混凝土桥梁受火灾后的温度估算

混凝土桥梁遭受火灾后,依据灾后现场的种种迹象,相对准确地估算出火灾时的最高温度,从而为灾后桥梁的维修加固方法及工艺提供有力的支持。     

RC空心板梁疲劳刚度退化规律试验研究

桥梁结构刚度随损伤发展会逐渐发生不可逆的退化,刚度退化与疲劳损伤之间有一定的内在关联,通过疲劳试验研究了刚度退化的规律和计算方法.疲劳试验发现钢筋混凝土空心板梁的刚度呈现出明显的三阶段退化规律:在0～0.15Nf阶段,梁的挠度增长非常明显,甚至可以达到疲劳破坏时总挠度的40％,但挠度增长速率逐渐变小;在0.15Nf～0.90Nf阶段,梁的挠度增长速率逐渐变小直至接近某一较小的常数;在0.90Nf～Nf阶段,梁的挠度增长速率逐渐变大,开始进入脆性疲劳断裂阶段,试验梁很快疲劳破坏.刚度退化曲线符合S形形态.根据刚度退化规律对试验数据进行拟合,得到可用于计算钢筋混凝土空心板梁刚度退化程度的公式,该公式与5根试验梁的试验结果吻合度较好,能够实现对刚度退化的定量描述.     

钢筋混凝土桥梁火灾后检测评估

为了制定火灾后桥梁的维修措施,需对火灾后桥梁进行检测评估。以某火灾后钢筋混凝土桥梁为背景,介绍该桥检测评估主要内容。根据混凝土颜色改变、火灾裂缝、锤击反应、混凝土脱落、受力钢筋露筋、受力钢筋粘结性能及结构变形等方面对火灾后桥梁进行初步鉴定。初步确定受损区域等级后,采用表观检测法和热分析法相结合的方式对火灾温度进行评定,采用钻芯法对混凝土强度进行测定,对露筋区域的钢筋进行钢筋屈服强度测试,结合各项测定结果,综合判定混凝土及钢筋刚度满足设计要求。最后为检验桥梁火灾后的承载能力,对桥梁进行了静动载试验。     

混凝土梁桥火灾后检测评估研究

某预应力混凝土高架桥火灾后受到损伤,为了制定维修措施,对火灾后桥梁进行检测评估。表观检测发现箱梁底板、腹板、翼缘板和桥墩墩身混凝土均有破损;综合热分析和X射线衍射分析得到桥梁火灾时的灼着温度;在箱梁火烧后的腹板处取芯样进行混凝土轴心抗压强度试验,截取过火后露出的主筋进行钢筋抗拉力学性能试验,得到的结果均满足规范要求;对受损前、后桥梁线形进行对比分析,桥梁未见明显下挠;动力特性测试结果显示火灾后桥梁整体刚度明显降低。依据检测结果及采用有限元软件计算得到的结构检算结果,判定该桥属危险构件,必须立即采取加固措施或拆除。     

腹板斜向开裂混凝土梁桥的剪切刚度评估方法

为研究腹板斜裂缝对混凝土梁桥剪切刚度退化的影响,提出一种基于桁架模型和实际斜裂缝状况的剪切刚度评估方法。根据变角桁架模型推导箍筋屈服时混凝土梁的极限剪切刚度,并通过剪切刚度退化因子极限值建立极限剪切刚度和弹性剪切刚度的定量关系;建立一般开裂程度下的剪切刚度线性退化模型,当斜裂缝开裂等级从1级升至5级时,开裂后剪切刚度由弹性剪切刚度线性降低至极限剪切刚度;提出斜裂缝开裂程度5级评定标准,建立实用的带斜裂缝混凝土梁桥剪切刚度评估方法。采用该方法对某斜向开裂预应力混凝土箱梁桥进行了斜裂缝分级评定与剪切刚度评估,结果表明,该方法能够较好地评价带斜裂缝桥梁的剪切刚度及下挠。     

