斜交空心板桥裂缝原因分析及处理

调查检测了某斜交空心板桥的裂缝等病害,在对该桥进行空间有限元分析的基础上,指出了产生这些病害的主要原因,提出外贴碳纤维布的维修加固方案.加固后的现场荷载试验结果表明,维修加固方案合理可行,桥梁达到了设计荷载的使用要求.     

高性能灌浆料维修空心板桥铰缝的足尺试验研究

为了研究高性能灌浆料在空心板桥铰缝中的维修加固效果,以实桥拆除的3片30 m跨空心板梁为对象,进行了高性能灌浆料维修空心板桥铰缝的足尺试验研究.通过对铰缝修复后3片空心板组成的装配式空心板桥进行中板跨中集中加载,测量并分析了各板梁的荷载-挠度曲线,给出了试验的破坏模式.试验结果表明,加载初期各板梁挠度变化基本相同,各板梁间整体工作性能良好;极限状态下破坏形态为灌浆料与板梁结合面的纵向脆性开裂破坏;采用高性能灌浆料维修后对应原桥设计荷载的超载储备为1.74.     

空心板桥改造及加宽后对横向受力的影响

为了研究空心板桥在换板或加宽后桥梁的横向受力状态，基于铰接板法建立了多截面尺寸的空心板桥横向力学模型，对几种换板及加宽工况进行了计算，并将计算结果与ANSYS结果进行了对比.结果表明：换板时采用较宽的新板能有效降低各旧板的荷载横向分布系数，新板越宽降低效果越明显，并且两侧换板比仅换一侧时更明显；空心板桥加宽后，如横向车数不变，各旧板分担到的荷载会降低；横向车数增加，各旧板的荷载横向分布系数明显增大，此时应对旧板进行加固.在桥梁维护中，可用所提模型完成对空心板桥的换板及加宽设计.     

装配式空心板桥浅企口铰缝应力传递机理研究

为了优化设计空心板桥的企口铰缝连接,增强装配式空心板桥的整体性,考虑材料非线性、截面接触等因素,建立了某空心板桥的三维有限元分析模型,研究了其铰缝与空心板间的应力、应变对桥梁结构的影响。结果表明:均布荷载作用跨中主要影响范围为横向三片空心板,两个铰缝;铰缝主要靠剪应力传递荷载,同时竖向剪切应力决定剪应力的大小;铰缝纵向传递荷载,本身受拉、压交替变化。     

重要公路桥梁安全运营的动态监控及预警研究

针对重要公路桥梁设施运营中的风险,根据桥梁的重要程度、规模、桥型和病害情况的不同,将重要桥梁的监控与预警系统划分为三个等级,对不同的桥梁采用不同等级的结构安全运营动态监控与预警系统,在不同等级的监控与预警系统采用不同的监控手段,对桥梁关键参数进行监测.     

在役简支空心板桥静载试验的有限元分析

为了解某在役钢筋混凝土简支空心板桥运营的安全性,并为该桥的后期运营或加固改造提供判定依据,对该桥梁进行常规结构检测及静载试验检测,评估其实际工作状态及现有承载能力。采用梁格法和Midas有限元软件,建立相应的分析模型,计算各片梁横向分布系数及变形。静载试验结果和理论计算值的对比表明,该桥跨中截面应变、挠度均在规范容许范围之内,其结构刚度具有一定的安全储备,并处于弹性工作阶段;Midas有限元计算结果与铰接板法分析结果比较吻合,具有较高的精度。同时该桥的检测方法可为既有简支空心板桥的检测、加固的计算及分析提供参考。     

铰缝及板损伤后对空心板桥横向受力的影响

为研究空心板桥在铰缝及板受损后的横向受力状况,基于铰接板理论,建立了空心板桥铰缝及板受损后的解析模型,揭示了铰缝及板损伤后对桥梁整体横向受力的影响程度.结果表明:铰缝损伤会降低空心板横向传递荷载的能力,损伤程度越大,各板分配到的最大荷载越大,且距离受损铰缝越近的板受到的影响越大;当铰缝与板同时损伤时会导致周围完好板承担...     

公路桥梁限载标准安全性分析

以山东省某预应力混凝土空心板桥为依托,系统验证已有桥梁限载分析模型的工程安全性。首先,根据该桥结构设计资料,按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》设计汽车荷载进行承载能力检算,验证桥梁是否达到设计要求;在此基础上,针对不同的限载安全等级,按设计采用的车辆横向布载模式,计算典型限载车辆荷载作用下的荷载效应与跨中挠度;与设计汽车荷载产生的荷载效应和跨中挠度进行对比,检验所提限载取值对该类桥梁的工程安全性。计算结果表明,与安全等级一级和二级对应的典型限载车辆,可以满足安全等级一级、二级和三级的承载能力要求;与安全等级三级对应的典型限载车辆,可以满足安全等级一级、二级和三级的正截面承载能力要求,但不能满足安全等级一级的斜截面抗剪承载力要求。     

公路桥梁常见结构病害及其加固技术措施

公路桥梁的结构强度要够,才可以承受相应的附加力与重力,且结构的各个部分刚度要够,才可以保证其受到荷载作用时不会出现太大的变形与挠曲;结构中各个部分的尺寸大小得当,才能保证其在受到轴向压力时,从而失去应有的稳定性等.本文就针对公路桥梁结构的常见病害和加固技术展开讨论.     

