改善钢桥桥面铺装层高温作用的有效措施的研究

钢桥桥面铺装层早期破坏一直是一个世界性难题,高温是造成钢桥桥面铺装早期破坏的一个主要因素。如果能够降低铺装层温度,改善铺装层内高温条件,便能提高材料使用性能,从而能够推迟早期破坏的发生。基于这一目的,本文以傅立叶传热定律为理论基础,根据气象部门提供气象资料,运用有限元手段,对开放式钢箱梁及封闭式钢箱梁的铺装层温度场进行了模拟研究。研究后发现,开放式箱梁可以降低桥面铺装层温度,降低桥面铺装层高温（指50℃以上的高温）持续作用时间,改变桥面铺装层高温的作用位置。因此可以得出结论：开放式钢箱梁,能够改变桥面铺装层温度分布状态,降低桥面温度,从而提高铺装层与钢板间粘结材料的粘结性能,提高桥面铺装材料的抗车辙能力,进而推迟钢桥桥面铺装层早期破坏发生,提高桥面铺装层的使用寿命。     

水泥混凝土桥面沥青铺装层低温温度场分析

桥面铺装层在使用期间内产生温度裂缝是水泥混凝土桥面沥青铺装层常见的问题。提高铺装层的抗裂性能是桥面铺装体系结构设计的重要课题。低温开裂是导致桥面铺装层发生破坏的主要原因。本文在对寒冷地区标准气候研究计算的基础上,分析了典型的混凝土桥面沥青铺装体系中沥青铺装层在连续降温条件下铺装层表面温度变化、梯度变化规律,以及铺装层表面最温差的变化,最终为混凝土桥面沥青铺装层抗裂设计提供理论依据。     

刚性桥面铺装层厚度的估算

本文在对目前普遍存在的桥面铺装层破损现象分析的基础上 ,归纳其中主要力学成因 ,建立了关于桥面铺装及行车道板内力分析的简化力学模型 ,并进而针对常见钢筋混凝土梁式桥刚性桥面铺装层的厚度进行了估算     

大攻角及桥面粗糙度对扁平钢箱梁涡振性能的影响

为探究大攻角及桥面粗糙度对扁平钢箱梁涡振性能的影响,对寸滩长江大桥主梁进行了风洞试验。应用Matlab软件模拟桥面粗糙度变化范围,根据模拟结果选取对应的砂纸在试验中模拟桥面粗糙度,分析了攻角及桥面粗糙度对扁平钢箱梁涡振区间及幅值的影响。试验研究表明:在大攻角下扁平钢箱梁的涡振振幅和范围明显增大,对桥址位于山区等容易发生大风攻角的地区的桥梁应进行大攻角试验。扁平钢箱梁的涡振响应随着桥面粗糙度增大而减小。正攻角范围内,桥面粗糙度对涡振响应的影响随着攻角减小而增大。桥面粗糙度发生变化时,扭转涡振响应更加敏感,变化幅度大于竖向涡振响应变化幅度。     

空心板梁桥桥面连续构造的受力特性试验

针对现有拉杆式桥面连续构造易发生开裂、渗水等病害,提出适用于空心板梁桥的拱型桥面连续构造形式,并用实桥荷载试验验证了抗开裂的有效性.通过理论计算和数值仿真,确定空心板梁桥拱型桥面连续构造的拱跨、矢高和分隔缝形式.在车辆荷载或负温度梯度作用下,梁端上翘不会引起拱型桥面连续上移,受拉连接钢筋使拱顶产生正弯矩,混凝土受压;在正温度梯度作用下,钢板分隔缝使桥面铺装压应力有效地传至桥面连续混凝土,抵消了拱顶负弯矩所产生的拉应力.试验结果表明,拱型桥面连续可以使拱顶混凝土达到受压状态,且压应力随荷载增大而增大,而拉杆式桥面连续混凝土始终为受拉状态,且拉应力随荷载增大而增大,无黏结钢筋与混凝土之间的滑移失效是拉杆式桥面连续混凝土受拉开裂的主要原因.     

正交异性钢桥沥青混凝土桥面铺装的力学分析

给出了钢桥面铺装体系有限元计算的基本原理及假设,根据国内大跨径钢桥常用的钢箱梁正交异性桥面板及铺装结构参数,分析了桥面铺装层在行车荷载作用下的受力特性及其与铺装层材料弹性模量的关系,得出最不利荷位,确定了最危险点,并以此处的最大破坏应力作为钢桥面铺装结构设计控制指标,从而控制桥面铺装层的早期破坏.     

