某简支T梁桥病害分析及加固方法探讨

某公路简支T梁桥主梁跨中附近底板出现了横向和纵向裂缝,支座附近腹板出现大量的斜裂缝.文章通过荷载试验对该T梁桥的承载能力进行检测,分析其病害原因,采用体外预应力法并对该桥进行加固.     

中朝鸭绿江界河公路大桥主桥施工阶段塔梁临时固结构造计算与设计

中朝鸭绿江界河公路大桥主桥为主跨636m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥,边跨设置辅助墩,其跨径布置为86 ＋229 ＋636 ＋229 ＋86=1266m.本桥结构采用半飘浮体系,索塔与主梁间设置竖向支座和横向抗风支座,纵向设置粘滞阻尼器;过渡墩设置竖向拉压支座和横向抗风支座;辅助墩设置竖向拉压支座,钢箱梁内同时设置压重.主要介绍该桥施工阶段塔梁临时固结计算和设计.     

空心板梁使用阶段底板应力分析及纵向裂缝成因研究

针对先张法预应力空心板梁底板纵向裂缝病害往往在使用阶段才出现这一现象,提出纵向裂缝形成与使用阶段活载作用有重要联系;通过对使用阶段车辆荷栽作用下板梁的横向应力情况进行计算,并以桥梁宽跨比、板梁底板厚度为可变参数,分析活载作用下纵向裂缝形成的规律;探讨得出使用阶段板梁底板纵向裂缝形成的原因,提出针对性处治措施。     

变截面预应力混凝土箱梁桥结构计算与病害分析

为了验证变截面预应力混凝土箱梁桥的病害产生原因,实地随机调查交通量并确定三种典型荷载工况,用有限元软件建立了梁桥模型并进行了结构计算分析。研究结果表明:超载是该桥产生箱梁底板横向开裂的主要原因,竖向预应力失效导致腹板内侧开裂严重,纵向预应力钢束定位偏差易导致底板混凝土分层劈裂。     

基于管养数据的空心板底板纵向开裂原因分析

为系统的分析先张法空心板梁底板纵向裂缝的特征及成因,以桥梁管理系统的病害数据为基础,结合现场调研,总结了纵向裂纹分布特征。在此基础上从有限元数值计算的角度分析了预应力、车辆荷载、桥梁宽跨比以及底板厚度对纵向裂缝形成的影响。结果表明:纵向裂缝主要发生于预应力空心板梁桥中,并且裂缝数量、长度及宽度等特征均逐年增多增大;泊松效应及施工不当是板梁初始微裂纹产生的主要原因,也是运营期纵向裂缝产生的重要诱因,运营阶段荷载作用是导致裂纹发生并扩展的主要原因;汽车荷载作用下裂缝的扩展规律为由底板上缘向下缘扩展;宽跨比较大的桥更容易产生底板纵向裂缝;底板厚度的削弱对纵向裂缝的影响显著,且影响程度随削弱程度增加而增大。     

弯箱梁桥支座反力影响因素分析

从设计角度探讨弯箱梁桥侧翻的主要影响因素,以某工程实例为背景,应用有限元方法分析了弯箱梁桥支座反力的组成成分,找出导致支座出现负反力的原因。分析表明:预应力效应和活载效应是导致弯箱梁桥内侧支座脱空的主要原因,其中腹板束和底板束是预应力钢束中产生负支座反力的主要源头,弯箱梁桥中底板束虽然用量不多,但是对支反座力的影响最大。因此,在设计中建议增加腹板束和顶板束的配置,减少底板束的配置;同时,增大箱梁平曲线半径可以使得内外支座反力分配更为均匀。研究成果对于中小跨径预应力混凝土弯箱梁桥的设计具有很好的借鉴意义。     

小半径曲线梁桥设计探讨

小半径曲线梁桥出现病害的现象较为常见。以一座在役的曲线梁桥为例,对其出现病害的原因进行分析,发现该桥的原设计方案存在明显缺陷。根据该桥的总体布置和地质条件,结合无伸缩缝桥的相关研究成果,对原设计方案进行优化,提出取消桥台处伸缩缝,将原桥台变更为半整体式台;在联接墩上增设盖梁,同时将原设计的活动支座改为固定支座,并增大支座之间的横向距离,形成抗扭约束;其余桥墩支座全部改为球形活动支座并设置预偏心。对优化设计后的曲线桥梁进行计算分析,结果表明优化设计方案具有明显的优越性,对今后类似工程的设计具有借鉴意义。     

重载铁路小跨径T梁加固数值分析与试验研究

重载铁路已经成为铁路发展的主要趋势,而实际运营中发现部分重载铁路小跨径桥梁无法满足要求,更甚者已危及桥梁及行车的安全.以重载铁路混凝土 T梁为研究对象,分析了碳纤维板和横隔板加固措施对桥梁跨中挠度、横向和竖向振幅及横向和竖向加速度的影响.研究结果表明:①随着机车轴重的逐渐增大,桥梁的挠度、振幅和加速度均出现增大的趋势;...     

