武汉大道跨铁路斜拉桥主跨现浇段支架设计

武汉大道跨铁路桥采用独塔双索面预应力混凝土箱梁斜拉桥,跨度布置为138 m+81 m+41 m.该桥主跨MB15～MB21节段桥面宽度由47.680 m渐变至50.499 m,采用支架法现浇施工.现浇支架设计为桩柱式四跨连续梁结构,主要由基础、立柱、柱项横梁、贝雷梁、防护结构等组成,其中立柱顺桥向设5排,横桥向设8排(Z1～Z3)和6排(Z4、Z5).为检验施工阶段现浇支架及中跨合龙时主梁主体结构的安全性,采用MIDAS软件建立主梁MB15～MB21节段与支架的整体模型,计算支架主要结构的受力及变形;建立主梁现浇段悬臂端模型,计算合龙段施工前主梁现浇段悬臂端的主拉应力和位移,计算结果表明施工阶段现浇支架及合龙时主梁的安全性均满足规范要求.     

中心布置无粘结预应力钢筋的高强预应力混凝土桩弯曲试验研究

在分析轴向力对桥梁桩基应变影响规律的基础上,提出在钢筋混凝土桩横截面中心布置无粘结预应力钢筋(新型桩)以提高桩的抗弯承载能力.为了解新型桩的抗弯性能,制作17根新型桩并对它们进行弯曲试验.分析新型桩的力学特性发现:即使在弯矩作用下纵向钢筋屈服,桩的中性轴也在不断地靠近其形心轴,由于预应力钢筋对桩产生较大的轴向压力,使得受压区混凝土对提高桩的抗弯强度的贡献增加;高强螺旋箍筋、碳纤维布和填充混凝土对混凝土的约束作用提供了足够大的侧向约束力,使得桩的抗弯强度大大提高.室内弯曲试验结果表明,提出的用碳纤维布约束及混凝土填充的预应力钢筋混凝土桩比传统的混凝土预制桩抗弯承载力大.基于研究结果提出了确定新型桩弯矩～曲率关系的解析方法.研究证明,如果采用这种新型桩基础,即使建在易发生液化的软土地基上,桥梁结构在设计地震荷载作用下仍有可能保持完好.     

拓扑优化拉杆—压杆模型在索塔锚固区的应用

为改善传统索塔锚固区拉杆—压杆模型的精度,采用密度法对传统模型进行拓扑优化.将连续介质离散为若干有空穴的单元,设定拓扑优化方向(体积减小率)进行迭代,得到相对密度趋近于1的单元,即找到最有效的荷载传递单元和路径,从而获得精确的拉杆、压杆面积和角度.将该方法应用于索塔锚固区强度校核中,以迫龙沟特大桥为例进行说明.采用通用软件ABAQUS建立该桥上塔柱索塔锚固区节段模型,通过拓扑优化获得节段有效传力区域退化模型,求解模型中拉杆、压杆及节点强度,并采用AASHTO规范校核,结果表明杆件及节点强度均满足要求.     

基于单板受力的预应力混凝土空心板桥承载力评定

为了研究处于“单板受力”状态桥梁的承载能力,采用已使用10 a的旧桥预应力混凝土空心板的试验数据,对既有空心板桥的承载力状况进行了评定.分别基于荷载横向分布和单板受力模式进行抗力-荷载效应分析,以确定既有桥梁的承载力.结果表明,“单板受力”削弱了上部结构的整体作用,降低了桥梁的整体承载力,使得上部主要承重构件处于非常不利的受力状态,降低了结构的耐久性和安全性.用现有承载力评定方法对处于“单板受力”状态的桥梁进行承载力评定,为既有不利状态的空心板桥的承载力评估提供很大的参考价值.     

配置HRB500级非预应力筋的无粘结部分预应力梁应力增量试验

对5片配置不同强度等级非预应力筋的无粘结部分预应力混凝土试验梁进行了加载试验,研究了该结构正常使用阶段和承载能力极限状态下,非预应力筋的强度等级以及高强非预应力筋配筋率对预应力筋应力增量的影响,并根据各国规范对试验梁极限应力增量的计算值与实测值进行了对比分析。研究结果表明:非预应力筋的强度等级差别及配筋率在弹性工作阶段对预应力筋的应力增量影响很小,但在混凝土开裂后至破坏阶段影响显著。各国规范极限应力增量计算值和实测值相比,我国现行规范计算结果更为安全合理。     

基于模糊综合评判法的预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工风险评估

本文基于模糊综合评判法对预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工风险评估开展了研究。首先采用专家调查法和层次分析法进行预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工风险因素识别和指标体系划分,再针对两级指标体系开展模糊综合评判分析,进行悬臂浇筑施工风险定量评估,分析结果为工程施工风险控制提供了依据。研究表明基于模糊综合评判法的工程施工风险评估方法具有较好的实用性和合理性,可为相关工程施工风险评估工作提供参考和借鉴。     

云南省六库怒江大桥加固设计方案研究

在运营20多a后,某大跨径变截面连续梁桥主梁出现了较严重的裂缝及跨中下挠现象,影响桥梁的结构安全及正常使用。本文结合该桥的荷载试验结论以及原桥设计状况的复核计算,对主梁病害成因进行了深入分析,在此基础提出中跨张拉体外预应力加固和中跨跨中增设钢桁架两种加固方案,经加固效果、施工难易程度及经济性等方面的对比分析,推荐合理的加固方案。     

预应力混凝土斜拉桥施工监控方案设计与实施

预应力混凝土斜拉桥作为大跨度高次超静定结构,其施工影响因素众多,必须采取严格的施工监控措施。本文通过实际案例,对此类桥梁施工监控的方案设计和实施情况进行了阐述,期望为类似桥梁施工监控提供一些有益的参考。     

京港高铁鳊鱼洲长江大桥北汊航道桥设计

京港高铁鳊鱼洲长江大桥北汊航道桥设计为双主跨140 m独塔预应力混凝土曲线梁斜拉桥,4线铁路整幅布置,客运专线和客货共线分别采用无砟、有砟轨道。大桥采用塔墩梁固结体系;主梁采用单箱六室预应力混凝土曲线箱梁,梁高4 m,主跨全宽32.5 m,边跨主梁因不设斜拉索,梁宽缩减为28 m;桥塔采用双柱式钢筋混凝土结构,上、下塔柱间设置1道半圆拱形横梁,主梁通过横梁与桥塔固结,上塔柱设置横桥向预偏,以抵消索力引起的塔柱横桥向往主梁曲线内侧产生的位移;全桥共设32对斜拉索,按竖琴式双索面布置在主跨;斜拉索采用标准抗拉强度1 770 MPa的锌铝合金镀层平行钢丝;基础采用钻孔灌注桩基础。桥塔采用爬模施工,主梁分区段采用牵索挂篮悬臂浇筑和支架现浇施工。该桥设计验算和成桥荷载试验结果均满足要求。