高速公路空心板桥加宽改造刚度渐变技术

以京港澳高速公路空心板桥加宽改造工程为背景,采用有限元程序MIDAS/Civil建立某20 m跨径加宽空心板桥的空间有限元模型,对布设横向刚度渐变构件前后的加宽空心板桥静力性能进行分析。研究结果表明:布设横向刚度渐变构件前后的空心板桥在新旧桥板过渡区域的位移曲线有显著区别,布设横向刚度渐变构件前,新板和旧板之间出现较大的刚度突变,引起位移曲线突变;布设横向刚度渐变构件后,各块桥面板的位移曲线呈现逐步平缓变化的趋势;布设横向刚度渐变构件前加宽空心板桥的荷载横向分布系数峰值明显,表现出显著的单板受力现象;布设横向刚度渐变构件后,加宽空心板桥的荷载横向分布系数峰值减小,表明所承受的集中荷载由多块桥板共同承担;对比布设横向刚度渐变构件前后加宽空心板桥的静力性能,证明了布设横向刚度渐变构件的有效性,横向刚度渐变效果良好。     

一座铰接空心板桥的加固实践

分析了某病害铰接空心板桥病害产生的原因,采用设置横向体外预应力、加厚桥面铺装厚度、增加桥面板与空心板连接钢筋、梁底粘贴碳纤维等方法对该桥进行了加固.加固前后动、静载试验表明,加固效果明显,为同类公路桥梁加固提供了有益的借鉴.     

设置横隔板对空心板桥荷载横向分布的影响

对聚苯乙烯泡沫塑料作空心板内膜并设置横隔板后的空心板桥进行整体性能分析,利用有限元程序MIDAS/Civil建立装配式预应力混凝土空心板桥计算模型,探讨设置横隔板后装配式预应力混凝土空心板桥荷载横向分布。研究结果表明:采用聚苯乙烯泡沫塑料内膜作装配式空心板的内膜,会使整桥的荷载横向分布变得均匀,增大空心板桥的板间联系,加强装配式混凝土空心板桥的整体性。     

装配式斜交空心板桥体外横向预应力加固研究

针对装配式空心板桥因空心板之间横向联系弱易出现单板受力的病害,采用MIDAS/Civil有限元程序建立装配式斜交空心板桥的计算模型,进行多种加固工况计算。结果表明:采用体外横向预应力进行加固,增加了装配式斜交空心板桥各板之间的横向联系,改善了桥梁整体性,加固效果良好;斜交空心板桥的斜交角对装配式斜交空心板桥的加固效果影响较大,斜交角越大,加固效率越低。     

正交异性板及桥面复合铺装影响面测试试验研究

研究目的:正交异性板及桥面复合铺装由多层次结构和多种材料构成,局部受力非常复杂,而目前国内对其研究多偏重于理论计算,缺乏相关的试验验证。为掌握结构真实受力情况,本文在理论计算的基础上,以厦门某桥为工程背景,进行由正交异性板、栓钉和混凝土铺装层组成的桥面复合铺装的影响面加载试验,以验证相关计算理论和计算方法。研究结论:(1)正交异性板及桥面复合铺装影响面试验与有限元计算结果基本吻合,表明本次试验方案能够较好反映出正交异性板及桥面铺装各结构层次的影响面分布规律;(2)桥面铺装结构影响面分布具有强烈的局部效应,三个典型部位横向影响范围基本在1~3个U肋间距长度之间,纵向影响范围约在5个U肋间距长度,但纵、横向影响较大区域基本都在1个U肋间距长度以内;(3)本研究方法及成果可为正交异性板及桥面复合铺装的设计和科研提供借鉴。     

梁格法在既有简支铰接空心板梁桥检测与维修加固计算分析中的应用

根据梁格法原理,通过使虚拟横梁在同一铰接缝处的梁端竖向约束相互耦合来模拟纵向铰接缝,提出改进的梁格模型,建立了简支铰接空心板桥空间分析模型并编制程序进行了计算,最后,通过实桥静载试验验证了模型的正确性.该方法可为既有简支铰接板梁桥的检测与维修加固计算分析提供有效手段.     

