军山长江大桥钢-UHPC组合桥面改造效果研究

武汉军山长江大桥原桥面铺装为双层SMA,随着车流量的增加和超重车辆的影响,运营多年后该桥正交异性钢桥面板出现疲劳裂缝。为处治桥面板隐性裂缝,分别对上游侧进行了钢桥面冷拌环氧树脂桥面铺装及桥面板焊接施工,对下游侧进行钢-UHPC组合桥面铺装改造。为评估钢-UHPC组合桥面的改造效果,基于已建立的运营期安全监测系统及有针对性的增布动应变测点,对随机荷载作用下桥梁上、下游侧桥面板的局部应力进行测试。结果表明:在下游侧的车辆数量和轴重均高于上游侧的情况下,下游侧测点的等效应力幅大多小于对应的上游侧,表明钢-UHPC组合桥面铺装明显改善了该桥正交异性钢桥面板的疲劳应力。     

武汉军山长江大桥索塔承台大体积混凝土施工

武汉军山长江大桥主塔承台大体积混凝土施工破常规一次性浇筑，且承台施工质量良好，以一次性浇长大体积混凝土施工控制进行了简要总结。     

钢-超高性能混凝土组合桥面铺装现状

为解决我国正交异性钢板-超高性能混凝土组合桥面铺装应用中存在的问题,通过文献查阅、实桥考察和现场检测等方式,对国内外超高性能混凝土组合桥面铺装技术现状进行了调查,并对国内9座有代表性的组合桥面铺装的服役情况进行了实地调研。结果表明:1)我国钢-UHPC组合桥面在材料和结构上与荷兰和日本均有所差异,最主要是UHPC层与钢桥面板之间布置了密集剪力钉; 2)目前我国UHPC组合桥面铺装主要存在混合料离析,铺装开裂、车辙和推移,以及伸缩缝拉裂等病害,后续研究应重点关注UHPC与磨耗层间粘结、沥青磨耗层抗车辙、抗裂等问题,同时注意混合料防离析。     

超高性能混凝土组合钢桥面承载性能试验研究

为了解超高性能混凝土组合钢桥面在静力作用下的裂缝扩展情况和承载能力,以某长江大桥正交异性钢桥面板构造细节为背景设计试验梁(单U肋),采用有限元分析和模型试验的方法研究超高性能混凝土组合钢桥面在静力加载过程中的裂缝扩展形态和位移、应变的变化规律。结果表明:加载至13%极限荷载时,中横隔板顶面附近观测到裂缝;达到极限荷载时,裂缝最大宽度达0.15mm;超高性能混凝土与钢结构能够协同工作;加载过程中超高性能混凝土的抗裂性能良好,达到极限承载能力时,钢结构先发生屈曲;在设计荷载作用下,超高性能混凝土铺装层能够满足耐久性要求,组合钢桥面具有较大的静力承载能力富余度。     

钢桥面超高性能混凝土铺装施工技术

为解决桥梁曲线匝道段钢梁桥面容易出现疲劳开裂和铺装损坏等问题,采用超高性能混凝土(UHPC)作为桥面铺装来代替传统的沥青铺装。该工艺能显著提高桥面铺装与钢梁面的结合性,大幅提升桥面整体刚度,从而极大降低桥面在长期重载作用下发生疲劳破坏的可能性。主要介绍该工艺的原理及其具体施工工艺等,为后续类似工程提供参考。     

铁路桥梁超高性能混凝土桥面铺装力学性能分析

针对铁路桥梁超高性能混凝土桥面铺装层的受力特点,结合某连续钢桁梁特大桥工程,采用有限元软件建立力学分析模型.通过对桥面铺装层最不利荷载位置进行分析,研究桥面铺装结构的纵、横向应力及疲劳应力,发现超高性能混凝土铺装层能够有效改善正交异性钢桥面板的应力状态,确定了超高性能混凝土铺装层设计的力学控制指标.     