基于检测的连续刚构桥病害分析及承载能力验算

为了解某预应力混凝土连续刚构桥的工作状况,对该桥在现役状态下承载力检测评定开展研究:系统分析了全桥构件外观缺陷、材质状况与状态参数等检查评定,根据检查结果按照《公路桥梁技术状况评定标准》进行技术状况等级评定;并根据相关规范和检测数据计算出主桥承载能力验算的相关参数,同时在考虑外观病害、材质缺损状况及桥梁变形的影响下,利用有限元软件MIDAS/Civil对桥梁结构承载能力进行检算评估.根据检测结果和计算分析表明:该桥在现役状态下承载能力和正常使用性能满足设计荷载等级要求,但主要构件存在裂缝、剥落、露筋、蜂窝和麻面等病害,对结构承载能力有较大影响,建议后期应及时采取防治措施,并加强巡查和养护.     

普通公路桥梁上部混凝土结构病害与维修加固方法研究

普通公路混凝土桥梁上部结构病害研究是桥梁维修与效果评价的重要依据,以天津市辖区125座普通公路混凝土桥梁为例,研究分析病害类型、病害原因以及维修加固方法。研究结果表明:板梁桥、T梁桥和箱梁桥占比分别为70.4%,20.7%,8.9%;普通公路混凝土桥梁病害主要有6种类型,维修方法主要有7种;板梁常见病害是梁底出现横缝,发生率高达61.1%,而T梁、箱梁常见病害是梁体腹部出现竖、斜向裂缝,发生率分别为64.3%和75%;维修板梁使用率最高的方法是局部修复法,使用率为66.3%,维修T梁、箱梁常用方法分别是桥面补强法和封缝处理法,使用率分别为50%和83.3%。研究结果还表明每种类型病害发生率和维修方法使用率与桥梁结构形式均密切相关,这将为以后桥梁维修加固提供借鉴和参考。     

薄层加固空心板桥抗弯承载力提升分析

当前公路桥梁改扩建工程中大量空心板桥因承载能力严重不足而面临拆除新建的难题,研究实用、高效的空心板桥顶面薄层加固方法可为该问题的解决提供重要途径。为获得薄层加固对空心板桥抗弯性能实际提升效果,以改扩建工程中13 m简支空心板桥为工程实例,提出了采用普通混凝土或超高性能混凝土(UHPC)进行空心板桥顶面薄层加固方案,并采用有限元软件建立C30混凝土及UHPC薄层加固空心板单梁、空心板桥非线性数值分析模型进行全过程计算分析。结果表明：采用C30混凝土和UHPC两种不同材料对空心板单梁、空心板桥进行顶面薄层加固,不仅对于结构的弹性、极限抗弯承载力有明显提高,而且可增大桥梁的安全系数,提高桥梁的安全使用性能。相对而言,采用UHPC薄层加固对结构抗弯承载力提升效果更为显著;而使用UHPC薄层加固空心板桥时,需结合原空心板配筋情况选用相匹配的加固层厚度,确保UHPC强度的有效发挥。     

基于破坏荷载试验的预应力混凝土空心板单板受力分析

已使用10 a的旧桥预应力混凝土空心板的破坏荷载试验研究,分别基于荷载横向分布和单板受力模式进行相应活荷载效应计算及抗力-荷载效应分析,以确定旧桥预应力混凝土空心板的安全性和可靠性．分析结果表明,“单板受力”状态削弱了桥梁结构的整体作用,降低了桥梁的整体承载能力和上部结构的安全性,给行车安全造成了隐患．该结论为在役预应力混凝土空心板桥的加固改造提供了试验及计算依据．     

装配式预应力空心板桥面混凝土铺装层病害及防治

针对影响桥梁使用和维修保养的桥面铺装层问题,研究分析了装配式预应力混凝土空心板桥面混凝土铺装层的纵桥向裂缝、横桥向裂缝、龟裂、松散剥落及伸缩缝处破坏等常见病害的产生机理,提出了相应的设计与施工措施.概括总结了钢纤维混凝土、合成纤维混凝土、混杂纤维混凝土和钢纤维轻混凝土在桥面铺装层中的研究成果,列举了几个需要进一步深入研究的课题.     

