预制装配式混凝土桥梁结构2019年度研究进展

预制装配式结构具有施工速度快、占用场地少、构件质量高、建造过程绿色环保等显著优势,是实现建筑工业化的可靠途径,近年来获得了学界、工业界的高度重视。在桥梁工程领域,预制装配式混凝土桥梁结构得到了快速发展,针对预制装配式混凝土桥梁结构的研究快速增加,诸多新型预制装配式混凝土桥梁结构已应用于实际工程。总结2019年预制装配式混凝土桥梁结构的研究进展,从下部结构与上部结构两个方面论述了该领域内的新技术、新构造以及典型工程应用。经过总结发现：预制装配式桥墩的连接构造及其抗震性能是本领域的研究重点,也是阻碍装配式桥梁结构向高烈度地震区发展的关键问题;预制装配式上部结构中,基本预制构件之间的连接构造形式受到大量学者的关注,连接构造的抗裂能力,疲劳性能等有待进一步提升,旨在实现“等同现浇”的力学性能。     

半装配式再生混凝土低矮剪力墙抗震性能试验

为研究半装配式单排配筋混凝土剪力墙结构的抗震性能以及再生混凝土在预制剪力墙中的应用效果,设计了4个不同轴压比下工字形半装配式单排配筋普通混凝土和再生混凝土剪力墙试件,试件由底部带预留孔的上层预制剪力墙、带墩头竖向分布钢筋的基础梁、二者之间的坐浆层以及纵横墙交接处的现浇暗柱组成,基础梁顶部伸出的单排竖向墩头钢筋伸入上层预制墙体底部的预留孔中,采用灌浆锚固的方法连接,并进行了低周反复荷载试验,分析了各个试件的破坏特征、承载力、刚度以及耗能等.结果表明:在水平荷载作用下,预制剪力墙与基础梁之间的连接部位出现水平通缝并产生较小滑移,墙身分布着X形交叉斜裂缝;随着轴压比的增大,试件的承载力提高,但延性较差;再生混凝土试件的破坏形态和受力性能与普通混凝土试件相近,再生混凝土可用于工厂预制的结构构件中;半装配式单排配筋混凝土剪力墙构造简单、施工方便,且抗震性能良好,可用于低多层剪力墙结构中.     

装配式钢筋混凝土桥梁施工技术

对于不同环境、不同类型的桥梁,不同的施工技术都直接影响到桥梁的施工质量与安全.近年来,装配式钢筋混凝土桥梁施工技术由于造价更加经济、施工期短、质量更加可靠、更易修复和重建等特点而在桥梁工程中得以广泛应用.本文以某高架桥为例,对该技术各施工环节进行分析,并对如何提高装配式钢筋混凝土桥梁施工质量进行探究.     

有粘结预应力外包角钢混凝土梁施工阶段弹性受力分析

外包钢混凝土结构构造简单、联接方便、承载力高、延性好。但作为受弯构件,其抗裂性能及抗弯刚度等优势不是很明显。对其施加预应力,形成有粘结预应力外包角钢混凝土结构,可以进一步提高构件的承载能力、抗弯刚度、抗裂性能、耐久性。文章对有粘结预应力外包角钢混凝土梁进行施工阶段弹性受力分析,并给出其相应应力、应变计算公式。     

