与快速评估

为分析大件运输车载下铰缝损伤空心板桥梁受力性能,并建立该类桥梁在大件运输车载下的快速评估方法,首先基于大件运输车辆对空心板桥梁的荷载数据,提出了2种大件运输车辆的加载模型;研究了简支空心板桥梁的跨径和考虑空心板间铰缝损伤对大件运输车载效应的响应规律,据此建立了大件运输车辆通行审批中线路级控制性空心板桥梁快速遴选准则;基于遴选准则与荷载效应比较法提出了一种针对线路级空心板桥梁的大件运输车辆快速评估方法。研究发现：双线式车轴对于简支空心板桥梁是最不利的加载形式;钢筋混凝土空心板桥梁随跨径增加受力性能会由剪力控制转变为正弯矩控制;随着空心板桥梁间铰缝损伤程度的增加桥梁受力也更不利,并且钢筋混凝土空心板桥梁的受力性能也逐渐只由正弯矩控制。结合荷载效应比较法提出了一种线路级大件运输车辆快速通行评估方法并进行实际应用。