波形钢腹板PC组合箱梁桥面铺装力学特性分析

结合郑州市陇海路主线高架桥工程,针对波形钢腹板PC组合箱梁桥面沥青铺装结构,利用ANSYS软件建立三维有限元计算模型,对铺装层厚度、铺装层弹性模量、车辆荷载、汽车冲击力等影响桥面铺装受力的因素进行敏感性分析,同时分析温度效应对铺装结构的影响。研究结果表明:车辆荷载对铺装层受力影响显著,且各应力与轴载大小基本成线性关系; 铺装层厚度与弹性模量对铺装层受力有一定影响; 汽车冲击力对铺装层受力影响较大; 温度变化会使铺装结构产生较大的温度应力。     

江阴大桥钢桥面铺装预防性维修方案

在分析江阴大桥钢桥面铺装破坏特征的基础上,结合环氧沥青混凝土试验段的实际使用状况,故决定采用环氧沥青混凝土对铺装层进行预防性维修以避免其继续恶化.进而详细介绍了环氧沥青混凝土铺装方案及实施过程,并给出了此次预防性维修材料的性能指标.相关的资料可以为我国的钢桥面铺装维修技术提供参考.     

波形钢腹板PC组合箱梁试验全过程分析

通过大尺寸波形钢腹板PC组合箱型梁试验梁的构造设计、制作工艺和试验方法的研究，提出了构造设计和结构制作中应注意的若干问题，分析了荷载作用下波形钢腹板PC组合箱梁的截面应变、变形和裂缝发展规律，为波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计、施工和试验提供了理论依据。     

高速公路桥涵桥面铺装层力学性能的试验研究

通过对武黄高速公路某桥涵桥面铺装层进行现场静力及动力测试，研究了该桥涵的静力及动力性能，所得结果为湖北省交通厅科研课题“纤维混凝土快速修复桥面技术”提供了力学数据。     

钢桥面环氧沥青铺装层鼓泡形成扩展机理

为有效减少钢桥面环氧沥青铺装层出现鼓泡现象,采用现场调查、理论分析和数学建模的研究方法,系统地研究了鼓泡产生的原因和形成扩展机理。基于薄板理论,研究了鼓泡在竖向均布荷载作用下鼓泡挠度的变化规律。根据断裂力学中的能量原理,得到了鼓泡形成扩展过程中的能量关系,进而阐明了鼓泡形成扩展机理。研究结果表明：钢桥面环氧沥青铺装层鼓泡的形成扩展过程分为起裂、稳定扩展和失稳扩展3个阶段;鼓泡在外力作用下产生的挠度与鼓泡半径、铺装层厚度和弹性模量等因素有关,提出了以能量释放率为判定参数的扩展准则。     

基于斜剪试验的水泥砼桥面沥青铺装层抗剪切性能研究

针对桥面铺装层层间抗剪强度和粘结强度不足而出现推移、松散和拥包等病害,结合甘肃地区气候及环境特征,采用自行改装设计的斜剪仪,研究了剪切角度为15°、30°和40°时不同粘层油种类、不同粘层油用量、不同温度和不同剪切速率对沥青混凝土桥面铺装组合结构层抗剪切性能的影响,并对比分析了不同剪切角度和不同级配类型沥青混凝土铺装结构的抗剪性能。结果表明:采用SBS改性沥青作为粘层油时的层间抗剪强度最好、普通沥青次之、乳化沥青作为粘层油的抗剪强度较低;粘层油用量存在最佳用量值,且最佳SBS改性石油沥青粘层油最佳用量为1.2kg/m2左右;AC-13C+AC-20C沥青混凝土加铺结构抗剪性能优于AC-16C+AC-20C,且抗剪强度随剪切角度的增大而降低,随温度的升高而降低,随剪切速率的增大而增大。     

钢桥桥面铺装构建环氧沥青混凝土的研究

结合钢桥桥面铺装容易产生病害的问题,分析钢桥桥面铺装产生病害的原因.根据铺装层和钢板以及铺装上下层间的黏结作用提出满足黏结层要求的环氧沥青;根据铺装材料自身具有足够的强度与韧性提出环氧沥青混凝土加铺层,认为环氧沥青混凝土加铺层施工温度控制与时间控制极为重要. 更多还原     

