MPC复合材料加固空心板梁桥静载试验研究

为研究MPC复合材料加固空心板梁桥的有效性,在某跨径13m的空心板梁桥主梁跨中11m范围内浇筑MPC复合材料进行加固,桥梁加固前与加固后分别进行静载试验,并采用有限元法建立加固前后主梁的有限元模型,分析加固前后主梁的挠度、裂缝和应变的变化。分析结果表明:工况1(跨中最大弯矩横向对称加载)、工况2(跨中最大弯矩横向偏载加载)下主梁加固后的挠度较加固前分别降低了13.4%、12.6%,加固后主梁的挠度明显减小;在试验过程中,加固后主梁裂缝未见明显变化,裂缝区应变水平降低,较好地抑制了原有裂缝的发展;工况1、工况2下主梁加固后的应变较加固前分别降低了13.75%、14.79%,加固后主梁受拉区应变显著降低;加固后校验系数改善率最大为13.89%,该加固方法能够有效地提高桥梁的承载力和刚度。     

结合梁斜拉桥混凝土收缩徐变影响规律

为研究混凝土收缩、徐变对结合梁斜拉桥的影响机理及时效特性,以樟树赣江二桥(主跨400m的双塔双索面半飘浮体系结合梁斜拉桥)为背景进行分析。采用桥梁专业软件RM2006建立全桥有限元模型,对桥梁的时效影响机理、运营期不同构件的时效影响因素及不同结构体系的时效响应进行研究。研究结果表明,对于结合梁斜拉桥,桥面板收缩、徐变产生的主梁截面初始轴向应变是主梁中跨跨中下挠、边跨斜拉索松弛的主要原因,产生的主梁截面初始弯曲应变是主梁负弯矩出现的主要原因。桥面板收缩、恒载下桥面板徐变是引起边跨斜拉索松弛、主梁中跨跨中下挠的主要因素;桥塔收缩、徐变将引起桥塔附近斜拉索松弛,并使主梁产生局部负弯矩峰值。桥塔处竖向支座及辅助墩的设置会对结合梁斜拉桥的时变效应产生一定的不利影响,单纯从该角度来讲,全飘浮体系较其他体系更为合理。     

钢-混凝土组合梁斜拉桥梁结构的稳定性分析

采用有限元法建立钢-混凝土组合桥梁的结构模型,分析了不同典型施工阶段下桥梁主梁和腹板结构的受力特征,获得了桥梁整体失稳状态。并以桥梁局部失稳状态分析斜拉桥结构的稳定性特征,获得影响斜拉桥稳定性的各影响因素关系。研究结果表明:全桥一阶整体失稳态下的总体稳定系数为7. 7,大于一般计算稳定系数4. 0;桥梁施工状态下,主梁最大应力出现在成桥阶段1 000 d后,桥面板承受最大压应力出现在中跨合拢阶段,均满足规范。对于桥梁主梁腹板,在设计荷载组合作用下,主梁腹板加劲肋局部位置易发生屈曲变形。当轴力/弯矩小于0. 5时,首先在梁段产生横梁侧倾失稳,随着轴力/弯矩比值的增加,由横梁侧倾斜转化为主梁腹板或加劲肋的失稳。     

斜腿刚构荷载横向分布的简化计算探讨

为简化桥梁计算,通常通过荷载横向分布系数将复杂的空间受力问题,简化为工程师习惯、受力明确的平面结构。该文通过改变空间模型中虚拟横梁的间距及抗弯刚度,系统地分析了主梁边、中孔最大正弯矩断面及斜腿顶部主梁最大负弯矩断面的横向分布规律,并通过荷载试验结果对分析的结论进行验证。结果表明:在采用空间梁格法计算斜腿刚构跨中断面横向分布时,虚拟横梁间距取虚拟纵梁间距的1/2及虚拟横梁抗弯刚度调整为主梁的3倍时,计算的模拟斜腿刚构跨中横向分布与实测值误差在5%以内,具有足够的精度,可供工程设计参考使用。     