蒙华铁路洞庭湖特大桥钢-超高性能混凝土组合桥面铺装顺利完成

正2018年5月12日,蒙华铁路洞庭湖特大桥钢-超高性能混凝土(UHPC)组合桥面完成了超高性能混凝土的浇筑(见图1),这是世界范围内首次将UHPC组合桥面技术应用于铁路桥梁(见图2)。该桥超高性能混凝土从2018年4月3日开始浇筑,     

超高性能混凝土钢桥面铺装组合结构弯拉疲劳性能研究

为评估树脂连接超高性能混凝土钢桥面铺装结构的抗弯刚度及疲劳耐久性能,通过三点式加载钢板-超高性能混凝土复合梁,并结合电阻应变片测试复合梁受力特征。结果表明,树脂连接超高性能混凝土钢桥面铺装结构的肋板焊缝、层间钢板及铺装表面应力基本随荷载作用增大而呈幂函数增长,且铺装应力随距钢板距离增长呈线性增长;在等效标准轴载140 kN作用下,层间黏结结构可消耗吸收应力约1.6 MPa,经疲劳加载大于1 200万次未发生损伤破坏,表现出良好的抗弯拉疲劳性能。树脂连接超高性能混凝土钢桥面铺装结构避免了焊接剪力钉造成应力损伤影响。     

超高性能混凝土-钢正交异性板组合桥面受力性能研究

针对柔性铺装正交异性钢桥面板存在的钢板疲劳开裂和铺装层极易损坏的问题,提出超高性能混凝土(UHPC)-钢正交异性板组合桥面体系。以武汉军山长江大桥为背景,通过ANSYS有限元仿真计算分析该组合桥面体系正交异性板相对于柔性铺装正交异性板受力性能的改善情况,并通过单U肋2跨连续梁足尺模型试验对UHPC层的受力性能进行研究。研究结果表明:采用组合桥面后正交异性板各构造细节的应力大幅下降,其中面板应力降幅最大,加劲肋次之,横隔板最小;采用UHPC-钢正交异性板组合桥面体系后正交异性板主要构造细节最不利热点应力幅降至常幅疲劳极限以下,理论上具有无限疲劳寿命;模型试验显示在实桥最不利应力作用下,UHPC层未发现可见裂纹,当名义应力达到18.79 MPa时在模型中支撑板顶部UHPC上发现0.05mm宽的裂纹。     

超高性能混凝土在桥面铺装中的施工应用技术研究

超高性能混凝土(UHPC)具有极好的工作性,超高的强度和优异的耐久性。论文依托实体工程对UHPC施工原材料及施工配合比进行了设计,提出了桥面铺装超高性能混凝土的施工工艺,根据试验段钻芯取样的检测结果,结合室内试验的测试结果,提出了超高性能混凝土施工的质量控制措施。     

基于超高性能混凝土组合桥面钢箱梁的混合梁钢与混凝土结合段受力性能仿真分析

对于某钢混凝土组合-混合连续箱梁桥,提出了跨中采用钢-超高性能混凝土（UHPC）组合梁、桥面板采用矮肋板的方案以减轻自重,钢-混结合段区域上表面再覆盖一层UHPC,从而形成超高性能混合梁。为重点研究钢-混结合段的受力性能,首先采用MIDAS/CIVIL桥梁专用有限元计算软件建立了连续箱梁桥的大尺度整体模型,以确定钢-混结合段的最不利受力工况及其具体的内力数值;随后采用ABAQUS建立了钢-混结合段的小尺度局部有限元模型进行精细化分析,以明确该区域钢、普通混凝土（NC）和UHPC的应力分布情况。计算表明该桥钢-混结合段的刚度能平稳过渡,钢、NC和UHPC的应力水平均较低,具有良好的安全储备,能够满足桥梁的受力要求。     

超高性能混凝土钢桥面铺装在悬索钢箱梁桥面的应用研究

为探索UHPC钢桥面铺装在大跨径桥梁中应用的适应性,以润扬大桥悬索桥1/4跨UHPC钢桥面铺装试验段为工程背景,通过建立空间模型分析局部UHPC铺装对全桥线形影响,并结合车桥耦合作用开展试验研究,同时依托试验段实施分析实桥铺装UHPC力学性能。结果表明,悬索桥局部实施UHPC新铺装后仍保持平衡状态,且主梁内力变化影响较小,未形成局部应力集中现象;在车桥耦合振动作用下UHPC的抗压强度均有所增长,且当UHPC养护至3d时轮压作用对其劈裂强度影响不敏感,同时实桥UHPC性能与室内标养条件下的无明显差异。     

