装配式钢箱梁桥面刚柔复合铺装结构力学分析

选择钢箱梁刚柔复合桥面铺装体系为研究对象,建立正交异形板以及铺装层的三维有限元模型,探索车轮荷载作用下刚柔复合铺装层及其与钢桥面板界面上力学响应的分布规律。分析表明,刚柔复合铺装结构整体刚度较好,铺装层受力的局部效应减弱;纵向拉应力为刚柔复合铺装中拉应力的主要控制指标;正交异性板的刚度突变位置易出现最大应力值。研究结果可对钢桥面铺装设计提供理论依据。     

闵浦大桥上层钢桥面铺装力学分析与优化设计

以沥青混合料铺装层的最大拉应力、铺装层与钢桥面板间最大剪应力等为控制指标,对闵浦大桥双层桥面的上层钢桥面裸板及铺装层进行了力学响应分析。计算结果表明:轮载作用下正交异性钢桥面板的力学响应具有显著的局部特征,与荷载作用位置密切相关;上层钢桥面上弦杆宽度范围内局部的变形量接近0.8mm,对铺装层的受力不利,应进行加劲处理;上层钢桥面上弦杆靠近轮迹带的支撑点和T型纵向加劲肋与钢表面板的交汇点为钢桥面铺装受力最不利点,应进行优化设计。最后提出:对上弦杆部分的钢桥面板进行局部加劲处理,供载重骑车行驶的外侧两车道的钢桥面板厚度宜采用16mm。     

钢-STC组合桥面施工工艺研究

超高韧性混凝土(STC)是为解决正交异性钢桥面结构疲劳开裂和沥青混凝土铺装层易损这两大世界性难题而针对性开发的。以STC为基体形成的钢-STC轻型组合桥面结构可大大增加钢桥面板的局部刚度,降低钢桥面板各构造细节处的活载应力,大幅度提高钢桥面板的抗疲劳寿命,同时改善了沥青面层的工作条件,大大降低了铺装层出现病害的风险。在总结大量实桥施工经验的基础上,着重研究了钢-STC组合桥面的施工工艺,如STC的拌和、摊铺、养护等,以为类似工程提供参考与借鉴。     

装配式钢箱梁桥面柔性铺装结构力学分析

该文选定钢箱梁柔性桥面铺装体系为研究对象,运用局部箱梁段分析法,以铺装层和钢桥面板作为整体,应用ANSYS软件,针对正交异形板、铺装层构建三维有限元模型,探讨了车轮荷载作用下钢桥面板界面、柔性铺装层的变形分布规律、应力状况等。研究发现,在轮载增加的同时,表面最大弯沉、横向拉应力等均随之而增大;铺装层中拉应力值较小,铺装层与钢板间剪应力较大;横向拉应力为柔性铺装中拉应力的主要控制指标;正交异性板的刚度突变位置处应力值往往达到最大。研究结果对钢桥面铺装设计和施工具有一定的指导作用。     

钢桥面铺装国内外研究现状

详细介绍了正交异性钢桥面板桥梁及钢桥面铺装技术在我国的应用和发展历程,阐述了国外关于钢桥面铺装技术的研究成果及特点,总结归纳了浇筑式沥青混凝土铺装层和环氧沥青混凝土铺装层的优缺点,以期指导钢桥面铺装施工。     

大跨钢桥桥面铺装结构受力分析

桥面铺装试验模型的横断面是两边各有一个闭口肋,中间有三个开口肋的结构,横向具有刚度不均匀性,不宜采用正交异性板弯曲理论进行计算。本文根据虎门大桥桥面铺装及室内试验模型的特性提出了钢桥面铺装力学分析方法,为钢桥面铺装设计与施工提供了一定的理论依据。     

大跨径斜拉桥钢桥面防水铺装层修复方案分析与设计

针对主跨为618 m的大跨径斜拉桥——武汉白沙洲长江大桥钢箱梁桥面铺装的破坏情况,分析了铺装层发生病害的原因。采用高温稳定性能优异的新型防水粘结层材料和界面进行粗糙化处理技术对铺装层的破坏部位实施了抗滑移修复方案,应用有限元法分析了轮载作用下的正交异性钢桥面板铺装层剪应力的变化规律,同时对防水粘结层材料的粘结强度、抗剪强度和弯曲变形性能进行了室内试验,并且成功实施了白沙洲大桥钢桥面铺装修复工程试验段。     