武汉青山长江公路大桥主桥主梁设计关键技术

武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938m的双塔双索面混合梁(由钢箱梁与钢箱结合梁组成)斜拉桥,桥面总宽48m。中跨主梁采用整体式钢箱梁,由钢主梁、正交异性钢桥面、钢箱梁横隔板组成。中跨钢主梁高4.5m,设置4道纵腹板。钢箱梁横隔板边侧货车道采用实腹式、中间轻车道采用镂空的桁架式,横隔板间距2.5m。通过参数匹配设计优化正交异性钢桥面的抗疲劳性能。边跨主梁采用钢箱结合梁,由槽型钢主梁与混凝土预制板通过湿接缝与剪力钉结合为整体。边跨钢主梁高4.06m,除顶板外的断面布置与中跨钢箱梁一致。针对钢箱结合梁墩顶负弯矩区混凝土板拉应力大的问题,采取控制混凝土预制板存放龄期、选择合适的预制板结合工序及顶落梁、湿接缝处理、加强结合板配筋等措施。钢箱梁与钢箱结合梁混合面设于桥塔中跨侧18m,通过构造细节处理使2种主梁结构传力安全、可靠。     

再生混凝土梁开裂弯矩与抗弯刚度计算方法

为研究再生混凝土梁的抗弯性能，验证公路桥梁规范中开裂弯矩与抗弯刚度的计算方法对再生混凝土梁的适用性，设计1根普通混凝土梁和2根再生骨料取代率分别为50%、100%的再生混凝土梁进行抗弯性能试验，并将试验值与规范计算值进行对比。结果表明：与普通混凝土梁相比，再生混凝土梁的开裂弯矩、屈服弯矩及极限弯矩均偏小，分别约为普通混凝土梁的66.0%、85.4%及88.3%，其中再生混凝土梁的开裂弯矩降低幅度最大；再生混凝土梁的跨中挠度随着再生骨料取代率的增加而增大，且大于普通混凝土梁的跨中挠度；按照公路桥梁规范的计算方法，再生混凝土梁的开裂弯矩计算值较试验值大25%左右，而跨中挠度计算值较试验值小10%左右，即公路桥梁规范的抗弯刚度计算值大于试验值；公路桥梁规范关于开裂弯矩和抗弯刚度的计算方法不直接适用于再生混凝土梁。利用国内外既有典型试验数据，分别对公路桥梁规范中开裂弯矩和抗弯刚度的计算方法进行修正，并对修正后的方法进行验证。修正后方法的计算值与试验值吻合较好，预测精度较高，可分别用于计算再生混凝土梁的开裂弯矩和抗弯刚度。     

基于可靠度分析的既有钢筋混凝土桥梁性能评估

结合实际桥梁混凝土强度和钢筋锈蚀检测数据,考虑材料性能经时变化特点,构建了钢筋混凝土桥梁简支梁桥空心板梁弯矩抗力衰减模型;按照《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T 50283-1999)建立桥梁结构上的恒载作用效应概率模型和活载作用效应概率模型;以简支板梁跨中弯矩作为功能函数,运用根据JC法所编制的Matlab程序计算每片板梁的可靠指标.运用结构体系失效概率的点估计方法之一——概率网络估算技术,通过近似数值分析计算得出桥梁上部结构体系的可靠指标.并用算例验证了本文所提出的桥梁性能评估方法的正确性和可行性.     

海宁桥拓宽改建工程方案设计浅析

预应力空心板梁支点抗剪较跨中抗弯的安全储备低,超载导致板端腹板斜裂缝宽度超标,方案考虑拆除与新建衔接,采用部分利用中幅桥并拓宽改建的设计方案。桥梁拆除为危大工程,采用汽车荷载与吊车荷载加载效率比较法检算跨中弯矩、设置横向分配梁使得板梁可承受吊车支点产生的较大剪力、控制盖梁拆除时边柱不平衡弯矩,进行拆建、吊装期间桥梁结构在最不利工况下的承载能力设计。     

双塔双索面支座体系混合式结合梁斜拉桥设计

以洸府河大桥为工程背景,进行了双塔双索面支座体系混合式结合梁斜拉桥的平面、纵断面和横断面设计,介绍了主桥的桥跨布置、桥梁方案,同时进行了中跨结合梁钢主梁、中跨结合梁混凝土桥面板、边跨混凝土主梁、主梁钢-混结合段、斜拉索、主塔和基础的设计,并进行了结构计算。     