基于UHPC材料的高性能装配式桥梁结构研发

针对现有装配式桥梁结构中共性的技术难题,提升装配式桥梁结构的性能与品质,笔者团队以超高性能混凝土(UHPC)为基础,研发了具有高施工性能、高使用性能和高耐久性能的高性能装配式桥梁结构体系.本文介绍了笔者团队研发的3类高性能装配式桥梁结构:(1)装配式UHPC箱梁结构;(2)全预制UHPC "π"形梁;(3)全预制钢-UHPC轻型组合"π"形梁.通过大量的试验研究和理论分析,掌握了各类装配式UHPC桥梁结构的基本受力性能,并初步建立了计算理论和设计方法.研究结果表明:(1)等强度承载条件下,装配式UHPC桥梁结构自重可降为传统结构的40～50%,以方便运输,实现大构件快速化架设;(2)因UHPC中钢筋锚固长度仅需10倍钢筋直径,现场各梁间结合部可大幅度缩小,可实现现场零焊接,减少现场作业量,并完全规避节点开裂、渗漏的风险;(3)结构抗腐蚀、抗冻、防渗漏性能优良,基本实现结构设计寿命周期内免维护.综合而言,基于UHPC材料的高性能装配式桥梁结构有望突破现有装配式桥梁中的技术瓶颈,具有广阔的应用前景.     

混凝土桥梁耐久性2020年度研究进展

近年来,混凝土桥梁的耐久性引起广泛关注,混凝土桥梁的耐久性直接影响到长期服役桥梁的安全性和使用寿命,是桥梁研究的热点之一。目前,混凝土桥梁耐久性的研究主要分为两个方面：一是从材料的损伤机理层面入手,研究桥梁构件材料的破坏方式和影响因素,分析混凝土桥梁材料的耐久性影响作用机理;二是从桥梁结构的整体出发,研究桥梁耐久性能的设计、评估以及桥梁的养护方案等,探究提高混凝土桥梁结构耐久性的措施。为全面掌握混凝土桥梁耐久性的研究动态,从混凝土桥梁的设计、桥梁混凝土材料的耐久性研究、混凝土桥梁的钢筋锈蚀研究、混凝土桥梁的耐久性提升技术、不同服役环境对桥梁耐久性的影响、长期服役性能评估及寿命预测等方面对2020年关于混凝土桥梁耐久性的论文进行梳理,探讨未来混凝土桥梁耐久性的研究重点和发展方向。     

新型装饰建筑结构一体化墙板收缩性能研究

新型GRC-PC复合墙板是由预制混凝土（PC）与玻璃纤维增强水泥（GRC）两种材料复合而成的装配式集成产品。为研究该复合墙板的抗裂性能,以纯GRC墙板、纯混凝土墙板和不同厚度的GRCPC复合墙板为对象,探讨了GRC材料的抗裂性能以及GRC与PC层间连接方式对其影响。通过长期收缩试验,系统分析了纤维、胶粉的添加质量分数对GRC材料抗裂性能的影响。同时,以GRC厚度和复合材料界面连接方式为变量,开展GRC-PC复合墙板的收缩试验。结果表明：GRC厚度为15 mm的复合墙板的收缩性能优于GRC厚度为10 mm的复合墙板;在GRC与PC复合界面采用平接、拉毛、铺设钢丝网3种方式中,使用平接方式可以更有效地提高复合墙板的收缩性能和抗裂性能。     

装配式剪力墙结构新型连接节点的构造与抗震性能研究

装配式结构具有快速施工,节能环保的特点,装配式剪力墙结构符合我国住宅产业化的要求.预制墙体连接技术是制约装配式剪力墙结构使用及抗震性能的关键,提出一种适用于装配式剪力墙连接的新型节点连接技术,通过节点的静力试验及试件低周反复荷载试验,研究和评价新型节点连接的抗震性能,并在试验基础上改进节点连接构造.结果表明:该连接技术锚固性能可靠.在选择合理钢筋埋深和设计的情况下,运用这种连接方法的装配式剪力墙水平缝和竖直缝试件具有与现浇试件相当的抗震性能.     

