半装配式RUHPC-RC组合桥墩设计与施工方法研究

半装配式RUHPC-RC桥墩,是以预制的RUHPC(配筋的超高性能混凝土)为模板,内浇普通钢筋混凝土,形成的一种新型组合桥墩形式,与传统混凝土桥墩相比,可显著提高结构的耐久性,具有承载力高、延性好等受力特点,同时RUHPC预制管作为免拆模板,可实现快速施工,预期可大幅降低桥墩的养护成本和全寿命周期造价。以某跨海大桥为研究背景,进行了引桥柱墩结构试设计,并具体介绍了RUHPC-RC组合桥墩的承载力验算、施工流程、施工方法和工艺要求,并对组合桥墩的未来发展方向进行展望,可为今后的同类工程实践提供参考和借鉴。     

新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁受力性能

为综合解决传统钢-混凝土组合结构中混凝土桥面板自重偏大和负弯矩区易开裂的问题,引入超高性能混凝土（ultra high performance concrete,UHPC）华夫板代替普通混凝土桥面板,提出一种新型组合梁—装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁. 以某典型3跨连续梁桥为研究对象,分别建立3跨连续梁整体和中支座区域梁段的有限元模型,研究了不同荷载工况下新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁的受力性能,分析了UHPC华夫型上翼缘关键设计参数对该新型组合梁力学性能的影响规律,对比研究了组合榫型剪力槽与栓钉型剪力槽对该新型组合梁受力性能的影响. 研究结果表明:在恒 + 活组合作用下,中支座负弯矩段华夫型上翼缘纵肋底缘和面板最大拉应力均小于配筋UHPC的抗拉强度设计值;当UHPC华夫型上翼缘纵、横肋宽90 mm、高200 mm,纵肋间距700 mm,横肋间距600 mm,面板厚60 mm时,UHPC华夫型上翼缘受力较为合理;组合榫型剪力槽更适用于新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁.      

装配式桥墩施工工艺及其应用

结合沈阳市中央大街跨浑河桥梁工程的施工经验,研究装配式桥墩施工工艺流程及其应用。装配式桥墩施工方案是在钢筋加工车间统一加工钢筋,提前对桥墩、盖梁进行预制,然后运输到桥址处进行现场的拼装对接,灌浆连接。与墩柱现浇施工相比,装配式桥墩施工工艺实现了墩柱、盖梁集中预制,钢筋绑扎、混凝土浇注在工厂完成,现场作业仅需吊装和灌浆等短期作业,大幅度减少了高空作业带来的安全风险,更进一步保证了施工安全及施工质量,缩短了工期。     

装配式预应力混凝土空心板梁质量通病处理综合技术

针对装配式预制预应力混凝土空心板梁存在铰缝易开裂破损的质量通病,为提高桥梁的整体性和耐久性,提出了横桥向预应力后张拉技术、桥面混凝土铺装层与梁体组合技术以及优化铰缝构造与配筋等综合改进技术。为该类桥型新桥设计及旧桥加固治理提供参考。     

预制装配式部分钢骨混凝土框架梁柱节点承载能力的试验研究

为了更好的实现建筑结构工厂化生产,找到可靠、实用、经济的预制装配式结构连接方式,提出了预制装配式部分钢骨混凝土框架结构的概念,进行了六个预制装配式部分钢骨混凝土节点试件的低周往复试验,并与四个相同工况的钢筋混凝土试件的承载力、裂缝和破坏情况进行了对比分析,结果表明：预制装配式部分钢骨混凝土试件的承载力约为普通钢筋混凝土试件的3倍,符合“强节点弱构件、强柱弱梁”的抗震设计理念,说明预制装配式部分钢骨混凝土框架结构的承载能力优于普通钢筋混凝土结构,连接可靠,是实现工厂化生产、现场装配施工的可行结构形式.     

结构连续空心板桥墩柱抗震计算分析

依托凌绥高速公路项目20m预应力混凝土先简支后结构连续空心板桥的下部桥墩配筋设计,采用Midas/Civil 2012建立了不同墩高、墩柱尺寸的三维有限元模型,计算分析七度区地震动峰值为0.1g的二类场地,在E1、E2地震作用下,桥墩墩柱在强度设计及延性设计下的配筋情况,提出此类结构墩柱的配筋建议.     