超长悬臂钢-砼组合行车道梁的理论分析与试验研究

长沙市洪山大桥是一座竖琴式无背索斜塔斜拉桥,主跨跨径206 m,主梁为脊骨梁布置形式,两侧挑梁采用13 m超长悬臂钢-砼组合梁结构,纵向间距4 m.为了准确把握钢挑梁的受力特性,提出了采用修正的铰接梁法计算钢挑梁的荷载横向分布系数,推导了详细的计算公式,并进行了模型试验研究予以验证,试验结果与理论分析结果吻合良好;采用压重320 kN的方法解决负弯矩区域砼板的开裂问题;综合比较各种规范关于砼收缩徐变的规定;分析了砼板的裂缝宽度;为大桥设计和类似工程提供重要的参考和指导.     

超长悬臂钢-砼组合行车道梁的理论分析与试验研究

长沙市洪山大桥是一座竖琴式无背索斜塔斜拉桥,主跨跨径206 m,主梁为脊骨梁布置形式,两侧挑梁采用13 m超长悬臂钢-砼组合梁结构,纵向间距4 m.为了准确把握钢挑梁的受力特性,提出了采用修正的铰接梁法计算钢挑梁的荷载横向分布系数,推导了详细的计算公式,并进行了模型试验研究予以验证,试验结果与理论分析结果吻合良好;采用压重320 kN的方法解决负弯矩区域砼板的开裂问题;综合比较各种规范关于砼收缩徐变的规定;分析了砼板的裂缝宽度;为大桥设计和类似工程提供重要的参考和指导.     

大跨桥上纵连板式轨道受压稳定性

为探讨大跨桥上纵连板式轨道的受压稳定措施,根据大跨桥上纵连板式轨道的结构和纵向受力特点,以某跨径为94 m 168 m 84 m的预应力混凝土连续刚构桥为例,建立了轨道板-桥梁-墩台的有限元模型,并确定纵连板和底座板最不利段.将列车荷载作用下纵连板和底座板向上的挠曲作为初始弯曲缺陷,按照第二类稳定问题对纵连板式轨道的受压稳定性进行了分析.结果表明,对大跨桥上的纵连板式无砟轨道,在列车荷载和温度压力的共同作用下,纵连板和底座板可能发生竖向失稳,可设置"倒L"型双向挡块以增加稳定性;当纵连板和底座板的最大允许温升为30℃时,该桥"倒L"型双向挡块的间距不宜大于16.7 m.     

既有双曲拱桥的常见病害对整体性影响分析

双曲拱桥由于施工方便、造价低等优点在我国曾得到了广泛应用,但因其在使用过程病害较多导致整体性下降严重最近受到了限制。以某72 m双曲拱桥为背景,通过现场检测并结合有限元分析对双曲拱桥在病害条件下的整体性能进行研究。研究发现：横系梁对拱桥的横向整体性影响较大,实腹段横系梁全部缺失后,边肋的最大挠度会增加8．2％,中肋最大挠度增加7．9％。拱波纵向裂缝对桥梁整体性的影响与裂缝长度相关,当拱顶附近的波顶纵缝的长度不超过跨径的L/5时,其对整体性影响较小,拱顶纵缝长度超过L/5时对整体性的影响不容忽视。基于有限元分析提出了双曲拱桥的整体性评估方法,该方法能较好地反映病害对拱桥整体性的影响。     

铁路正交异性桥面上承钢桁梁典型病害分析及加固方法研究

以铁路32 m正交异性板桥面上承钢桁梁为研究对象,对典型裂纹病害进行分类描述。利用ANSYS软件,采用板壳单元,建立空间有限元模型,开展正常条件及极端条件下力学行为分析,按照设计规范计算得到开裂位置处局部点疲劳应力幅。通过考察各典型连接细节的构造特点及受力行为,结合数值模拟结果,对各典型病害的开裂原因进行分析。针对各类病害具体特征,参考国内外钢桥病害整治方案,对正交异性板桥面上承钢桁梁进行加固改造。结果表明:焊接缺陷、面外变形及支座脱空是该类桥梁出现裂缝病害的主要原因;通过高强螺栓拼接角钢增加连接细节局部刚度可有效提高结构疲劳强度,达到结构加固改造目标。     