火灾配筋混凝土空心板梁承载力试验研究

以某高速公路桥梁火灾后配筋混凝土实体板梁为研究对象,对其进行了不同火灾工况下梁体承载力试验,得出了不同火灾工况下梁板承载力变化规律,建立了火灾后梁体承载力修正公式和梁体刚度修正系数,为开展配筋混凝土桥梁火灾损伤后性能评价和科学处治提供借鉴。     

铁路简支梁桥基础刚度的静动力影响研究

为考察基础布置形式对桥梁静、动力性能的影响,设计一座55跨不同墩高的双线简支梁桥,采用有限元法分析对比2种基础自身刚度差异和基础-墩组合刚度差异,及桥梁结构动力特性和车-桥耦合振动特性.研究结果表明,考虑基础刚度后所得基础-墩身组合刚度较墩身刚度下降明显,横桥向刚度下降尤其显著;基础刚度对桥梁结构的自振特性影响有限;车辆通过桥梁时,车辆动力响应对桩基础布置形式的差异不敏感;基础刚度对桥墩顺桥向振动幅值影响较小,对桥墩横桥向振动幅值影响较为明显.在高速铁路上,应当考虑基础刚度对桥梁横向振动的影响.     

结构参数变化对斜靠式拱桥动力特性的影响

以广东省潮州市韩江北桥主跨钢管混凝土斜靠式拱桥初步设计方案为对象,采用ANSYS有限元程序,并考虑边跨对主跨的弹性约束作用,建立了该中承式钢管混凝土斜靠式拱桥动力计算的整体空间有限元计算模型;探讨了14种不同工况条件对桥梁动力特性的影响.计算结果表明:该钢管混凝土斜靠式拱桥为柔性结构,桥梁的竖向刚度相对较强,而钢管混凝土拱肋的面外刚度相对较弱;Ⅴ撑外端约束及系杆梁抗弯刚度的变化对该桥动力特性影响较小;稳定拱拱脚横向外移以及增加吊杆虽能增大该桥拱肋的横向面外刚度,但对全桥竖向及扭转刚度贡献不大;桥梁施工状态对该桥振型影响较大.     

考虑防火涂料的PC箱梁时空温度场及刚度退化试验研究

为了明确涂有防火涂料的预应力混凝土（PC）箱梁火灾温度场及火灾后的刚度退化性能,针对3片有、无膨胀型防火涂料的PC简支箱梁开展了火灾模型试验研究。基于预应力混凝土梁受火性状推导了刚度衰变率与挠度衰变率关系方程,通过分析混凝土箱梁截面时空温度场分布状态,基于分区域理论提出了一种PC箱梁受火损伤后初始截面等效刚度简化计算方法,并基于自振频率推导了受火梁动刚度计算公式;对模型梁进行了火灾后的静力逐级加载和动力性能试验,分析了受火梁挠度、频率等静、动力参数的变化规律,研究了受火损伤状态对箱梁静、动力特征参数的影响;基于理论计算和试验数据对比分析了受火梁静、动力刚度在不同损伤状态下的退化规律。研究结果表明：膨胀型防火涂料的使用显著降低了预应力混凝土箱梁的高温敏感性,混凝土温升速率明显下降,大幅降低了混凝土结构温度,有效减少了混凝土结构开裂和爆裂现象;受火试验梁的截面静刚度随荷载增加而逐渐减小,且初始损伤越大,进入弹塑性阶段发展越快,越早达到结构极限承载力;初始损伤状态对结构截面静刚度的影响大于对结构动刚度的影响,且截面静刚度衰减速率比动刚度衰减速率更快。提出的受火梁静、动刚度及固有频率的简化计算方法可为火损箱梁的结构静、动力性能初评估提供理论依据。     