千米级钢-UHPC组合桥面板开口断面组合梁斜拉桥力学性能研究

为克服传统钢-混凝土组合梁斜拉桥自重大、跨越能力不足等缺点,解决钢主梁斜拉桥正交异性钢桥面板抗疲劳性差、铺装易损等问题,提出了主跨1 000 m钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面板开口断面组合梁斜拉桥试设计方案;分析了组合梁斜拉桥静力性能及抗风性能;探索了主梁高度H、主梁宽度B、桥面钢顶板厚度t_steel、UHPC面板标准厚度t_UHPC、UHPC弹性模量E_UHPC、钢梁下翼缘板厚度t_f等对组合梁斜拉桥静力性能的影响规律及设计主要控制因素。结果表明：UHPC材料大幅提升了组合桥面板的抗压强度和抗裂强度,试设计方案满足结构静力强度要求,且采用较薄的UHPC面板能有效减轻主梁自重;钢梁压应力为主梁静力设计主要控制因素,增加主梁高度或钢梁下翼缘板厚度可有效降低钢梁压应力;采用钢-UHPC组合桥面构造的千米级开口断面组合梁斜拉桥可满足国内部分区域对桥梁颤振稳定性的要求。     

带钢端头的装配式混凝土梁柱中节点滞回性能试验研究

为解决装配式混凝土梁柱中节点连接复杂的问题,提出采用钢端头进行连接.设计了3个带钢端头连接的装配式混凝土梁柱中节点ZGJ-1、ZGJ-2和ZGJ-3,开展了低周反复荷载试验,研究了水平连接板间腹板的设置及伸入预制梁内钢端头的长度对中节点滞回性能的影响.结果表明:带钢端头的新型装配式混凝土梁柱中节点抗震性能良好;伸入预制梁内钢端头的长度对中节点性能影响不大;水平连接板间设置腹板能较大程度提高中节点的抗震性能.     

LG140一体化架桥机的相关技术研究

一体化架桥机是一种用于能够满足墩柱、盖梁和T梁预制拼装的专用桥梁施工设备.选用一体化架桥机作为主要施工设备,墩柱、盖梁、T梁等全部可在后场预制,然后运输至原安装位进行拼装,能够充分发挥装配式技术在标准化、自动化、智能化方面的优势,因而广泛地应用于城市繁忙道路、山区及峡谷等桥梁施工设备进场不便的场合.以舟山港主通道的桥梁...     

双主梁钢板组合梁负弯矩区UHPC接缝设计和计算

为了解决双主梁钢板组合梁负弯矩区桥面板易开裂的难题, 将超高性能混凝土 UHPC (Ultra-High Per? formance Concrete) 应用于横向现浇湿接缝。 以瑞苍高速公路一联双主梁钢板组合连续梁桥为工程背景, 介绍了负弯矩区 UHPC 接缝方案的设计要点, 并与常规接缝方案进行技术对比。 同时, 通过有限元建模计算, 分析了 UHPC 接缝的受力性能。 研究结果表明： 负弯矩区 UHPC 接缝结构技术先进, 便于快速化施工; 承载能力、 抗裂性能及 UHPC 桥面板疲劳性能均可满足要求, 安全性能良好, 应用前景广阔。     

钢-ECC/UHPC组合梁负弯矩区力学性能研究

为改善钢-混组合梁负弯矩区混凝土易开裂缺点,引入工程水泥基复合材料(ECC)和超高性能混凝土(UHPC)代替普通混凝土(NC)形成钢-ECC/UHPC组合梁,展开了1片钢-NC组合梁、1片钢-ECC组合梁和2片钢-UHPC组合梁的负弯矩区静力试验;结合有限元分析方法对比了不同类型混凝土的应变、裂缝扩展与分布特点,分析了混凝土类型和配筋对钢-混组合梁破坏形态、承载能力与变形能力影响规律。研究结果表明：钢-混组合梁在负弯矩作用下整体协同工作性能良好,破坏形态均为弯曲破坏;ECC和UHPC裂缝呈现纤细的特点,ECC尤为明显;与钢-NC组合梁相比,钢-ECC组合梁和钢-UHPC组合梁的开裂荷载分别提高了2.00和2.75倍,抗弯刚度分别提高了17.23%和35.73%,抗弯承载力分别提高了9.00%和6.81%,表明UHPC抗裂能力更强,可以有效改善钢-混组合梁负弯矩区桥面板抗裂性能,ECC与UHPC代替NC可以提高钢-混组合梁的抗弯刚度和承载力;配筋与无筋钢-UHPC组合梁的开裂荷载和前期刚度无显著差异,无筋钢-UHPC组合梁破坏时形成贯通裂缝,其承载力相比配筋钢-UHPC组合梁下降了13....     