钢桥面沥青铺装裂缝处治技术效果评价

为了对钢桥面沥青铺装裂缝修复效果进行评价,通过沥青混合料小梁疲劳试验,分析无裂缝小梁和修复后小梁的疲劳性能以及不同裂缝槽口型式对修复后小梁疲劳性能的影响.试验表明,修复后小梁的极限弯拉强度与无裂缝小梁相比下降不明显,修复后小梁的疲劳寿命有较大程度下降;全断面修复使用性能较部分断面修复更为优异.不同槽口型式修复小梁试验结果表明,10 mm×10 mm、20 mm×10 mm槽口型式修复效果更佳.     

改善钢桥面铺装层高温作用的有效措施

为了降低钢桥面铺装层内较高的温度,提高铺装材料使用性能,推迟桥面的早期破坏.采用有限元手段,以傅里叶传热定律为理论基础,根据气象部门提供的气象资料,对开放式钢箱梁及封闭式钢箱梁铺装层的温度场进行研究.结果表明:开放式箱梁可以降低桥面铺装层温度,降低高温持续作用时间,改变桥面铺装层高温的作用位置.     

波形钢组合桥面板受力性能分析

为研究波形钢组合桥面板的受力性能,首先设计了3组9个试件进行推出试验,分析其破坏形态、极限荷载值和滑移量,然后建立了有限元模型,分析了波形钢组合桥面板在跨中集中荷载下挠度、界面滑移、波形钢板和剪力连接件应力及其分布。研究结果表明：开孔板PBL剪力连接件破坏分为弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段3个阶段,试件为混凝土剪切破坏,破坏时有着良好的延性,贯穿钢筋和粘结摩擦力对剪力连接件的承载力和滑移量有着重要的作用,5 m跨径的波形钢组合桥面板极限承载力为630 kN,桥面板在荷载作用下经历弹性阶段、裂缝发展阶段、屈服阶段、破坏阶段4个阶段,开孔板PBL剪力连接件可以有效地将两种结构组合在一起,波形钢板和剪力连接件屈服区域均集中在跨中,其中波谷区域最明显。     

波形钢腹板连续组合箱梁桥抗弯性能分析

波形钢板具有褶皱效应,不承担轴向力和弯矩作用,其有效弹性模量低于材料弹性模量。文中推导了波形钢板的有效弹性模量计算公式,提出波形钢腹板组合梁的抗弯计算方法,且依托某一座波形钢腹板连续组合箱梁桥,建立有限元模型,进行了应力、抗裂性、承载力等抗弯性能分析。     

钢腹杆PC组合梁桥抗弯性能

为研究钢腹杆PC组合梁桥的抗弯性能,开展了钢腹杆PC组合梁模型试验,研究了钢腹杆PC组合梁混凝土顶底板应变与主梁变形等随荷载的变化规律,揭示了组合梁弯曲应变沿截面高度的分布规律,得到了组合梁的破坏模式;进行了钢腹杆PC组合梁有限元参数分析,探讨了主梁高跨比和偏载效应对钢腹杆组合梁抗弯性能的影响;提出了钢腹杆PC组合梁截面开裂弯矩、钢筋屈服弯矩和极限弯矩计算方法。研究结果表明：钢腹杆PC组合梁桥的破坏过程包括弹性阶段、开裂弹性阶段、弹塑性阶段和失效阶段。在弹性阶段和开裂弹性阶段,钢腹杆PC组合梁截面顶底板变形满足“平截面假定”。钢腹杆PC组合梁跨中截面的变形与应力随高跨比的增大而减小。对于自重较小的钢腹杆组合梁桥,偏载对组合梁变形与应力的影响较大,且变形与应力增大系数随高跨比的增大而增大。与有限元和试验结果相比,本文提出的钢腹杆PC组合梁开裂弯矩、钢筋屈服弯矩和极限弯矩的计算方法具有较高的精度。     

