钢桥面环氧沥青铺装树脂灌浆修复材料研究与应用

基于舟山跨海大桥环氧沥青钢桥面铺装裂缝、鼓包等典型病害,从养护材料性能提升角度出发,开发了高渗透树脂灌缝材料和高强耐水型树脂注浆材料,并通过系列试验,分别对树脂灌缝材料的施工和易性、力学性能、抗冻耐久性,注浆材料的排水置换性能与钢板和铺装的黏结性能等各项指标进行了评估,同时重点对西堠门大桥裂缝、鼓包等病害进行了集中处治,经过一个寒暑交替运营的跟踪观测,结果表明,所研发的灌缝和注浆材料可满足钢桥面小修保养修复性能要求。     

基于NC-UHPC的空心板梁铰缝快速加固修复技术的应用与实践

结合超高性能混凝土(UHPC)的材料抗裂性能及变形韧性强的特点,采用常温养护型超高性能混凝土(NC-UHPC)作为铰接空心板梁铰缝病害的快速修复技术材料,设计了铰缝修复方案;并以上海S19高速公路江家浜桥为示范工程开展了该技术的工程应用及实桥荷载试验。工程应用及荷载试验结果表明,该技术方案相比常规早强混凝土铰缝修复技术大幅减轻上部结构恒载负担,施工方便快捷;实桥荷载试验表明,该技术方案加固的结构刚度和整体性优于预期,在铰缝快速修复工程中有广阔的应用前景。     

上海地区板梁桥铰缝损伤成因与维修对策研究

针对上海地区空心板梁铰缝的病害特点,从构造设计、计算假定、施工质量控制、运营管理和材料特性等方面对病害成因进行了较为全面的分析,并系统梳理了典型板梁铰缝维修对策的技术原理和优缺点,指出梁底灌浆加固法更适用于上海地区。结合实际加固工程,对上海地区常用铰缝维修对策进行了应用效果评估,结果表明,铺装结构加强处理法修复效果较好,而梁底灌浆加固法的效果易受到外界干扰,建议从灌浆材料和施工质量控制等方面进行优化。     

重载交通下空心板梁铰缝损坏及其快速维修加固技术

空心板梁桥的梁间铰缝损坏是结构性的,不及时处理极易引起单梁受力,严重危及桥梁结构安全。采用传统方法维修铰缝时间长,对交通影响大,效果不好。为解决这一问题,尝试在上海市外环高速公路采用聚合物快凝混凝土材料及其维修工艺快速恢复桥面铰缝的整体性。实践表明应用效果良好,对交通影响小,具有良好的经济、社会效益。     

空心板梁桥超高性能混凝土(UHPC)铰缝弯剪受力性能研究

受普通混凝土(NSC)材料性能限制，空心板梁桥混凝土铰缝病害频发。在铰缝位置应用具有超高力学性能和良好界面黏结性能的超高性能混凝土(UHPC),可使铰缝受力性能得到明显改善，从而减少甚至避免铰缝病害的发生。首先通过数值模拟方法，得到了不同工况下装配式空心板梁桥铰缝截面的最大弯剪比；接着，为研究不同铰缝材料对结构在弯剪耦合作用下的主要开裂形态、承载能力和荷载～挠度响应的影响，对NSC铰缝试验梁(N—N)、UHPC铰缝试验梁(N—U)两组铰缝梁模型开展了三点静力加载弯剪试验；最后通过建立有限元模型，探究了不同弯剪比及铰缝结构形式对铰缝梁结构受力性能的影响规律。试验结果表明，所有铰缝梁均在铰缝与预制构件的交界面处发生初次开裂；与N—N试件相比，N—U试件初裂荷载和极限荷载分别提高了477%和104%,且N—U试件的刚度及抗裂性能均显著强于N—N。数值分析表明，与常规型铰缝相比，采用键齿形、倒T形、工字形铰缝及其组合结构形式的梁的初裂强度显著提高，构造优化的铰缝形式可以更好地确保各梁间的整体性。     