钢-UHPC组合桥面板性能分析及应用

超高性能混凝土(UHPC)是一种高性能混凝土材料,在大跨结构中有着比一般混凝土更加宽广的前景。针对传统正交异性钢桥面板普遍存在的桥面板疲劳与桥面铺装易损坏等问题,提出钢-UHPC组合桥面板结构由薄UHPC桥面板以及钢梁组成,有着耐久性强、徐变收缩小、不易开裂、比强度大等优势,在大跨结构应用时,可以解决传统的钢桥面板铺装易损和桥面疲劳开裂等问题。     

跨海大桥U-RC组合桥墩设计

为解决跨海桥梁桥墩施工与防腐问题,提出了超高性能混凝土(UHPC)-钢筋混凝土(RC)组合桥墩新结构,简称U-RC组合桥墩,以UHPC外筒作为永久模柱,现浇内核钢筋混凝土;以平潭海峡大桥为工程背景,开展了U-RC组合桥墩的结构设计与计算,并与原设计方案的工程量和造价进行了比较;进行了3根内核RC柱、3根UHPC模柱、3根U-RC组合桥墩的极限承载力试验,测量了试件的混凝土纵向应变与横向应变,研究了试件的破坏形态与裂缝发展过程,得到了试件的极限承载力试验值,分析了U-RC组合桥墩的受力性能。研究结果表明:U-RC组合桥墩的承载力大于设计内力,满足现行规范要求;采用UHPC模柱取代钢模板的桥墩设计方案,可节约钢材约2 410t,工程造价节省约30%;3根UHPC圆筒的极限荷载均值为1 342kN,3根RC柱的极限荷载均值为1 370kN,二者之和小于3根U-RC组合桥墩极限荷载均值3 033kN,说明UHPC模柱对核心混凝土有一定的套箍作用,采用简单迭加方法计算U-RC组合桥墩的轴压极限承载力是可行且偏保守的;在轴压试验中,U-RC组合桥墩的破坏模式为核心混凝土的横向变形导致UHPC模柱出现竖向裂缝,并与核心混凝土在界面处分离;达到极限荷载破坏时,外包UHPC层出现纵向裂缝,荷载增大,裂缝增长,并有混凝土剥落现象,但U-RC组合桥墩破坏时其外包UHPC层纵向应变未达到极限压应变。     

桥梁装配式技术发展与工业化制造探讨

针对量大面广的标准跨径桥梁建设,简要介绍了常用混凝土桥梁建造技术的发展;基于数十年桥梁结构理论和应用研究的认知,讨论了沿用数十年的预制梁装配式建造和正处于发展期的短线法装配式混凝土桥梁建造技术的优势和问题,探讨了兼具综合优势的装配式桥梁发展趋势;并简要介绍了标准跨径钢混组合桥梁的常用结构体系和装配式建造技术的发展,探索了无需现浇桥道板接缝混凝土的钢混组合梁桥的装配式构造与施工技术;针对海南省特殊的地理条件和战略定位,提出NHNR剪力连接的全装配式钢混组合梁桥构想,探讨了工厂制造桥梁构件-常规运输至桥位现场-机械化装配形成钢混组合梁桥的工业化制造方案.     

桥梁装配式技术发展与工业化制造探讨

针对量大面广的标准跨径桥梁建设,简要介绍了常用混凝土桥梁建造技术的发展;基于数十年桥梁结构理论和应用研究的认知,讨论了沿用数十年的预制梁装配式建造和正处于发展期的短线法装配式混凝土桥梁建造技术的优势和问题,探讨了兼具综合优势的装配式桥梁发展趋势;并简要介绍了标准跨径钢混组合桥梁的常用结构体系和装配式建造技术的发展,探索了无需现浇桥道板接缝混凝土的钢混组合梁桥的装配式构造与施工技术;针对海南省特殊的地理条件和战略定位,提出NHNR剪力连接的全装配式钢混组合梁桥构想,探讨了工厂制造桥梁构件-常规运输至桥位现场-机械化装配形成钢混组合梁桥的工业化制造方案.     