空心板设置横隔板对企口缝混凝土力学性能的影响分析

建立装配式预应力混凝土简支空心板桥的空间实体有限元计算模型,在对称荷载与偏载作用下,分别对无横隔板、端部设置横隔板、端部与跨中均设横隔板3种情况的空心板之间的企口缝混凝土受力状态进行分析,探讨设置横隔板对装配式预应力混凝土空心板桥企口缝混凝土的力学性能的影响,计算得出企口缝混凝土的应力分布。结果表明:设置横隔板后,企口缝混凝土的应力值变得均匀,企口缝混凝土的抗剪性能有所增强。所得结果对装配式预应力混凝土空心板桥设计有较大的参考价值。     

空心板梁桥预应力张拉有限元分析

针对简支梁板桥中许多空心梁板在运营中产生裂缝的问题,以正在施工的桥梁中应用的16 m跨预应力空心板梁构件为研究对象,通过试验检测和采用有限元分析软件建立三维实体模型,来了解预应力施加过程中构件内分布筋的受力和混凝土沿纵向和横向的受力情况。计算模型中运用了等效荷载法和预应力束降温法两种预应力施加方式。最后将有限元计算的结果与试验结果做了对比分析。分析结果说明,板梁的有限元计算能够对该结构在预应力张拉阶段的内部应力应变特性做准确的描述,计算结果所表达出的应力分布特征可用作解释此类构件端部的底板和侧面出现裂缝的原因。     

装配式空心板桥典型病害分析与处理

公路桥梁中大量采用的装配式空心板桥．其桥面铺装普遍存在以沿空心板企口缝纵向开裂为主要特征的早期结构病害。针对此类桥梁结构病害，分析了其主要表现形式、产生原因，并通过对一座病害桥梁的静载试验检测，分析验证了出现该类结构病害后，桥梁结构受力性能的变化，最后提出了预防和处理该类病害的措施和方法。     

大跨度铁路钢桥桥面防水铺装层结构形式研究

防水铺装层是桥梁结构的重要组成部分，其优劣直接影响桥梁结构耐久性。不同于公路钢桥面铺装，大跨度铁路钢桥面防水铺装层设置于道砟以下，不直接承受车轮荷载，不易检查，维养难度大。通过对铁路钢桥面铺装层结构受力特性进行计算分析，对比研究4种不同铺装层结构钢桥面板及铺装层力学性能。分析表明：由于道砟的扩散效应，车轮荷载传递到铺装层表面一般较均匀，随着弹性模量或铺装厚度增加，铺装层整体参与桥面受力，钢桥面受力略有改善，桥面局部位移减小；传统的道砟槽板铺装层结构厚、刚度大，活载作用下钢桥面板应力及变形较小，但结构质量增加引起的桥面板应力和变形反而更高；对不同铺装层进行全寿命周期经济性比较表明，复合钢板铺装层整体经济性较优。     

布置筒芯的现浇混凝土空心板受弯性能试验研究

通过一组纵、横向布置筒芯的现浇混凝土空心板荷载试验,研究了该空心板抗弯承载力、裂缝分布与发展、变形及破坏形态等。试验结果表明:纵、横向布置筒芯的现浇混凝土空心板的抗弯刚度、抗弯承载力和破坏形态非常相似,筒芯的布置方式对现浇混凝土空心板的受弯性能没有明显影响;利用现行规范计算其开裂弯矩和极限弯矩是偏于安全的。     

横向体外预应力加固装配式空心板桥的探讨

采用数值仿真方法对影响装配式空心板桥加固效果的一些因素进行研究。利用有限元程序MIDAS／Civil建立装配式预应力混凝土空心板桥整体计算模型，探讨空心板桥纵向不同位置处施加横向体外预应力的加固效率以及桥梁宽跨比不同时的加固效果。计算结果表明：空心板桥在跨中处施加横向体外预应力的加固效果较两端位置明显；桥梁宽跨比越小，加固效率越高。所得结论对该加固方法在工程中的应用有参考价值。     

基于等寿命设计理念的CRTSⅢ型板式无砟轨道配筋优化

针对非预应力轨道板在CRTSⅢ型板式无砟轨道上的适应性开展研究,将组成复合道床板的普通钢筋混凝土轨道板与自密实混凝土层考虑为等寿命的结构层,基于极限状态法对复合道床板进行配筋设计。考虑列车荷载、温度荷载和基础变形的共同作用,确定自密实混凝土层配筋,轨道板配筋时还需考虑其在制造、运输和施工时的受力状态。计算结果表明:自密实混凝土层纵向钢筋由耐久性要求确定,横向钢筋按照最小配筋率进行配筋即可满足要求;理论计算得到的轨道板下层纵、横向钢筋还需根据构造要求进行相应调整;与现有普通钢筋混凝土轨道板对比,优化后的轨道板配筋节约18.4%,复合道床板整体配筋节约4.4%。研究结果可为普通钢筋混凝土CRTSⅢ型板式无砟轨道技术在温暖地区推广使用提供理论支撑。     

连续钢桁梁桥节点刚度对结构受力的影响研究

在大跨度钢桁梁桥设计中,杆件连接设计是一个重要环节.钢桥节点连接中各板件的尺寸较大,形成一种近似刚性的连接,节点的刚度对结构的受力有着不可忽略的影响.针对东新赣江大桥进行有限元分析,对节点铰接、节点刚接与考虑梁端刚域的情况进行了定量比较,得到节点刚度与结构受力的影响规律,并对其处理方式进行了初步探讨.     