预制装配式混凝土叠合板的施工技术

由于现浇施工方式所造成的环境污染、噪声影响、资源浪费、施工危险等弊端逐步显露,我国建筑业又开始重视预制装配式混凝土结构的发展,装配整体式混凝土结构迎来了新的发展机遇。随着国家政策引导,建筑工业化得到进一步的推进与发展,成为建筑行业新的发展趋势。结合预制装配式混凝土叠合板在住宅工程项目的应用,介绍其生产制作、堆放、运输、安装等过程的施工工艺技术进行分析,有助于根据该项目的实际施工经验,对预制装配式混凝土叠合板在项目中应用提出建议。     

风暴潮、浪作用下中小型跨海桥梁破坏形式与数值模拟研究

强台风形成的巨浪、风暴潮对跨海桥梁的安全造成了严重威胁,为探讨台风风暴潮、浪共同作用下中小型跨海桥梁上部结构和下部结构的破坏机理及台风风暴潮期间不同水位下的波浪对下部结构的作用规律,开展了台风风暴潮、浪共同作用下中小型跨海桥梁破坏形式调研,发现风暴潮、浪作用下中小型跨海桥梁上部结构的破坏形式主要有梁体离位、梁体脱落和梁体断裂,主要原因为梁体被迫发生无约束运动;下部结构破坏主要表现为结构偏移、倒塌以及盖梁连接失效破坏,主要原因为水动力作用较强及上部结构撞击。通过CFD三维数值模拟研究了桥梁下部结构波浪荷载,给出了考虑风暴潮水位下波浪冲击桥墩的经验公式。根据调研及数值模拟,提出了设计及施工建议。     

混凝土桥梁耐久性影响因素及工程实践分析

根据混凝土桥梁耐久性研究进展,结合近年来桥梁工程建设实践,从设计、施工,以及外部环境等方面,分析了混凝土桥梁耐久性的主要影响因素,并提出改善混凝土桥梁耐久性能的具体措施．     

钢结构桥梁疲劳2020年度研究进展

钢结构桥梁具有轻质高强、跨越能力大、易工厂化制造和便于装配化施工等突出优点,是桥梁工程的重要发展方向。但工程实践表明,疲劳与断裂是导致结构服役性能降低甚至引发灾难性事故的关键因素,严重制约了钢结构桥梁发展应用。学者们从不同的角度对于钢结构桥梁疲劳问题进行了深入系统的研究,现聚焦于疲劳失效机理与抗力评估方法、抗疲劳设计与建造技术、环境因素及其疲劳抗力效应机制、疲劳裂纹识别与监测检测、疲劳开裂处置与性能强化等主要方面。对2020年度在相关领域所取得的最新研究进展进行总结,梳理亟待解决的关键问题以及下阶段的研究重点。结果表明,钢结构桥梁疲劳问题是学术界和工程界的研究热点,在对疲劳性能分析评估理论方法、抗疲劳设计和长寿命结构、抗疲劳建造技术、疲劳损伤监测与疲劳微裂纹检测识别、剩余疲劳寿命预测与疲劳性能强化进行研究的基础上,构建钢结构桥梁全寿命周期抗疲劳技术,是未来的研究重点和重要发展方向。     

钢筋混凝土腐蚀状态下的桥梁结构性能

钢筋混凝土桥梁是我国应用较广的桥梁结构形式。随着桥梁结构的老化和环境污染的加重,钢筋混凝土结构耐久性问题越来越引起国内外广大研究者的关注。钢筋腐蚀是影响钢筋混凝土桥梁结构耐久性的首要因素。为了解决这一问题,从钢筋的腐蚀机理入手,分析受腐蚀钢筋混凝土桥梁的结构性能,在此基础上提出解决的方法,并对在桥梁设计和施工方面应注意的问题提出建议。     

翼缘刚接混凝土T梁桥结构体系损伤评价研究

以16 m跨径的T梁桥标准图为基础,按1:4的缩尺比例,采用焊接钢板的连接方法设计了一座5片T梁桥模型。通过不同的钢板连接方式,对横向连接损伤对翼缘刚接T桥梁桥承载能力的影响进行了试验和有限元分析,研究了不同损伤工况对翼缘刚接T梁桥荷载横向分配的影响。提出了活载横向分布调整系数,为现实中的T梁桥承载能力评估、加固提供定量的评判标准,为损伤状态下刚接梁桥的体系可靠性评估提供借鉴。     

浅析装配式连续刚构桥

介绍了装配式连续刚构桥的受力特点和适用范围 ,并结合实桥分析了这种体系桥梁的设计、计算要点及施工顺序对内力的影响和影响程度 ,还提出了拓展跨径的一些思路 .     