强震下两跨斜交简支梁桥桥面旋转反应的影响因素分析

为了研究在双向地震激励下两跨斜交简支梁桥桥面的旋转效应,选取Open Sees建立考虑两跨梁体间纵向、梁体与挡块间横向碰撞的有限元模型,从模态特征与地震反应2个层面分析了斜度、横隔梁数量及布置方式、下部结构支承刚度和跨径布置对两跨斜交简支梁桥桥面旋转的影响.结果表明:斜交简支梁桥的面内旋转振型早于正交桥出现;斜度的增大加剧了桥面的旋转;非对称结构的低阶振型表现为平动与桥面内旋转的耦合振动,其结构偏心效应加剧了桥面的旋转;不设或设置过多的横隔梁、采用平行于支承边布置横隔梁均会加剧桥面的旋转;纵向碰撞对不同斜度的两跨斜交简支梁桥桥面旋转有不同的作用效果;横向挡块能有效抑制两跨斜交简支梁桥桥面的旋转.     

钢筋混凝土桥面铺装设计和施工研究

结合钢筋混凝土桥面铺装工程,从桥面连续滑模铺装的必要性,提出钢筋混凝土桥面滑模铺装的技术条件,分析桥面铺装层加厚的恒载增大问题、预应力钢筋混凝土桥梁的反拱控制标准、桥面铺装方式、铺装层的混凝土强度要求和钢筋混凝土桥面铺装层的分缝原则,具有工程意义和社会效益．     

简支梁桥拱型桥面连续构造的受力性能

针对国内简支梁桥桥面连续混凝土开裂的现状,建立有限元模型分析桥面连续构造的破坏机理.分析结果表明：造成桥面连续混凝土开裂的主要原因是简支梁的纵向位移、转动及不均匀沉降引起的内力,直接作用于混凝土或通过纵向连接钢筋传递至混凝土,为了改变内力的传递方式,解决桥面连续混凝土的开裂问题,根据拱型结构拱脚受拉使拱顶产生正弯矩的受力特点,提出一种新型的拱型桥面连续装置.为了验证该装置的有效性,制作了拱型桥面连续和传统型桥面连续的模型并进行了设计荷载下的受力试验.试验对比结果及有限元计算表明：拱型桥面连续装置对混凝土的拉力有较好的分散作用,大大减小了桥面连续混凝土的纵桥向拉应力,有效地改善了桥面连续混凝土的开裂损伤.     

桥面粗糙度对桥梁节段模型涡振试验结果的影响

目的 研究桥面粗糙度对大跨度桥梁节段模型涡振试验结果的影响,从而为涡振试验参数模拟提供依据.方法 采用节段模型风洞试验,研究不同桥面粗糙度下的涡振性能,并分析不同桥面粗糙度对随风速变化的涡振振幅的影响.结果 当实桥桥面粗糙度由0mm增加到16.5 mm时,开口断面主梁的竖弯和扭转涡振振幅在某度风攻角下分别降低了35.8％和24.8％,闭口断面主梁的扭转涡振振幅在某度风攻角下降低了43.0％,竖弯涡振现象则消失.结论 桥面粗糙度是影响主梁节段模型涡振试验结果的重要因素,精确地模拟桥面粗糙度是保证主梁节段模型涡振试验结果高精度不可忽视的因素,模型桥面粗糙度模拟得越低,涡振试验结果偏差越大.     

U形肋正交异性组合桥面板力学性能

为验证桥面板在局部车轮荷载作用下的受力特性及桥面板在桥梁第二体系中的受力性能,提出新型U形肋正交异性组合桥面板系统,并区分其与常规桥面板的受力性能.设计制作了3个不同桥面板试件,其中包括1个混凝土桥面板,1个正交异性钢桥面板,1个带U形肋正交异性组合桥面板.通过静力试验测试了不同桥面板在荷载作用下负弯矩区混凝土开裂情况、桥面板不同部位的结构应变和变形等.试验结果表明:U形肋正交异性组合桥面板在车轮荷载作用下其局部应力水平显著低于正交异性钢桥面板,具有较强的抗疲劳性能;U形肋正交异性组合板在桥梁第二体系的承载能力分别是混凝土桥面板和钢桥面板的1.37倍和0.93倍.     

宜万线姚家湾大桥桥基位置选择

利用经验坡角法和应力分析法,初步确定宜万铁路姚家湾大桥桥基位置。再根据不同桥位下边坡稳定性分析,选择出较为合适的桥基位置,利用岩体强度分析对该桥位进行验证,最终确定宜万线姚家湾大桥桥基水平距离为19m。     