佛陈扩建桥钢-RPC组合铺装钢箱梁桥振动测试与模态识别

结构动力特性反映了桥梁质量和刚度分布特征,是桥梁动力分析的重要参数。为获得钢-RPC组合铺装正交异性桥面板钢箱梁桥的模态特征,了解桥面铺装刚度增大带来的结构整体刚度变化,采用基于参考点的环境激励法,通过在佛陈桥钢箱梁内布置多个测点,进行分批次测量,采用峰峰值拾取的方法识别了该桥多阶模态参数,测试的振型具有较好的合理性。     

桥面铺装对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响效应研究

为研究桥面铺装温度、表面不平顺度及车速等关键因素对正交异性钢桥面板纵肋与顶板焊接细节疲劳损伤的影响,提出考虑铺装层效应的车桥耦合动力模型,并采用健康监测实测数据对所提出的理论模型进行验证。在此基础上,以珠江口某超大跨径悬索桥正交异性钢桥面板为研究对象,量化各关键影响因素对其纵肋与顶板焊接细节的疲劳损伤累积效应的影响,并确定关键参数对疲劳损伤动力放大系数。研究结果表明:车桥耦合动力模型可以用于铺装层温度和车速等关键影响因素对疲劳损伤的影响效应;当桥面铺装温度为70℃且路面状况较差时,实际疲劳损伤为传统分析方法所得疲劳损伤的2. 5倍;该悬索桥正交异性钢桥面板在夏季最高气温时,钢桥面板实际疲劳损伤为基于传统分析方法所得疲劳损伤的2. 25倍,夏季某天平均的实际疲劳损伤为传统方法分析所得的1. 48倍;冬季某天平均的实际疲劳损伤为传统方法分析所得的0. 77。     

钢-ECC组合桥面板中栓钉抗剪性能试验研究

针对大跨径钢桥面铺装层及正交异性钢桥面板容易破坏的世界难题,提出钢-ECC铺装组合结构,并探究短栓钉应用在钢-ECC组合桥面板中的受剪性能。通过4组静力推出试验研究了钢-ECC组合结构的荷载-滑移曲线、抗剪承载力和破坏模式。试验结果表明:采用短栓钉联结的钢-ECC组合桥面板具有较高的抗剪承载力,且栓钉承载力设计值可偏安全按照《钢结构设计规范》(GB 50017—2017)计算取值,即N_v~C=0.7 A_(stud)f_(stud);ECC层加厚有利于提高组合结构的抗剪性能;ECC中栓钉的抗剪刚度与普通混凝土中栓钉的抗剪刚度相比,提高了195%以上;推出试件破坏时,栓钉被剪断,ECC板表面未见明显裂缝。     

正交异性钢桥面板的疲劳研究综述

正交异性钢桥面板是国内外大中跨径桥梁普遍采用的桥面结构形式,由于直接承受车轮荷载的反复作用,疲劳问题非常突出。详细阐述正交异性钢桥面板细节构造的疲劳研究概况和相关结论,简述钢桥面板的疲劳评估方法,并对正交异性钢桥面板的疲劳研究进行展望和建议。     

大纵肋正交异性组合桥面板混凝土结构层的有效宽度研究

大纵肋正交异性钢桥面板在疲劳性能和经济性等方面具有突出优势,但局部强度不足的问题突出,在钢桥面板上设置混凝土结构层而发展的大纵肋正交异性组合桥面板,是有效改善新型大纵肋正交异性钢桥面板关键疲劳易损部位抗疲劳性能的新型结构体系。大纵肋正交异性组合桥面板在剪力滞效应的影响下,混凝土层纵向应力沿横向分布不均匀,有效宽度是该类结构设计和计算的基本参数。文章建立大纵肋正交异性组合桥面板参数化有限元模型,研究荷载形式、刚性铺装厚度、刚性铺装材料强度、跨中横隔板等因素对混凝土结构层在弹性极限状态下有效宽度的影响。研究结果表明:在不同的加载模式下,有效宽度沿梁跨表现出不同的变化规律;混凝土强度等级和混凝土厚度对有效宽度的影响不显著;跨中设置横隔板能够在一定程度上改善横隔板附近区域混凝土结构层的剪力滞效应。     

钢梁桥面UHPC防水铺装层施工技术研究

针对洞庭湖特大桥结构设计形式新颖、桥址处特殊的气候条件及生态环保要求,以及后期运营过程中钢梁桥面板对防水、防腐要求高的特点,大桥钢梁桥面在世界范围内首次采用超高性能混凝土(UHPC)进行防水铺装层施工.超高的力学性能及耐久性,大大提升正交异性桥面铺装体系安全健康水平.介绍了钢梁桥面防水铺装层施工工艺原理,阐述了钢筋、模...     