无砟轨道桥梁桥面板ZK活载计算图示分析

为准确模拟高速铁路桥上无砟轨道结构传递ZK活载至桥面板上的荷载分布效应,采用Abaqus软件建立CRTSⅠ型双块式无砟轨道精细化数值分析模型,通过对底座板底面垂向应力等值线分布进行分析,开展高速铁路桥梁桥面板ZK活载计算图示的研究.研究表明,进行桥梁结构横向荷载计算或桥面板、桥面铺装等桥梁结构局部精细化受力分析时,在单...     

泊松比在薄壁箱梁约束扭转和横向内力分析中的影响

为准确分析薄壁箱梁的约束扭转效应和横向内力,结合弹性力学中平面问题的几何和物理条件,提出基于乌曼斯基第二理论分析约束扭转时应考虑泊松比对弹性模量的修正,基于框架分析法分析畸变横向内力时应考虑泊松比对各板件横向弯曲刚度的修正.结合箱梁数值算例,不考虑泊松比或按工程中常用的材料选取不同的泊松比,详细分析了泊松比对约束扭转效应和横向弯矩的影响.研究结果表明:考虑泊松比时,扭转翘曲正应力和横向弯矩与有限元结果吻合良好;与不考虑泊松比时的计算结果进行比较,当泊松比为0.37时,扭转翘曲正应力可提高28.41％,反对称荷载下的横向弯矩可减少24.97％.因此,约束扭转分析时应考虑泊松比对弹性模量的修正,横向内力分析时应考虑泊松比对横向弯曲刚度的修正.     

考虑连续梁桥布置方案的横向地震反应规律研究

考虑桥跨布置方案、梁墩线刚度比等因素,进行连续梁桥横向地震反应规律研究.以3跨连续梁桥为例,将其简化为弹性支承的连续梁模型,推导其横向地震反应规律的简化理论计算方法,并结合有限元通用程序分析等墩高条件下梁墩线刚度比变化、边跨对称和非对称条件下墩高比变化对桥梁横向地震反应规律的影响.理论计算分析和数值模拟的结果表明:给出的理论计算方法有效;桥墩横向地震剪力和弯矩分配系数不仅与桥墩的抗推刚度有关,还与桥跨布置方案、梁墩线刚度比有关;桥墩的抗推刚度越大、梁墩线刚度比越小,桥墩横向地震内力的分配系数越大.根据分析结果,提出了连续梁横向抗震优化设计的一般步骤.     

装配式公路钢筋混凝土空心板梁试验评定

为了对公路普通钢筋混凝土空心板梁旧桥的承载能力进行评定,采用横向分布系数测试并结合常规静载试验以及动载试验的综合评价法,通过横向分布系数的测试并与理论计算值进行比较评定梁体间的协同受力状况;通过常规静载试验测试桥梁关键截面的应力、挠度等参数与理论计算值比较评定梁体的受力状况;通过动载试验测得结构的动力参数对结构整体刚度状况进行评定.根据测试结果对结构承载能力进行综合评定.应用此方法对一座10 m跨径的普通混凝土空心板梁桥的整体性能进行了试验评定.     

公路桥梁加宽加固设计及施工工艺

根据旧桥加固加宽的方法和设计施工特点,以现役预应力混凝土空心板桥的加固加宽为例,介绍采用碳纤维片材加固桥梁的施工工艺,并重点论述桥梁加宽所涉及的新旧盖梁连接、新旧空心板连接、新旧桥面铺装连接以及加宽部分预压等工作内容的设计要点和施工工艺,以期为类似工程提供借鉴。     

考虑湿接缝刚度损伤的桥梁荷载横向分布计算方法

在外界环境和养护不足影响下,在役的桥梁往往会出现横向连接结构的损伤。为了研究在役多梁式桥梁的荷载横向分布系数,在传统刚接梁法的基础上,考虑湿接缝刚度损伤导致的梁间剪力和弯矩传递的折减效应,根据力法原理建立正则方程并简化,推导出考虑湿接缝刚度损伤的修正刚接梁法。应用ANSYS有限元软件进行实体仿真分析并与本文方法计算结果进行了对比。结果表明,湿接缝刚度损伤对在役桥梁荷载横向分布系数有影响,本文方法计算得到的荷载横向分布系数更接近实际情况。