齐鲁黄河大桥主跨桥面板局部更换预案分析

齐鲁大道黄河大桥是一座大跨度网状吊杆拱桥,其主梁采用钢-混组合梁结构。由于混凝土桥面板直接承受车轮荷载,极易发生局部损坏,故将其设计为使用周期内可更换构件。为研究大跨度网状吊杆拱桥在混凝土桥面板局部更换过程中的受力变化,根据组合箱梁的结构特性,提出了不同的混凝土桥面板局部更换方案,并以齐鲁黄河大桥420 m主跨为研究对象,建立了能反映组合梁中的钢梁和桥面板受力的混合有限元模型,通过对主跨结构在不同拆除方案中的计算分析,得到了纵桥向和横桥向的拆除位置和长度对组合梁结构受力的影响。分析结果表明,讨论的所有桥面板局部更换方案均是可行的,但不同的拆除方式对主桥结构的受力影响程度不同。其中,横桥向局部拆除方式的改变对结构的影响较大。     

UHPC桥面板现浇接缝的弯拉性能研究

为探究装配式轻型组合梁结构中纵向接缝合理形式,以广东麻埔停车区跨线桥为工程背景,提出了一种局部加高的新型构造形式,并与传统平口接缝构造进行了对比分析。通过有限元建模分析表明:局部加高接缝桥面板静力工况和疲劳工况的主拉应力均小于平口接缝桥面板的主拉应力。开展带接缝桥面板足尺模型抗弯试验,局部加高接缝试验试件开裂荷载为67.07 kN,比平口接缝试验试件开裂荷载高约92.4%,满足设计要求,且将接缝局部加高,可以提高安全系数。     

组合钢箱梁施工过程中钢梁的稳定和构造措施研究

城市组合桥梁一般采用先梁后桥面板的安装工艺,在桥面板安装与浇筑阶段钢梁存在失稳的风险。以银川黄河大桥水中引桥为背景,对组合梁施工中的关键构造参数进行分析,对横向支撑体系以及局部加劲肋的合理布置提出建议,保证了整个桥面板施工过程中钢梁的安全性和稳定性。     

桥面板干湿混合接缝在组合梁斜拉桥中的应用研究

为提高组合梁斜拉桥混凝土桥面板横向预应力的施加效率,减少桥面板的纵向裂缝,提出一种可在混凝土桥面板与钢横梁结合前施加横向预应力的干湿混合接缝新型桥面构造。以鳌江特大桥为工程背景,采用通用有限元软件ANSYS建立局部有限元模型,计算比较传统湿接缝桥面板和新型干湿混合接缝桥面板的预应力施加效率。在鳌江特大桥上设置试验段应用干湿混合接缝新型桥面构造,现场测试施工阶段混凝土桥面板应力变化情况。结果表明:组合梁斜拉桥采用干湿混合接缝的新型桥面构造,可实现在混凝土桥面板与钢横梁结合前施加横向预应力,横向预应力施加效率提高了约70%,可减少混凝土桥面板纵向开裂;实桥测试中干湿混合接缝桥面板纵横向应力满足规范要求。     

六广河特大桥混凝土桥面板设计

六广河特大桥为主跨580m的叠合梁斜拉桥,文中从理论上对该桥混凝土桥面板的结构设计、遇到的问题、解决的方案和对策等进行阐述,并针对桥面板同时承受总体荷载和局部荷载的特点对桥面板进行总体计算分析与局部计算分析。结果表明,六广河特大桥桥面板设计合理,满足规范要求。     

桥面铺装改造对正交异性钢桥面板受力性能的影响

为了验证桥面铺装改造对正交异性钢桥面板的加固效果,以某公路简支钢箱梁为背景进行研究。选取3跨箱梁,分别采用聚合物混凝土、夹心钢板系统和活性粉末混凝土3种桥面铺装方案对钢桥面板进行加固,并通过实桥试验测试改造前、后正交异性钢桥面板的应力及局部变形,验证加固效果。结果表明:原铺装与裸面板状态下钢桥面板的受力及变形规律基本一致,原铺装基本不参与正交异性钢桥面板共同受力;3种铺装改造后,钢桥面板应力及局部变形均有较大降低,但钢桥面板应力及变形的改善效果仍面临长期运营的检验。     

正交异性夹层桥面板力学性能研究

采用模型试验及空间有限元计算分析方法研究聚氨酯-钢板夹层结构正交异性三跨连续桥面板的力学特性,并对比了不同桥面板车轮作用点处,截面受局部应力影响的纵横向应力分布。结果表明：与普通正交异性钢桥面板相比,夹层桥面板能大幅降低局部应力集中,应力峰值约为普通正交异性钢桥面板的1/3～1/2,并可大幅减少焊缝疲劳裂纹的出现;由于夹层板自身刚度大幅提高,能大幅减少纵向加劲肋数量并减少50%以上的焊缝,从而节省钢材,减轻自重;聚氨酯-钢板夹层结构正交异性桥面板的应变试验测试值与有限元计算值基本吻合。     