洪湾水道主航道桥荷载试验有限元分析

以广东珠海洪湾水道主航道桥为工程背景,通过Midas/Civil软件对桥梁进行建模,以此为基础,对桥梁进行内力计算和自振特性分析。结果表明：最大主梁应力在跨中附近,距3^#桥塔约218m,最大值为58.6MPa;主梁最大竖向位移发生在跨中截面,为0.429m;两个桥塔的最大弯矩均发生在桥塔根部,4^#桥塔最大弯矩为136 795 kN·m, 3^#桥塔最大弯矩为135 659 kN·m; 4^#和3^#桥塔的最大顺桥向偏移分别为0.159m和0.148m。桥梁第1阶振型为主梁纵飘+主梁一阶反对称竖弯,前9阶振型以主梁纵飘、竖弯和橫弯为主,未出现主梁扭转和桥塔弯曲模态。     

一座3跨连续梁桥维修加固中的内力调整

由于结构刚度大、变形小、动力性能好、主梁变形挠曲线平缓、有利于高速行车、利于桥下空间的设计与利用等优点,连续梁桥在城市立交和高架桥中得到了广泛应用。随着使用年限的增加、超载超限荷载以及桥梁设计、施工和使用等多方面原因,部分连续梁桥尤其是钢筋混凝土连续梁出现了多种病害。由于自身结构特点、交通压力等因素,连续梁桥维修加固和改造往往比较困难。本文结合北京市一座-3跨连续钢筋混凝土连续梁桥维修加固设计,主要介绍通过采用改变支撑体系、千斤顶顶升等措施,对连续梁负弯矩、跨中正弯矩进行内力调整,最终实现连续梁桥中支点负弯矩和桥面板的维修加固。与常规维修措施相比,该桥维修加固中的内力调整从根本上消除了桥梁安全隐患,降低了工程造价,将对交通影响的程度降到了最低,具有良好社会与经济效益,能为同类型连续梁桥的加固设计提供参考。     

自锚式悬索桥的设计

浙江平湖海盐塘桥为一座主桥跨径为（30＋72＋30）m的自锚式悬索桥 ，上部结构采用钢筋混凝土箱梁，主缆锚固在主梁端和主梁的跨中，主缆外包钢管混凝土索套，塔梁固结，设计构思独特。以该桥为工程背景，介绍这类桥梁设计构思，通过计算分析说明其受力特性，并对这种桥型的发展、应用前景进行了分析。     

大跨叠合梁斜拉桥主梁有效宽度分析与研究

为研究大跨叠合梁斜拉桥主梁在弯矩和轴力共同作用的有效分布宽度问题,利用桥梁有限元软件Midas Civil和Midas FEA,选取主跨跨中和主跨L/4区段处作为研究区域,分别建立3个有限元模型:全桥整体杆系、局部杆系、局部实体单元模型,计算混凝土桥面板的正应力分布情况,对比国内外叠合梁规范,分析此混合梁斜拉桥在叠合梁设计上的安全性与合理性,为同类斜拉桥在叠合主梁上的设计提供一定的参考。     

桥梁设计中多目标模糊优化求解分析

在桥梁设计中受到多目标干扰往往导致设计方案并非最合理,本文采用多目标模糊优化方法对桥梁优化设计。建立了基于造价与跨中最大弯矩值为优化目标的目标函数,并加入权重值认为造价与最大弯矩值的权重系数分别为w1=0. 6,w2=0. 4,建立了桥梁设计中的正截面抗弯、斜截面抗剪、配筋率、以及梁尺寸约束条件下的约束函数,给出了T梁评判因素等级隶属度矩阵,经MATLAB编程计算得出结论,在工程实例中相对于原始T梁设计方案,单根T梁造价由70 273元降低为68 463元,成本降低了约2. 64%,跨中截面最大弯矩值由3. 199×1015N·mm2降低为3. 626×1015N·mm2,全截面刚度提高了约13. 3%。     