锚喷混凝土加固小铰缝板桥研究

基于有限元理论,借助通用计算程序ANSYS对一实桥建立有限元模型,结合检测结果,分析了该桥在不同荷载工况下挠度、应力、自振频率以及振型特征的变化趋势,研究了加固前后桥梁结构的静、动力特性.结果表明:锚喷混凝土加固小铰缝板桥有效地降低板梁截面的应力和应变,提高桥梁结构的自振频率.由此可知,锚喷混凝土加固可提高结构的整体刚度,增强结构的抗弯及抗扭能力,改善桥梁整体受力特性,具有较高的推广应用价值.     

梁式桥利用实测挠度值推算应力大小方法探讨

当前T梁、空心板以及等截面连续梁桥等的结构荷载试验比比皆是,要正确评定此类结构的承载能力,试验现场受条件的限制,准确测试梁的应变是困扰广大检测工程技术人员的难题.利用实测梁的变形来推算梁的应力方法可行,从理论上推导了简支梁、两端固结梁、两端固结梁、三跨连续梁分别在集中力、均布力的作用下的变形与应变关系式.利用某三跨等截面连续梁进行试验验证,第二跨实测与计算值应力与变形比分别为0.018 309、0.018 669,两者相差1.93%,第一跨、第三跨跨中应变和挠度比在0.018 750-0.019 607之间,与第二跨跨中的应变挠度比较为接近.推导变形与应变关系式可为T梁、空心板结构荷载试验的应变（动挠度）测量提供参考.     

横隔梁损伤对桥梁结构横向受力性能的影响研究

为研究横隔梁损伤对桥梁结构横向受力性能的影响,利用有限元软件ANSYS建立能够模拟横隔梁损伤桥梁横向受力的模型,分析各主梁横向影响线的变化.结果表明,横隔梁损伤会对桥梁结构横向受力造成不利的影响,其横向传递荷载的能力随损伤程度的加大而被减弱;且横隔梁损伤程度的大小直接影响各主梁所分配到的荷载;此外横隔梁的损伤会对不同位置的主梁产生不同程度的影响,距离损伤横隔梁越近的主梁,受到的影响越大.     

钢筋混凝土桥梁疲劳荷载模型及应力水平研究

随着公路交通量的日益增加,车辆荷载的循环累积作用引起桥梁结构疲劳损伤,其安全运营与耐久性能受到严重影响,公路桥梁疲劳损伤问题受到普遍关注.目前,我国公路桥梁规范尚无疲劳车辆荷载模型的取值相关规定,通过国内外公路桥梁疲劳车辆荷载模型研究分析其适用性.针对量大面广的中小跨径混凝土桥梁选取三座典型桥梁,对其进行设计荷载、标准疲劳车荷载和实际调查运营荷载作用下的桥梁荷载水平进行计算与分析,提出混凝土桥梁设计荷载应力水平为0.5,实际运营调查荷载应力水平为0.55,可为既有公路钢筋混凝土桥梁疲劳性能的准确评估提供一定的理论依据与技术参考.     

北盘江新型空腹式连续刚构桥角隅节点模型试验研究

为研究空腹式连续刚构桥新型桥梁结构角隅节点的力学性能,设计了角隅节点1∶5缩尺模型试验梁。通过静力荷载试验,利用静态采集仪及挠度计,测试角隅节点模型梁悬臂加载状态下的应变和挠度。建立模型梁有限元空间数值模型,并将有限元数值计算结果与试验数据进行对比分析。研究结果表明:空腹式连续刚构桥角隅节点具有区别于传统斜腿刚构桥角隅节点的力学性能,其顶板顺桥向基本受压应力作用;角隅节点区域局部应力较高,应加强此部位设计;剪力滞效应也同样存在于角隅节点部位;数值模拟结果与试验结果基本一致。本研究进一步揭示了空腹式连续刚构桥角隅节点力学性能,验证了数值模拟的可行性,为今后此类该桥型角隅节点设计提供了借鉴。     

移动荷载下Kelvin地基上无限长梁的稳态响应

为评价公路、桥梁、列车轨道等承载结构在交通荷载作用下的动态响应,基于线性系统的叠加原理,采用积分变换法求得了Kelvin地基上无限长梁的Green函数,并就各种荷载工况分别进行了讨论,得到了相应梁挠度的积分形式解.通过对移动集中荷载作用下梁挠度的积分形式解的数值计算分析,得到了相应的梁挠度的数值结果,并就地基阻尼、荷载移动速度等参数对梁挠度的影响效果进行了分析.当地基阻尼较小时,梁挠度的最大值随荷载移动速度的增大而增大;但随着地基阻尼的增大,梁挠度的最大值将随荷载移动速度的增大而减小.梁挠度在时间变化历程及空间分布上的不对称性随地基阻尼或荷载移动速度的增大而增大.