超高性能混凝土钢桥面铺装疲劳性能试验研究

为研究新型超高性能混凝土钢桥面铺装结构的疲劳性能,采用五点加载复合梁疲劳试验对其进行测试.参照常规复合梁试验方法,结合新型铺装结构特点,对试件尺寸、应力水平和破坏准则进行了修正.试验结果表明,该新型铺装结构疲劳性能优良,环氧黏结层首先发生疲劳破坏,试验过程中复合梁刚度没有明显退化,试验结束后试件仍保持较高的剩余承载力.通过试验获得了适用于该种新型铺装结构梁的疲劳S-N曲线,可为同类钢桥面铺装设计提供参考.     

武汉天兴洲公铁两用长江大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装设计与施工

武汉天兴洲公铁两用长江大桥为双塔三索面三主桁公铁两用斜拉桥,对该桥公路桥主桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装的设计与施工进行研究。采用通用有限元程序ADINA建立铺装结构局部梁段模型,根据有限元分析结果并结合该桥结构与环境条件确定环氧沥青铺装层厚度为60 mm,根据材料及铺装结构性能优化环氧沥青混合料并确定铺装层结构形式。针对该桥结构与环境条件,施工中采用粘结料智能洒布、施工时温控制与施工养护等关键技术。目前,该桥已经全线贯通,运营情况良好。     

武汉军山长江大桥主5、主6号墩承台混凝土温度预测与配合比设计

围绕武汉军山长江大桥主5、6号墩承台施工和裂缝产生机理，介绍大体 积混凝土温度预测与配合比设计的相关关系在温度裂缝控制措施中的前瞻性作用。     

超高性能混凝土在大跨度铁路桥梁钢桥面铺装中的应用

铁路桥钢桥面铺装主要作用是保护钢桥面免受道砟的磨损与雨水的侵蚀,为提高铁路钢桥面铺装的使用寿命,减少中期维修,对铁路钢桥面超高性能混凝土(UHPC)组合桥面铺装体系进行研究。以沪通长江大桥主航道桥为背景工程,制作带UHPC铺装层的正交异性钢桥面板单U肋梁模型进行抗水渗性能试验,并结合实桥进行UHPC组合桥面铺装体系设计和施工工艺研究。结果表明:UHPC组合桥面体系在无裂缝时抗渗性能满足使用要求,可有效保护钢板免受雨水侵蚀,带裂缝的组合桥面,运营过程中裂缝会逐渐闭合,阻止雨水进一步渗透,具有较强的抗渗能力储备;为避免新浇混凝土开裂,UHPC应严格按规范流程施工,施工温度宜选择15~25℃,浇筑后应及时覆膜保湿养护。     

沙漠地区超高性能混凝土钢桥面铺装研究和应用

通过试验研究水及外加剂对超高性能混凝土(UHPC)工作性能、力学性能及收缩的影响,确定了UHPC的生产配合比。由斜板试验验证UHPC应用于桥面铺装的可行性,并由此进一步说明了保湿养护对UHPC的重要性。结合塔里木大桥桥面铺装实施过程中遇到的问题进行分析,最终实现了采用常规混凝土搅拌站工业化生产UHPC,并采用料斗进行浇筑。UHPC工作性能良好、无钢纤维结团现象,通过简单振捣即可密实填充模板,高温蒸养后,其力学性能满足设计指标要求。     

超高性能混凝土组合式铺装结构在钢桥面铺装中的应用研究

为研究“40 mm UHPC+25 mm RAC08”超高性能混凝土组合式钢桥面铺装结构的应用情况,依托某大跨径正交异性钢桥面维修项目,开展了对铺装结构、UHPC超高性能混凝土路用性能、RAC08高韧冷拌树脂混凝土、施工工艺、应用评价的研究。研究结果表明：UHPC与RAC08均具有众多优异的路用性能,且“40 mm UHPC+25 mm RAC08”超高性能混凝土组合式钢桥面铺装结构可有效解决钢桥面板的疲劳损伤问题,延长桥梁使用寿命,提高行车舒适性、安全性。