不锈钢筋混凝土梁试验研究

文章通过不锈钢筋混凝土梁与普通钢筋混凝土梁抗弯、抗剪承载力对比试验,比较了两者的破坏过程和各阶段截面变形规律。不锈钢筋混凝土梁在弹性阶段、开裂阶段、破坏阶段的变形与普通钢筋混凝土梁相似;在弹性阶段和开裂初始阶段,跨中截面应变沿高度近似呈直线分布,与平截面假定基本吻合;但接近破坏荷载时,跨中截面应变沿高度分布平截面假定有一定差别;不锈钢筋混凝土梁、普通钢筋混凝土梁开裂弯矩、极限弯矩的实测值与理论值之比没有明显差别,但不锈钢筋混凝土梁实测极限剪力明显高于普通钢筋混凝土梁。鉴于当前不锈钢筋混凝土梁试验资料较少,现行规范计算结果又偏于保守,可暂按《混凝土结构设计规范(GB50010-2010)》进行计算分析,指导不锈钢筋混凝土结构的设计及施工。     

实用精细化模型在大跨径斜拉桥设计中的应用

三跨双塔双索面斜拉桥,主跨跨径400 m,为市政桥梁。主梁采用中跨叠合梁,边跨预应力钢筋混凝土箱梁,主塔为A型钢筋混凝土与钢塔组合结构,上塔柱高100 m,下塔柱高22 m。为研究该桥的结构受力,建立该桥的单梁模型和梁格模型,进行合理成桥状态模拟计算及对比,分析各工况下结构的内力及变形。通过对比单梁模型和梁格模型的计算结果,能够确定该桥在应力、稳定、和刚度方面均满足规范要求。     

外贴纤维布加固超载后钢筋混凝土桥梁构件抗弯性能试验

结合24根钢筋混凝土(RC)梁的超载试验,对不同的超载幅值、加载次数以及配筋率的钢筋混凝土桥梁构件的受弯承载力加固效果进行了比较分析。对12根外贴纤维布加固超载后裂损的钢筋混凝土梁与12根超载后未加固的钢筋混凝土梁进行对比试验研究,分析了超载对钢筋混凝土构件使用性能的影响规律,比较了外贴纤维布加固不同超载幅值超载损伤后的钢筋混凝土构件的加固效果。试验结果表明:外贴纤维布加固超载后裂损的钢筋混凝土梁加固效果的主要影响因素是预加荷载幅值和配筋率。     

两种施工方法对矮塔斜拉桥力学性能对比分析

斜拉桥施工常用的两种方法为塔梁同步施工和先塔后梁施工。以某大跨不对称T型刚构矮塔斜拉桥为研究背景,分别建立塔梁同步施工和先塔后梁施工模型,对比分析两种施工方法拉索索力、主梁内力及挠度的差异,并分析产生差异的原因。结果表明,塔梁平行施工时长索受力较小而短索相对较大;先塔后梁施工主梁弯矩及挠度大于塔梁同步施工主梁弯矩及挠度,但两种施工方法主梁轴力基本相同。     

严重开裂PC箱梁桥加固

以某高速公路上一座运营超过12年、主梁严重开裂的预应力混凝土等截面连续箱梁桥为例,分析箱梁底板、腹板的"U"形、"L"形裂缝成因,并评估加固前结构技术状态,采用箱梁跨中正弯矩区腹板加厚并在加厚段内增设有粘结预应力束、底板粘贴钢板条,墩顶负弯矩区增设扁锚式无粘结预应力钢束和桥面铺装"黑改白"(由沥青混凝土改造成钢筋混凝土)等综合加固方案对该桥加固试验段进行加固.加固前、后进行3次荷载试验,评估桥梁结构技术状态.理论计算和荷载试验结果表明,加固效果良好,加固方案可行,桥梁实际承载能力大幅提高.     

连续梁顶推导梁合理参数的确定方法

根据顶推连续梁通常具有等截面、等跨(或中间跨采用等跨径、边跨采用较小跨径)的特征,应用以一次落架思想和力法建立的三弯矩方程组,利用数列及其极限,将顶推分2个阶段推得了顶推中连续梁中间各支点弯矩的解析表达式,借此讨论并揭示了顶推中连续梁中间各支点弯矩值随该连续梁两端支承处弯矩和主梁恒载集度的变化规律。根据顶推前端主梁支点弯矩最小的原则,推得了导梁合理长度的计算公式,借助于数值分析得到:导梁抗弯刚度的合理值应为主梁抗弯刚度的0.2倍。进一步给出了导梁参数取合理值时各控制内力的大小。结合实际工程,阐述导梁常用结构形式与设计原则。