基于地震荷载的桥梁墩柱配筋设计及性能评价

分析了地震对桥梁结构的破坏特征,并以山西省台襄线胡李汾河大桥为例,结合ANSYS有限元数值模拟软件,对地震荷载作用下桥梁墩柱配筋以及承载性能进行评价。结果表明:地震荷载对桥墩造成的破坏形式主要包括弯曲破坏、剪切破坏、梁体垮落、支座损伤4种。纵向钢筋用于构建结构框架,能够提高正截面90%抗弯承载力,箍筋设置主要针对地震荷载作用用以提高斜截面抗剪性能,配箍率为0.441 8%,墩柱斜截面抗剪极限承载力是素混凝土的2.363倍。     

超高性能混凝土组合桥面结构疲劳性能分析

以廊坊市光明桥为背景,针对超高性能混凝土(UHPC)组合桥面结构体系,选取四种铺装方案建立有限元模型进行疲劳性能分析,并对组合桥面结构开展模型试验研究。结果表明：采用超高性能混凝土组合桥面结构体系,能够较大程度降低正交异性钢桥面各构造细节的疲劳应力幅值,理论上实现无限疲劳寿命;组合桥面体系UHPC层具有较好的抗裂性能,设计荷载作用下,光明道立交桥组合桥面体系UHPC层顺桥向、横桥向均未出现裂纹;名义应力达到19.4 MPa时,出现0.05 mm宽裂纹。UHPC组合桥面具有超高的力学能力和耐久性,能够满足组合桥面结构体系的使用需求。     

西曲阜大桥预制与现浇墩柱抗震性能对比试验研究

依托威海西曲阜大桥的预制拼装桥墩设计,开展比例1∶3. 5的预制拼装与现浇墩柱抗震性能对比试验,预制拼装墩柱采用灌浆套筒连接。试验表明:预制拼装墩的滞回曲线呈现一定的捏缩现象,现浇桥墩的滞回曲线相对较为饱满;两种桥墩试件的水平抗力和延性系数基本相同,可以满足设计要求;预制墩对应的等效屈服位移和极限位移较大;预制墩柱在同一位移幅加载下的单圈耗能比现浇墩柱小,但总耗能比现浇墩柱大;预制墩柱的损伤、残余位移等自恢复指标均优于现浇墩柱。采用灌浆套筒连接的预制拼装桥墩的抗震性能与现浇桥墩相当,自恢复性能较好,是一种可靠的桥墩构造形式。     

30m装配式预应力混凝土连续T梁施工

介绍了30m装配式预应力混凝土连续T梁的预制、安装以及体系转换。     

超高性能混凝土深梁受剪性能

为促进超高性能混凝土(UHPC)深梁的应用, 进行了4根以混凝土强度为主要参数的UHPC深梁受剪性能试验, 并开展了C40和C80混凝土深梁的对比试验; 分析了UHPC深梁的荷载-挠度曲线、破坏模式、钢筋应变、裂缝形态与极限荷载; 为探讨现有普通混凝土深梁受剪承载力计算方法是否可用于UHPC深梁, 应用《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)对6根深梁试件进行了抗剪强度计算。研究结果表明: 混凝土强度越大, 在相同荷载下深梁的刚度越大, 在深梁开裂前的弹性阶段, UHPC试件刚度随钢纤维掺量的增大略有增大; 与C40和C80混凝土深梁一样, UHPC深梁裂缝包括弯剪裂缝和腹剪裂缝, 当荷载分别为13%~22%和18%~34%极限荷载时, 两类裂缝先后出现; UHPC深梁在加载全过程中梁、拱受力机制共存, 加载前期梁受力机制起主导作用, 后期则拱受力机制起主导作用; UHPC深梁裂缝多而密, 发生剪压破坏, 在支座上端反拱区不产生裂缝, 而C40和C80混凝土深梁出现斜压破坏, 且在支座上端反拱区产生裂缝; 试验梁受剪承载力随混凝土强度的增大约呈指数式增大, 混凝土强度从C40增大到C80、C190时, 其受剪承载力分别增大了30.76%和201.92%;采用《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中方法计算的UHPC深梁受剪承载力与试验值比值的均值为0.89, 均方差为0.15, 在没有更精确的计算方法之前, 该计算方法暂时可用。