波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁结构在中国桥梁工程中的应用

介绍了波形钢腹板预应力混凝土（PC）组合箱梁桥中波形钢腹板的设计方法,给出了中国在建和已建的该类桥梁结构中波形钢腹板的抗剪屈曲界限图,总结了中国在这种桥梁中所使用的几种抗剪连接件形式,并介绍了2种新型的抗剪连接件及2007年以来中国在建的4座波形钢腹板PC组合箱梁桥的结构及其特点,为今后这种结构的桥梁建设提供了有益的参考。     

Effect of Different Connectors on Concrete Composite Box-Girders with Corrugated Steel Webs

不同剪力连接键对波形钢腹板PC组合梁力学性能影响

逯彦秋^1,2

(1.北京首都公路发展集团有限公司, 北京 100161;

2.清华大学 土木工程系,北京 100084)

创新点说明：

首次提出并通过实验方法研究了PBL剪力连接键、栓钉剪力连接键对波形钢腹板PC组合梁极限承载力、抗弯刚度、抗裂性、预应力导入效率的影响;

研究目的：

为明确波形钢腹板PC组合梁常用的两种剪力连接键（即PBL剪力键、栓钉剪力键）对波形钢腹板组合梁极限承载力、刚度、抗裂性及预应力导入效率等力学性能的影响,从而为该类型梁设计中正确选择合适的剪力连接键提供技术支持。

研究方：

采用实验结合有限元方法

结果：

PBL剪力键在提高波形钢腹板PC组合梁的极限承载力、抗弯刚度、抗裂性等反面优于栓钉剪力键,但是在梁的预应力导入效率方面不如栓钉剪力键。

结论：

在波形钢腹板PC组合梁设计中应根据梁的不同受力特点选择不同的剪力连接键,不可主观臆断地选择剪力连接键,为该类型桥梁留下安全隐患。

关键词：栓钉; PBL剪力键;极限承载力;预应力导入效率;抗弯刚度;抗裂特性

     

钢桥桥面铺装脱层破坏的分析

脱层是大跨径钢桥桥面铺装的一种主要破坏形式,而且出现频繁.文中针对各种破坏机理,提出了在桥面板上增加抗滑设施、提高防水粘结层强度,同时,重视防腐层施工质量等措施,这些措施在一定程度上能解决脱层问题.     

组合桥面板-波形腹板钢箱简支组合梁温度效应

钢-混凝土组合梁桥由于钢和混凝土热工参数的显著差异,使得该类结构在西北高寒、大温差地区受梯度温度影响较突出.以甘肃省某高速公路上一座组合桥面板-波形腹板钢箱简支组合梁为背景,考虑组合桥面板有效刚度、子梁微段内力平衡、子梁间变形协调和腹板剪切变形效应,建立组合箱梁桥温度效应解析计算方法;通过精细有限元数值模拟验证了其可靠...     

加铺碳纤维桥面板与桥面铺装结构层间粘结性能研究

为了评价加铺碳纤维桥面板与桥面铺装结构层间的粘结性能,利用拉拔试验和剪切试验,研究了3种界面形式对层间粘结强度的影响,以及3种界面形式层间粘结强度随不同因素作用的变化规律,建立了层间粘结强度与剪切强度的关系。结果表明:在加铺碳纤维的桥面板上撒布机械砂,界面层间粘结强度较高;温度、加载速率、浸水、冻融、轮碾等对层间粘结强度都有一定的影响,其中浸水对粘结性能影响显著,碳纤维加铺在桥面板上,必须处理好桥面的排水、防水问题;界面层间粘结强度与剪切强度成线性关系,常温时粘结强度约为无垂直压力剪切强度的1/5,约为0.7 MPa垂直压力剪切强度的1/7～1/9。     

大跨度波形钢腹板连续梁桥零号块局部受力分析

文中以典型波形钢腹板连续梁桥悬臂施工为工程背景,分析介绍其结构设计情况,利用MIDAS Civil软件对其进行全桥整体分析,利用ANSYS软件对零号块建模并进行空间应力分析。结果表明：零号块局部存在较大拉应力,在今后设计和施工中应加以重视。计算分析结果可以为该类型桥梁的设计和施工提供参考。