大跨度双层桁架梁悬索桥颤振性能试验研究

为提高大跨度双层桁架梁悬索桥的颤振性能，以主跨为1 700 m的杨泗港长江大桥为工程背景，通过节段模型风洞试验，分别研究了上中央稳定板、下稳定板、水平翼板以及组合措施对主梁颤振性能的影响，并通过将有效气动措施与主梁原有构件相结合的方法来减小传统气动措施带来的不利影响，针对最优气动方案，研究了阻尼比对主梁颤振性能的影响. 研究结果表明:原主梁断面在0° 和 +3° 攻角下发生了没有明显发散点的单自由度扭转软颤振，颤振临界风速分别为50.5 m/s和31.2 m/s；安装于上层桥面的上中央稳定板、下层桥面的下稳定板以及与人行道底部齐平的水平翼板均能不同程度地提高主梁的颤振稳定性；当把水平翼板与下层桥面的下稳定板组合后，主梁的颤振临界风速增长率可高达34%，在此基础上提出了将上层托架和人行道板加宽、并将下稳定板和检修车轨道相结合的最优气动方案；当扭转阻尼比由0.37%增加至0.52%时，主梁的颤振临界风速可提高11.9%，说明阻尼器可能对发生单自由度扭转软颤振的桥梁起到良好的抑振效果.      

水泥混凝土路面病害产生原因及防治

水泥混凝土路面损坏可分为:断裂类、竖向位移类、接缝类和表层类四种类型.断裂类主要是指纵、横、斜向裂缝和交叉裂缝、断裂板等;竖向位移类主要是指沉陷和涨起;接缝类是指裂缝的填缝料损坏、唧泥、错台、拱起等;表层类是指坑洞、露骨、网裂和起皮、粗集料冻融裂纹、修补损坏等. 病害产生原因分析 目前,产生病害的原因主要有以下五种:水的防治不够,路基土质差及路基地下水位高;路基不均匀造成沉降;路面基层面层强度不够;超重载荷作用;设计和施工缺陷.1、水的防止不及时,是产生病害的主要原因.水泥路面的横向缝都是采用沥青灌塞,纵缝为施工缝不灌沥青.路肩盲沟排水设施基本没有,经过多年的行车作用,路面板块之间相互挤压,原路面横缝的填缝料失效,地表水通过裂缝渗入基层,而又无法从路肩排出,造成基层软化.     

铰缝损伤对装配式空心板桥受力性能影响研究

在役装配式空心板桥横向联系受设计、施工及运营各因素的影响,易出现铰缝损伤病害。为研究铰缝损伤对空心板桥结构性能的影响,论文根据现场空心板桥铰缝病害调研结果对铰缝损伤位置、损伤长度和损伤程度3种损伤类型分布特点进行统计分析;采用梁格法建立空心板桥有限元模型,对比分析了铰缝在不同损伤工况及类型下(长度、深度和位置)对结构受力性能影响。研究结果表明:(1)铰缝损伤位置越靠近跨中对于梁板受力的影响越大。(2)随着铰缝损伤长度增加,中板单侧损伤下活载弯矩增幅呈线性递增,而边板单侧损伤和中板双侧损伤均会导致梁板产生"单板受力"效应,其"单板受力"临界长度分别为0.6L和0.7L。(3)损伤长度或损伤深度二者之一较小时,活载作用下梁板弯矩和挠度变化很小;当损伤长度和损伤深度均较大时,活载作用下的梁板弯矩和挠度增幅明显。(4) 20 m标准空心板的中板单板受力时抗弯承载能力不满足规范要求,边板单板受力时抗弯承载能力和抗裂验算不满足规范要求。研究结果为空心板铰缝损伤下的结构安全评估及管养提供有益参考。     