序言

钢桥面铺装目前仍是世界级难题,目前国内钢桥面铺装类型基本形式有改性沥青SMA、浇注式沥青混凝土、环氧沥青混凝土。其中改性沥青SMA则在中国应用较多。浇注式沥青混凝土以英国的沥青玛蹄脂以及日本的浇注式沥青混凝土为代表。环氧沥青混凝土在美国应用最为广泛。随着桥梁技术的不断发展,大跨径桥梁的跨径也在不断地刷新,主跨钢箱梁的重量也有轻型化的趋势,这就需要有很好的钢桥面铺装材料与之相配合。环氧沥青混凝土作为一种高性能的钢桥面铺装材料,因为其粘附力强、不易变形,铺设后的桥面在15年到20年内都不用大修,而采用普通沥青铺设的桥面使用寿命只有1年半左右。从目前通车的几座使用环氧沥青混凝土钢桥面铺装材料的大桥的使用情况来看,效果还是非常好的。但铺装环氧沥青的施工条件极其苛刻,要求桥面不含任何杂质、尘埃和水分,否则这些物质与环氧沥青会发生化学反应,产生气泡,严重影响铺装效果。从中国今后长远建设的需要出发,进一步研究和开发环氧沥青混凝土材料是必要的,作为一种新型高性能材料,将越来越受到国内研究者的重视。     

装配式空心板梁铰缝病害分析与维修

装配式空心板梁铰缝性能直接影响板梁的整体工作性能,桥梁巡查养护过程需重点关注此类病害。现通过对铰缝破坏产生的表观病害进行总结,分析铰缝破坏的成因,提出铰缝维修处理的方法。     

采用自密实混凝土铰缝的空心板桥应用研究

本文针对装配式混凝土空心板桥铰缝常见的病害,提出在采用自密实微膨胀混凝土代替普通混凝土作为铰缝材料,以此保证新建桥梁铰缝混凝土施工质量。现场实桥荷载对比试验表明,普通混凝土和自密实微膨胀混凝土作为铰缝材料,在荷载横向传力性能上都是有效的。而自密实微膨胀混凝土铰缝要优于普通混凝土,主要反映在密实性,内部混凝土收缩裂缝较少等。这对于铰缝的耐久性较为有利。     

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。     

钢桥面铺装坑槽病害快速修复材料性能试验研究

钢桥面铺装由于受高温重载等恶劣条件的影响,随着服役时间的延长会出现坑槽病害。为实现钢桥面铺装坑槽病害的高质量快速修复,文中研发了一种高性能铺装修复材料,对材料的力学性能、施工和易性、强度特征、路用性能,以及复合结构耐久性等进行了相关试验研究。结果表明,高韧树脂具有良好的变形性能,高韧树脂混合料具有良好的施工和易性和路用性能。此外,高韧树脂混合料高温养生24h后的强度分别是同养生期内美国环氧沥青混合料和日本环氧沥青混合料强度的4.2倍和1.4倍,快速开放交通优势明显。     

空心板梁桥单片梁受力分析及预防措施

通过对公路空心板梁桥上部结构使用情况调查研究,发现桥梁上部空心板梁在使用过程中产生许多裂缝。通过对裂缝的研究、分析,由空心板梁单片梁受力引起的裂缝较为突出。形成单片梁受力主要由铰缝、桥面铺装、支座、基础等病变引起,因此,预防空心板梁桥单片梁受力必须从铰缝、铺装、支座、基础等方面着手处理。     

空心板铰缝协同工作性能影响因素分析

为了研究空心板铰缝协同工作性能,基于前期的铰缝耐久性试验及静载试验,运用因素分析法,提出了表征空心板铰缝协同工作性能的参数及其计算公式。结合常用的空心板铰缝形式,讨论了各因素对值变化的影响,分析了值对各因素的敏感性。结果表明:铰缝配筋率、铰缝形式、铰缝混凝土强度比以及铰缝材料劣化都会影响空心板铰缝的协同工作性能;深铰缝协同工作性能优于浅、中2种铰缝形式。     