BRS树脂沥青组合体系钢桥面防水层施工技术

摘要：ERS（EBCL防水粘结层＋RA05树脂沥青混凝土＋SMA-13沥青混凝土）树脂沥青组合体系正广泛应用于钢桥面铺装、EBCL层作为防水粘结层,具有变形追随能力强、热稳定性高、与钢板粘结强度好等优点,该结构层同时兼具钢桥面板防腐的功能,可有效保证钢桥面板的耐久性和使用安全性。本文介绍了ERS树脂沥青组合体系在嘉绍大桥钢桥面铺装中的应用。     

浇筑式沥青混凝土在桥面铺装工程中的应用

介绍了浇筑式沥青混凝土在重庆朝天门大桥桥面铺装工程中的应用情况,并对其施工工艺进行了阐述,指出浇筑式沥青混凝土具有良好的防水、抗疲劳性能以及对钢桥面板良好的追从性和粘结性能,可广泛应用于桥面铺装。     

正交异性钢桥面板纵肋与桥面板连接细节的疲劳评估及修复措施

正交异性钢桥面板由于具有自重轻、极限承载力大等优点目前广泛应用于大、中跨径桥梁中,我国已建和在建的大跨径桥梁也大多采用正交异性钢桥面板.但由于正交异性钢桥面板结构构造复杂,受焊接残余应力影响大,钢桥面板直接位于车轮荷载的作用下,一些构造细节处极易发生疲劳开裂.以国内某大桥正交异性钢桥面板为例,针对纵肋与桥面板之间的疲劳...     

江阴大桥钢桥面铺装修复方案研究

结合江阴大桥钢桥面铺装试验段使用情况,提出适用于江阴大桥钢桥面铺装的"上层环氧沥青混凝土+下层浇筑式沥青混凝土"的铺装修复方案,结果表明,该修复方案适用于江阴大桥钢桥面铺装,使用情况良好,仅在铺装局部出现细微裂缝。     

新型钢-UHPC组合桥面板抗弯承载力模型试验与理论分析方法

为综合解决正交异性钢桥面板疲劳开裂和桥面铺装易损两大难题,提出一种由波形顶板、超高性能混凝土(ultra-high-performance concrete,UHPC)结构层和改进螺旋线(modified clothoide,MCL)形组合销所构成的新型波形顶板-UHPC组合桥面结构.设计2类共12个足尺模型,对所提出...     

正交异性钢桥面板结构加工技术工艺

<正>交异性钢桥面板是钢结构桥梁的重要结构件,正交异性钢桥面板由钢板、U肋和横隔板组成。以钢箱梁正交异性钢桥面板为例,介绍正交异性钢桥面板结构特点和组拼、焊接及工地连接工艺特点,探讨在目前焊接和组装工艺条件下,延长正交异性钢桥面板使用寿命的加工技术和工艺。     

港珠澳大桥正交异性钢桥面板疲劳特性研究

由结构体系和受力特性共同决定,疲劳问题是正交异性钢桥面板应用和发展所面临的重要课题。以典型的正交异性桥面板钢箱梁桥——港珠澳大桥为研究对象,通过足尺试件模型对5类重要的正交异性钢桥面板疲劳易损部位进行试验和理论研究。选取最易发生疲劳损伤的梁段作为模型设计的依据,针对各关键疲劳易损部位设计4组共8个足尺疲劳试件模型;对设计寿命期内各疲劳易损部位的疲劳特性进行试验验证,在此基础上选取典型疲劳易损部位进行疲劳损伤及疲劳性能试验,建立基于理论模型和弹塑性断裂力学的疲劳损伤裂纹扩展模拟方法。研究结果表明:港珠澳大桥正交异性钢桥面板的疲劳性能满足设计要求;正交异性钢桥面板疲劳易损部位的疲劳性能存在较大差异;疲劳裂纹附近区域的应力分布随裂纹的扩展而不断发生改变,可据此判别裂纹的萌生并监测其扩展;所提出的方法适用于待研究疲劳易损部位的疲劳寿命评估。