两种纵肋形式的轻型组合桥面板的对比分析

以在建洞庭湖二桥为工程背景,建立两种纵肋形式的轻型组合桥面板局部有限元模型,对比分析了两类结构的静力和疲劳性能。结果表明:与传统正交异性钢桥面板相比,轻型组合桥面板的静力和疲劳性能均有一定程度的改善,且全寿命经济效益显著;带开口肋的轻型组合桥面板基本消除了传统开口肋正交异性钢桥面板的纵肋过柔,荷载横向分配能力较差等缺点,应用前景广阔。     

钢纤维RPC在正交异性钢桥面铺装上的应用性研究

<正>交异性桥面板在现代桥梁工程中被广泛应用,由于其纵横肋交错且钢顶板刚度不足,在局部轮载作用下容易出现应力集中现象,疲劳开裂问题突出。采用组合梁的思路,在正交异性桥面板顶板上铺设一层各项力学性能优异的RPC铺装,通过RPC和钢顶板的共同作用使得顶板刚度得到增强以减小局部应力集中造成的疲劳开裂现象。以苏通大桥正交异性桥面板为对比研究对象,针对三种常见疲劳易损部位的应力幅进行了对比研究,研究结果表明:采用新型RPC复合铺装的正交异性桥面板RPC-顶板整体刚度显著增加,局部应力集中现象减小;新型RPC复合铺装层能够显著降低关注细节的疲劳应力幅。     

正交异性钢桥面板路面结构行为及设计考虑

正交异性钢桥面板的路面与桥面板共同作用,应被当成桥面系统的不可缺少的组成部分。路面材料一般为粘弹性一塑性,仅在低温时表现为弹性。多数情况下,路面材料的弹性模量随温度而定。在半塑性条件下,路面厚度范围内弯曲应变呈非线性分布。当粘结层较软时,剪切滑移发生在层间交界面。路面对桥面板刚度有实质性贡献,桥面板局部弯曲时路面内存在可观的应力。讨论影响路面性能的关键性的桥面板应力产生的部位及原因。通过正交异性板上的应用实例,介绍两种典型路面材料沥青和聚合材料的特征。要使路面更让人满意,桥面板的局部柔度应得到更严格的限制。     

超高性能混凝土薄层加固法在槽形梁桥中的应用

预应力混凝土槽形梁桥的主梁连接板在运营过程中易产生开裂病害,为修复桥面板的裂缝,改善桥梁受力,提出超高性能混凝土(UHPC)薄层加固法(在桥面板底部浇筑1层UHPC,与原结构整体受力),以沪嘉高速公路蕰藻浜大桥加固项目为背景,论述该方法在该桥加固中的应用。为检验加固效果,采用ANSYS建立甲式桥面板(槽形主梁连接板)的局部有限元模型进行应力分析,并通过荷载试验分析甲式桥面板加固前、后的受力及变形。通过理论和试验分析可知:加固后,在车辆荷载作用下,甲式桥面板的横向应力降至0.5 MPa以下,UHPC层拉应力为2.5MPa;甲式桥面板的横向应变降低了约65%,竖向挠度降低了约60%;UHPC层的应力实测值与有限元理论值基本一致。说明UHPC薄层加固法可有效改善桥面板受力,提高桥面板的刚度,减小桥面板的挠度。     

轻型组合桥面板层间剪应力计算及栓钉连接件的布置设计

以洞庭湖二桥轻型组合桥面板为工程背景,在分析局部轮载对轻型组合桥面板层间剪应力影响的基础上,提出了纵向层间剪应力的简化计算模型——悬臂叠层梁模型,基于悬臂叠层梁模型得到的纵向层间剪应力比有限元值大30.4%;同时修正了基于简支叠层梁模型的横向层间剪应力计算方法,得到的横向层间剪应力解析值比有限元值大1.5%。最后,进一步提出了轻型组合桥面板中栓钉连接件剪力的计算模型,用以指导栓钉连接件的布置设计。     

介绍一种桥面板型式-肋腋板

一、前言桥面板是桥梁结构中的必要组成部分,除局部承受轮载外,还参与了上部结构的整体作用。一块板虽小,但量多面广,具有普遍意义。国外对桥面板的型式、构造及其计算方法都在不断地进行研究并取得了成果。在我国公路桥梁中,桥面板的型式不多,计算方法也不够完善。我院于1964年针对当时公路桥梁的实际情况提出了少筋微弯板组合梁,十几年来,这种板型得到了广泛的应用,成为我国公路桥梁中桥面板的主要型式     

大跨径钢-混组合梁斜拉桥主梁力学特性研究

为明确在多种不利荷载组合作用下大跨径钢-混组合梁斜拉桥主梁的受力规律,以某桥跨布置为(40+175+410+175+40)m的双塔钢-混组合梁斜拉桥为背景进行研究。采用ANSYS建立该桥混合单元空间有限元计算模型,分析自重及斜拉索索力、车辆轮载、桥面板预应力、混凝土收缩和徐变效应、温度效应等荷载及组合作用下中跨跨中段主梁的结构响应。结果表明:对于双索面钢-混组合梁斜拉桥,局部轮载作用下桥面板呈现出明显的局部受力特性,桥面板"第二体系"拉应力可能会大于"第一体系"压应力,中跨跨中区域及边跨尾索区桥面板应配置纵向预应力;桥面板混凝土的收缩和徐变效应、温度效应的叠加是桥面板出现顺桥向裂缝的根本原因,设计时应全桥配置桥面板横向预应力。     