斜交梁桥频率间接识别效果的影响参数

采用过桥车辆振动响应识别桥梁自振特性的间接测量法能够避免传统动载试验测量桥频方法存在的操作复杂和成本高等缺点。根据车桥耦合振动理论和桥梁间接测量法基本原理,对实际工程中的某一斜交梁桥建立车辆与桥梁耦合振动的有限元模型,采用双轴半车模型模拟测量车辆,提取车辆匀速驶过桥梁时的车辆加速度时程响应,并利用峰值拾取法进行频谱分析,剔除已知的车辆相关频率识别出桥梁的前三阶自振频率,分析了6种不同车速、6种不同车重、8种不同桥梁斜交角度对桥梁频率识别效果的影响特点。结果表明,间接测量法能够有效地识别桥梁比较密集的频率,车速低于20 km/h时,能够较好地识别出斜交梁桥的前3阶频率,车速较高时无法识别桥梁的频率信息;相对较小的车桥质量比对桥梁频率识别有利;斜交梁桥不同的斜交角度基本不影响桥梁频率识别的精度;桥面粗糙时采用差值法仍能较好地识别。数值模拟表明,间接测量法对于不规则斜交梁桥频率仍有较好的识别效果。     

杨家溪1号特大桥临时便桥设计及成本分析

杨家溪1号特大桥在左右幅桥中间架设一座临时便桥,采用钢结构,便桥按主桥墩位布置为16跨,桥长285m,采用下承式双排单层贝雷桁架结构,上部为贝雷装配式钢桥,下部为桩柱式桥墩,桥台采用重力式.为了满足杨家溪1号特大桥桩基及下部结构施工,在桥墩处采用架设桩基钻机平台及吊机平台联结便桥.便桥设计时对便桥和平台进行布置和受力分析,并根据施工实际对便桥进行了成本分析.     

结构体系转换技术在拱桥加固中的应用

介绍了双曲拱改建成刚架拱这种结构体系转换加固拱桥的技术.对新结构体系的基本假定、计算方法和原理进行了研究,并对2种不同跨径的桥型的结构内力进行了对比.研究结果表明：刚架拱的受力性能优于双曲拱桥,且其拱上建筑轻于双曲拱,可为将双曲拱改建为刚架拱提供理论依据.     

三塔斜拉-自锚式悬索组合体系桥成桥阶段活载模型试验研究

为研究三塔斜拉-自锚式悬索组合体系桥在成桥阶段活荷载作用下的结构受力性能,依据相似理论,制作了1∶20的全桥缩尺模型。利用模型试验研究了该体系桥在对称与非对称荷载作用下的结构力学特性,对加劲梁、吊杆、拉索、主塔与副塔的力学行为进行了分析。结果表明:在成桥阶段活载作用下,模型桥对称性较好、刚度较大、抗弯扭性能较好;模型桥能较准确地反映实桥的受力特性,所测得的试验数据,已成功用于指导实桥设计;理论计算值和实桥换算值与试验实测值吻合较好;模型桥及实桥均满足规范要求,该体系桥梁在使用阶段安全可靠。     

Optimization of Dead Load State in Earth-Anchored Cable-Stayed Bridges

In order to determine the reasonable completed dead load state in earth?anchored cable?stayed bridges, a practical method is proposed. The method is based on the rigidly supported continuous beam metho...     

大跨径混凝土斜拉桥桥面铺装力学数值模拟分析

采用三维有限元分析技术，对大跨径混凝土斜拉桥桥面铺装体系进行了三个层次的力学分析，即：桥梁结构整体变形对桥面铺装作用；应用于模型法分析轮载作用下桥面板局部变形特点，同时与建立的普通路面结构计算模型弯沉进行对比，从弯沉角度分析桥面铺装对沥青混凝土的性能要求；铺装层结构体系内部受力状态．总结出了大跨径混凝土桥梁桥面铺装受力特点，粘结层在铺装层体系中的关键作用．     

大跨径混凝土斜拉桥桥面铺装力学数值模拟分析

采用三维有限元分析技术,对大跨径混凝土斜拉桥桥面铺装体系进行了三个层次的力学分析,即:桥梁结构整体变形对桥面铺装作用;应用子模型法分析轮载作用下桥面板局部变形特点,同时与建立的普通路面结构计算模型弯沉进行对比,从弯沉角度分析桥面铺装对沥青混凝土的性能要求;铺装层结构体系内部受力状态,总结出了大跨径混凝土桥梁桥面铺装受力特点,粘结层在铺装层体系中的关键作用。     

轻轨列车和地震作用下公轨两用桥的动力响应分析

针对跨座式单轨列车过桥时行车的舒适性、安全性及桥梁结构完整性问题,本文以重庆菜园坝公轨两用桥为例,分析了轻轨列车和地震作用下公轨两用桥的动力响应,建立了桥梁结构的三维模型,并将轻轨列车荷载进行了适当的简化,通过特征值分析获得了桥梁结构的模态及频率,分别考虑了地震和移动荷载单独作用下桥梁结构的动力响应,并考虑了两种作用同时存在时桥梁结构的动力响应。分析结果表明,轻轨列车荷载对桥梁结构局部性能影响比较大;车速的提升对桥梁结构的振动影响并不显著;地震作用与移动荷载单独作用下引起桥梁结构的振动存在耦合。该研究对地震作用下公轨两用桥的运营安全及设计具有现实指导价值。