墩塔焊接钢筋部品刚度计算方法及工程应用

针对桥梁墩塔焊接钢筋部品变形计算难题，从揭示焊接钢筋部品整体刚度本质出发，提出了焊点三向转动刚度求解模型。考虑钢筋直径的影响，设计了105组T形焊接钢筋试件及2类加载固定装置，开展了分级加载破坏试验。在此基础上，构建了焊点三向转动刚度的力学本构模型，重点分析了模型参数的合理取值方法。研究结果表明：分析焊点三向转动刚度是计算焊接钢筋部品整体刚度的关键，其转动刚度经历一个弹性平台后快速下降；初始刚度、弹性转角和刚度退化率等焊点力学本构模型参数均符合高斯分布；初始刚度受钢筋直径的影响较大且随钢筋直径的减小而降低，弹性转角和刚度退化率基本不受钢筋直径影响；同一钢筋直径下，转向刚度R_x的初始刚度及刚度退化率最大、弹性转角最小，转向刚度R_y的弹性转角最大、初始刚度及刚度退化率最小，转向刚度R_z的初始刚度、弹性转角和刚度退化率均居中。同时，为验证所提本构模型及其参数取值的合理性，分别测试了常泰长江大桥中塔钢筋部品起吊状态下的竖向变形及支撑状态下的平面变形。结果表明：当焊点弯矩-转角本构模型参数取均值时，模拟值与实测值基本吻合良好，说明...     

考虑碰撞效应的混凝土连续梁桥纵向挡块参数分析研究

以中小跨度典型梁式桥为工程背景,利用有限元软件建立桥梁结构的多尺度模型,基于接触单元理论,提出能考虑碰撞过程中能量消耗的碰撞模型,考虑地震作用下桥梁结构梁体与纵桥向限位挡块间的碰撞效应,对比分析是否设置挡块,以及墩高、碰撞刚度、碰撞阻尼等对桥梁结构地震响应的影响。结果表明:设置纵向挡块之后,过渡墩的墩底剪力和墩顶位移有所增加,但墩梁相对位移大幅度降低,可很好地防止纵向落梁震害的发生;碰撞刚度的增大,会增大墩底剪力和墩顶位移,减小主梁位移和墩顶相对位移,对于与本文分析类似规模的桥梁,建议纵向挡块的碰撞刚度取10~8N/m较合适;纵向挡块的碰撞阻尼对桥梁的地震响应影响相对较小,在设计时可不予特别考虑。     

板式橡胶支座刚度对桥梁模型计算结果的影响研究

本文通过建立两种考虑与不考虑支座刚度的简支T梁Midas有限元模型,研究板式橡胶支座桥梁支座刚度对于桥梁结构受力及变形的影响,结果表明考虑支座刚度与否对结构内力影响较小,但对结构变形影响较大。     

油罐车火灾下三塔悬索桥缆索体系抗火性能研究

为了探明三塔悬索桥缆索体系火灾下的力学响应及装有石油或易燃易爆品的大型车辆的过桥方式,以某悬索桥为对象,建立桥梁抗火分析模型,定义钢材随温度变化的热工参数及力学参数,运用油罐车升温曲线对桥梁的缆索体系施加火灾热荷载,对比计算油罐车火灾位于桥梁最外车道和中间车道时,悬索桥主缆和吊索的温度场变化规律及力学性能随时间的变化特征,得到不同场景下桥梁缆索体系的破坏时间。结果表明:油罐车火灾位于悬索桥最外侧车道时,火灾下悬索桥的缆索体系升温迅速,主缆和吊索的力学性能将大幅度折减,最终导致缆索体系应力超过抗拉强度发生破坏;油罐车火灾位于悬索桥中央分隔带旁的最内侧车道时,由于与缆索体系对流辐射距离较远,悬索桥缆索体系升温速率较慢,达到的最高温度较低,力学性能变化较小,火灾下缆索体系将不发生破坏。载有石油或易燃易爆物的大型罐车在通行缆索体系桥梁时,应当由中央分隔带旁最内侧行车道通行。     