装配式公路钢桥FRP桥面板研究

FRP材料具有轻质、高强和耐腐蚀的特点,在桥面板中得到了广泛应用。结合近年FRP桥面板的发展现状,研究提出装配式公路钢桥FRP桥面板方案,并进行了有限元分析计算,为FRP桥面板的研制提供了理论依据。     

聚合物改性砼铺装体系对钢箱梁桥面板局部受力改善的试验研究

大跨径钢箱梁桥的桥面板局部受力复杂,易出现铺装层早期损坏和局部疲劳开裂等病害。文中以某单跨64m大跨径钢箱梁桥桥面铺装改造为例,通过加载试验,分别对聚合物改性砼铺装前后结构应变和面板变形进行测试,分析聚合物改性砼铺装体系对钢箱梁桥桥面板局部受力的改善效果。结果表明,采用聚合物改性砼铺装改造后钢箱梁桥的局部应力得到改善,应变和变形均减小。     

益阳胜天大桥主桥桥面板和索塔局部应力分析

益阳市胜天大桥为(181.95 m+450 m+181.95 m)双塔双索面斜拉桥。该桥主梁采用PK型分离双箱钢梁与UHPC桥面板相结合的结构形式,可降低主梁自重约30%,有效避免了普通混凝土桥面板普遍存在的易开裂问题。主桥采用花瓶型索塔,分别由下、中、上塔柱及下、中、上横梁六部分组成。本文采用Ansys14.0分别建立桥面板和索塔空间有限元模型,对桥面板及索塔受力复杂的局部区域进行空间有限元应力分析,揭示桥面板及索塔的受力特性及应力分布规律,以保证桥面板和索塔结构的安全性与耐久性。     

黄浦江大桥结合梁混凝土桥面板的计算方法

本文以上海南浦大桥和杨浦大桥主桥结合梁斜拉桥为背景，从理论上对结合梁混凝土桥面板的力学特性和受力特点进行了扼要的分析，并结合梁混凝土桥面板的合成受力状态分析为局部受力状态和整体力状态的叠加。     

钢桥面板疲劳损伤智能监测与评估系统研究

正交异性钢桥面板作为大跨度桥梁的首选桥面板结构,实时监测并准确识别其重要构造细节的疲劳损伤程度,在此基础上预测剩余疲劳寿命,对于大跨度桥梁的服役期管理维护决策至关重要;但正交异性钢桥面板的疲劳问题具有多尺度、多模式、随机性、隐蔽性等特性,且其对结构静动力响应的影响仅限于疲劳裂纹附近的局部区域,传统的损伤识别方法难以准确识别。结合智能技术的最新发展和正交异性钢桥面板疲劳问题的基本属性,构建了其疲劳损伤智能监测与评估系统,并对其疲劳损伤指标和疲劳损伤智能评估的相关关键问题进行研究。提出了基于等效结构应力的正交异性钢桥面板多尺度疲劳损伤评估方法;建立了考虑随机因素的结构体系实时疲劳损伤评估及剩余寿命预测方法;构建了正交异性钢桥面板疲劳损伤智能监测与评估系统;基于实际桥梁结构的交通量和结构响应监测信息,对所建立的正交异性钢桥面板疲劳损伤智能监测与评估系统进行了验证。研究结果表明：在实际交通荷载作用下,顶板与纵肋连接细节的疲劳主导失效模式为焊根部位起裂沿顶板扩展,所提出的疲劳损伤评估方法的评估结果与实际结构一致,表明所提出的方法能够准确确定结构体系的疲劳失效模式;疲劳损伤智能监测与评估系统所确定的实桥疲劳损伤及剩余寿命预测结果与实际桥梁疲劳损伤开裂时间基本一致;所建立的智能监测与评估系统可为正交异性钢桥面板疲劳损伤过程和寿命评估提供理论依据及支撑,并为实桥的运营管理养护决策提供科学依据。     

钢混组合桥面板的发展概况及设计维护要点

结构优化的少主梁新型组合桥梁体系,对桥面板的跨径,耐久性等提出了新的要求。组合桥面板从历史上单纯以钢板作为模板,发展为合理的利用了钢混两种材料各自的优点,提高了桥面板跨径,减少了重量,加快了施工速度,提高了施工安全性。通过一系列动载和静载试验证明,组合桥面板具有和预应力混凝土桥面板同等级的承载能力和耐久性。组合桥面板制造施工费用与现浇预应力桥面板相近,但工期可缩短30%以上,并且其维护成本低、替换拓宽方便,全寿命费用合理。因此,组合桥面板是值得我国借鉴并在今后进行发展研究的一种结构形式。