重复荷载下高铁24m箱梁模型试验研究

对高速铁路中广泛应用的预应力混凝土简支箱梁进行了多级重复荷载下的模型试验．试验的主要测试结果包括2种加载方式下梁的裂缝宽度和裂缝分布展开情况,荷载-挠度曲线和弯矩-转角曲线,混凝土和普通钢筋的应变分布等．研究结果表明：混凝土首先在跨中底板出现裂缝,然后慢慢向腹板扩展．在纯弯段,裂缝间距分布比较均匀．在施加荷载超过开裂荷载不多的情况下卸载,裂缝在预应力筋的作用下能够闭合．箱梁的最终破坏现象是混凝土顶板的压溃爆裂,跨中极限位移为跨径的1/55．重复加载下的荷载位移曲线的包络线有3个拐点,分别对应于混凝土开裂,钢筋屈服,预应力筋屈服;而重复荷载下的弯矩转角曲线在整个过程中有一个拐点,对应于预应力筋的屈服．     

冲击碾压动荷载下水泥混凝土路面结构的力学行为

为了揭示冲击碾压动荷载下水泥混凝土路面结构的力学行为,基于动力三维有限元分析方法,考虑材料的弹塑性,拟定纵横板边、板中及板角4种典型荷载位置,在四楞冲击压路机冲击碾压水泥混凝土路面时,分析了路面各层结构的受力和变形特征。研究发现,各工况下混凝土板底部承受纵、横向弯拉应力是旧面板破裂的主要原因,基层与旧面板一起处于双向弯拉状态,土基三向受压,不同工况存在不同的有效影响深度。冲击碾压板角时,路面板竖向位移最大,影响深度最深;而冲击板中位置时,板竖向位移最小,分布最均匀,此时板体以纵向弯拉为主,易形成横向裂缝;当冲击纵向板边时,板体以横向弯拉为主,易形成纵向裂缝。可见,路面破碎效果是地基刚度、冲击能量与冲击位置的综合函数,建议基于具体路况选择相应的施工方案。     

RC桥面板最优板厚设计研究

目前,我国绝大多数的RC和PC梁桥都采用装配式梁建造。若主梁间距布置与车道布置不合理,由于主梁间的湿接缝连结部位频繁承受车辆荷载作用,对桥面板局部连结构造的耐久性不利,导致桥面板长期处于不均衡受力状态。为使主梁翼缘结合处避开车轮的频繁作用线,对几种横断面布置方案进行对比,优选出相对合理的方案。利用曲线拟合的方法得到桥面板弯矩与主梁间距的关系及计算公式,得到在钢筋应力限制条件、抗弯承载力限制条件和裂缝限制条件下桥面板板厚的变化规律,分析在特定配筋下桥面板板厚与主梁间距的关系。计算分析表明:当使用阶段的钢筋应力约为140MPa时,桥面板板厚相对较小;主梁跨径对桥面板厚度的影响较小;主梁间距在1.6~4.5m时,桥面板厚度介于145~250mm。     

圆管翼缘钢-混凝土新型组合梁极限抗弯承载力与延性

为研究圆管翼缘组合梁的抗弯性能, 进行了3根圆管翼缘组合梁静力加载抗弯破坏性试验, 分析了试验梁的抗弯破坏过程与破坏特征; 考虑混凝土损伤塑性本构及栓钉滑移与断裂, 建立了圆管翼缘组合梁非线性数值模型, 基于试验结果分析了数值模型的适用性; 以钢梁下翼缘宽度、混凝土翼板厚度与圆管管径为主要结构参数, 计算了48根正交设计的圆管翼缘数值模型组合梁的力学性能; 依据试验梁与数值模型梁的抗弯受力性能, 提出了基于简化塑性理论的圆管翼缘组合梁极限抗弯承载力计算公式; 应用数值模型梁位移延性系数计算结果, 回归得到了圆管翼缘组合梁位移延性系数计算公式。计算结果表明: 数值模型组合梁与试验梁承载力比值为0.99~1.03, 挠度比值为0.87~1.09, 因此, 弯矩-挠度计算曲线与试验曲线吻合良好, 可采用数值模型组合梁准确模拟圆管翼缘组合梁的抗弯全过程受力行为; 圆管翼缘组合梁极限抗弯承载力随钢梁下翼缘宽度、混凝土翼板厚度的增大而增大, 随圆管管径的改变变化较小, 位移延性系数随混凝土翼板厚度与圆管管径平方的增大呈线性增大, 随钢梁下翼缘宽度的增大呈线性减小; 不同塑性发展程度的各类模型梁位移延性系数为3.16~7.19, 体现了较好的延性; 采用极限抗弯承载力简化计算公式与圆管翼缘数值模型组合梁计算的极限抗弯承载力比值为0.91~1.09, 平均比值为0.98, 因此, 公式计算结果准确; 为使圆管翼缘组合梁具有一定延性, 建议位移延性系数大于3.5。