一种高速铁路抢修钢梁的设计研究

为了确保高速铁路桥梁在遭受破坏后能及时得到抢修并快速恢复通车,研究了一种能适应高速铁路桥梁抢修的梁部抢修结构——拼装式高铁抢修钢桁梁,建立了高铁抢修钢桁梁的有限元模型,进行了静力、动力(模态、车桥耦合)分析。结果表明:抢修梁的竖向刚度相对偏小,但在各计算车速下,桥梁响应、车辆响应均较小,满足相关规范要求的限值,可以作为一种抢修高铁桥梁的储备技术。     

浅谈混凝土桥梁火灾后检测评估要点

结合某座桥梁火灾后的情况,具体阐述了火灾后桥梁的检测评估内容、过程及注意要点,为规范类似桥梁结构火灾后的检测鉴定工作提供借鉴及参考.     

结构静定特性对桥梁结构行为的影响

通过分析结构几何组成与结构静定特性的关系,论证了几何可变体系用于工程结构特别是大跨度桥梁结构的适宜性。从解的存在性及惟一性、非荷载作用的影响、结构刚度的影响以及平衡力系的影响等方面对静定结构和超静定结构的特性进行了比较。分析了相对刚度对超静定桥梁结构行为的影响。当结构的相对刚度过于悬殊时,桥梁结构行为会表现出某种奇异的特性。以连续刚构桥的墩柱以及悬索桥的加劲梁和主塔受力为例,阐述了这些部位的刚度越大,其受力越是不利。     

钢板-混凝土组合加固技术在桥梁加固中的应用

为了评价钢板-混凝土组合加固的效果,以一座遭受火灾的实际桥梁加固为工程背景,通过空间有限元分析结合荷载试验,对采用钢板-混凝土组合加固法提高桥梁的承载能力进行了对比分析研究,结果表明加固后桥梁结构的刚度、自振频率及耐久性均得到显著提高,说明钢板-混凝土组合加固方法能够显著提高桥梁承载能力,加固效果良好,结构分析方法可靠,可供同类桥梁借鉴。     

旧桥拓宽加固中荷载横向分布系数的变化规律

为研究荷载横向分布系数在拓宽扩建后的公路桥梁中的变化情况,提出了纵横梁拓宽加固法。通过建立旧桥拓宽加固的模型,研究加固横梁的设置位置、数量、刚度;加宽主梁、旧桥的刚度以及主梁连接方式不同时,各主梁横向分布系数的变化规律。结果表明:采用纵横梁加固法拓宽加固时,可明显改善旧桥特别是边梁的受力,建议改造后的桥梁支点处应做好加强措施;改变横梁的数量、位置和尺寸对各主梁的荷载横向系数影响较小;加宽主梁与既有主梁采用铰接形式,其值较刚接时大且各主梁波动较小;主梁与加固横梁分别采用铰接和刚接时,各主梁的荷载横向分布系数差别较小,整体呈V形分布。该文的研究成果可为旧桥拓宽改造设计提供依据。     

拱梁组合体系桥梁的拱梁相对刚度分析

介绍3座不同承载面、不同加劲梁及拱圈形式的拱梁组合体系桥梁的设计实例,并对这3座桥梁中拱和梁的相对刚度进行参数分析,探讨拱梁相对刚度对全桥结构受力的影响.     

大跨度缆索承重桥梁限位型减震结构体系研究

大跨度缆索承重桥梁由于其结构刚度较小,在运营或极端荷载下产生较大的塔梁相对位移和主塔内力。为了优化其结构受力,减小伸缩缝规模,提出了大跨度缆索承重桥梁纵向限位型减震结构体系。其主要思想是:在塔梁间设置纵向阻尼器,实现缆索承重桥梁纵向减震耗能;在塔梁间设置纵向限位,改变结构传力路径,改善结构受力及塔梁间相对位移及变形。通过具体实例介绍了该结构体系的设计方法及过程。结果表明:纵向限位型减震结构体系有效减小塔梁间相对位移,进而减小大跨度缆索承重桥梁伸缩缝、阻尼器的规模,有效改善主塔内力,提高结构耐久性。