高性能超薄桥面铺装层材料的研究

由于厚度较薄和受力情况复杂，桥面铺装层极易发生破坏，采用包括钢纤维混凝土和聚合物混凝土在内的许多新材料对桥面铺装层进行修补，修复，效果都不十分理想，通过掺加聚合物和微膨胀剂，并利用数学方法对钢纤维混凝土进行优化设计，制备了一种可以减小铺装层厚度的超薄型高性能铺装层材料，利用该材料对湖北省武苋高速公路部分厚度在40－80mm的桥面铺装层进行修复，取得了非常理想的效果。     

临海钢箱梁桥环氧沥青桥面铺装裂缝快速修复技术研究

环氧沥青钢桥面铺装是国内外大跨径钢桥面铺装的主要类型之一,目前国内已完成的环氧沥青铺装面积达100万m2以上。由于环氧沥青极高的施工难度和国内高温重载的恶劣使用条件,部分环氧沥青钢桥面铺装使用不久后就出现了裂缝、鼓包等早期破损,临海钢桥面铺装由于多雨潮湿以及氯离子含量高等特点,裂缝修复要求更高,修复难度更大。本文通过多种材料的试验比选,根据初步比选结果,重点开展高强树脂材料灌缝技术研究,主要围绕裂缝修补材料强度、变形性能以及施工性能等方面开展研究,研究成果对提高临海钢箱梁桥环氧沥青铺装使用性能,延长铺装使用寿命具有重要意义。     

高性能封层预防性养护技术研究

为解决目前路面预防性养护存在易开裂易脱层的问题,采用水性环氧树脂作为粘结材料,提高细集料的粘附力和耐久性,改善含砂雾封层在钢桥面铺装中的适用性,研发出高性能封层预防性养护技术.该技术为钢桥面铺装预防性养护工程提供了更优异的技术方案,能有效提高铺装使用寿命,延长养护周期,减少养护次数.     

崇启大桥环氧沥青铺装检测与养护技术研究

目前临海多孔连续钢箱梁桥面铺装检测养护技术研究较少,依托崇启大桥,针对桥面铺装使用7年出现的裂缝类、鼓包以及坑槽典型病害,开发了一整套桥面铺装快速无损检测技术。通过长期工程应用形成了一套高渗透树脂灌缝技术、高性能树脂材料鼓包注浆技术以及快固型冷拌树脂坑槽修补技术。从实际应用与跟踪观测的结果来看,修补使用2年后,裂缝没有出现二次开裂.注浆后鼓包的强度恢复到原来强度的80%左右,坑槽修补后使用状况良好。     

基于活载横向分配的空心板铰缝损伤分级

采用有限元软件Midas/Civil,对不同铰缝形式的空心板按照不同损伤特征进行活荷载受力分析,建立空心板铰缝损伤分级评价方法,并通过荷载试验验证了损伤分级评价方法的可行性,为空心板铰缝损伤程度整体评价提供了参考,有助于对铰缝损伤进行预防性养护决策。     

桥梁板结构优化试验研究

对不同荷载等级作用下,由三种不同铰缝构成的梁桥板的挠度、应变、裂缝及其发展和破坏进行观测,研究梁桥板铰缝的受力,分析采用不同铰缝,荷载在桥梁板上横向分布特征,并最终确定最佳的一种铰缝,为设计和维修铰缝提供科学的依据.     

公路钢桥梁桥面加固技术应用实例及分析

钢桥面铺装养护是钢结构桥梁养护的重点内容之一,桥面铺装易损和钢桥面板局部下挠问题突出。该文以焦山门大桥为例,采用树脂沥青组合体系(ERS)钢桥面铺装和STC轻型组合钢桥面铺装两类典型桥面铺装技术进行加固修复,并对加固修复方案使用效果进行了对比分析。     

空心板梁桥铰缝损坏的一种特殊形式及成因浅析

通过某高速公路两座桥梁的“疑似铰缝损坏”案例,分析了这种因设计方案先天不足和维修施工质量控制不到位而导致的病害发生机理,并对采取这种维修形式后的板梁荷载横向分布进行了简单的受力分析,得出了需要完善设计方案和关注铰缝维修重点质量控制环节,以及对于这种病害应该避免和一般铰缝损坏发生混淆的结论。