混凝土结构锈胀开裂预测的路径概率模型

针对氯盐环境下服役混凝土结构钢筋锈蚀、锈蚀程度不易检测及混凝土锈致开裂的现状,基于混凝土锈胀开裂过程的随机性,提出一种预测钢筋锈蚀、混凝土锈胀裂缝开展时变特性的概率模型,并编制了计算程序.该模型可以模拟混凝土中钢筋锈胀开裂发展进程的路径,有效评估氯盐侵蚀环境下混凝土结构中钢筋锈蚀状况和锈胀裂缝宽度不同时段的概率分布,同时能估计构件钢筋样本锈蚀百分比.通过对濒海环境下某混凝土桥下部结构的耐久性评估,验证了该模型的准确性.该模型实现了对服役混凝土结构耐久性能的有效预测,评估结果可为工程维修和加固提供理论依据.     

预应力纤维增强复合材料(FRP)桥梁结构加固应用2020年度研究进展

纤维增强复合材料（FRP）由于其材料耐腐、质轻高强等优越性能在新建桥梁和旧桥加固等工程领域中应用广泛、发展迅猛,已成为桥梁领域的研究热点。为促进FRP在桥梁加固中的应用与发展,满足工程运维多样化需求,对老旧桥梁加固特点、FRP材料性能及其加固桥梁方法等方面的相关研究进行总结与评述,并从混凝土和钢结构桥梁加固两方面对近年来预应力FRP方法在桥梁加固实践中的研究和应用进行回顾。预应力FRP因其加固效果明显,施工速度快,已成为一种重要的桥梁加固方法并得以应用,未来还需在FPR锚固系统标准化、加固后桥梁行为可监测性、建立FRP加固桥梁结构的规范体系等方面开展研究工作。     

在役混凝土桥梁结构耐久性评估方法

对在役混凝土桥梁结构的耐久性进行评估是评价其工作性态是否满足设计要求的关键所在.将桥梁结构划分成桥梁结构、桥梁构成、桥梁构件3个层次，提出了桥梁构件划分方法与耐久性关键构件抽样法，并按照不同构件的耐久性劣化影响因素的差异选取了相应的包括构件环境作用因素指标在内的构件耐久性考核指标，从而建立了在役混凝土桥梁结构耐久性的3层次多指标的评估模型.并定义了桥梁结构全寿命周期的5个耐久性典型状态，以5个典型状态来评估桥梁现有耐久性水平，3个层次均划分为5个模糊等级，对应于完好、较好、较差、差、危险5个耐久性状态.基于模糊数学理论，将定性指标给予定量化，采用最优区间型隶属度函数确定构件的耐久性考核指标对各个模糊等级的隶属度，用可信度与频数统计（CMFS）方法确定权重，用综合隶属度评分法进行等级评定.基于以上分析，总结出在役混凝土桥梁结构耐久性评估流程，用Matlab语言编制了评估程序，用该程序对浙江省4座在役混凝土桥梁进行耐久性评估，评估结果与实际情况十分吻合.基于该程序开发的《公路混凝土桥梁耐久性评估软件系统1.0版》，已通过浙江省交通厅的鉴定并初步运用于浙江省公路桥梁管理系统，效果良好.     

在建桥梁火灾后结构损伤鉴定及修复简

借鉴建筑结构火灾损伤评估的研究成果,根据钢筋混凝土桥梁自身特点,综合运用一些常用的检测手段,提出了一套合理的混凝土桥梁火灾损伤鉴定和修复的方法,以某在建悬索桥为例,详细阐述了该方法在混凝土桥梁火灾损伤鉴定和修复中的应用.