旧桥病害分析与加固方案的研究

针对湖南省现存双曲拱桥主拱圈的主要病害,分析了病害产生的原因,介绍了加固处治方法.以某大桥为例,阐述了双曲拱桥拱肋底缘利用现浇混凝土底板,将主拱圈封闭形成箱形,从而把双曲拱桥改造成为箱型拱,并通过增大主拱圈的截面面积提高其承载能力;同时将拱式腹拱及拱顶实腹段等拱上建筑拆除后,对腹拱墩加固之后在墩顶设置墩帽重建为连续板式拱式建筑,从而达到减轻恒载,调整主拱圈受力状态,改善桥梁荷载横向分布性能,提高结构刚度和整体性.在湖南省旧桥改造中该加固方法可加以运用.     

大跨度双曲拱桥加固设计及效果评价

某运营超过30年的大跨度钢筋混凝土双曲拱桥受损严重且承载能力不足。在结构安全评估的基础上,针对结构病害治理和提升荷载等级要求,对该桥提出有针对性的加固改造措施和设计方案。采用增大截面法加固主拱圈、对腹拱圈进行补强、对缺陷进行治理、采用植筋技术等方法大大提高了结构承载能力,改善了结构的使用功能和耐久性,可为类似的双曲拱桥的加固设计提供参考。     

拱桥的病害机理与加固

圬工拱桥、双曲拱桥和肋拱桥是常见的几种拱桥.圬工拱桥最常见的病害是拱圈裂缝,其产生原因主要有拱圈破坏、拱上侧墙鼓胀破坏以及石料或混凝土表面风化或腐蚀等.双曲拱桥的常见病害及原因主要有墩台位移引起破坏、拱肋强度不足而引起承载能力降低、横向联系不足而引起失稳等.肋拱桥病害主要有桥面横向裂缝、桥面板跨中下缘开裂、纵梁下缘开裂等.     

双曲拱桥的修缮方案与加固设计

双曲拱桥是我国上世纪60年代的一种创新型桥梁型式,首座双曲拱桥建造于江苏无锡,结构新颖、造型美观、施工便利。在国内相继得到了广泛地推广与使用,在我国桥梁史上,具有一定的地位。受历史条件限制,当时设计荷载较低,而且,桥梁结构横向联系比较薄弱,整体性相对较差。近年来,随着经济快速发展,交通量不断增多,较多的双曲拱桥处于超负荷的服役状态,加上材料性能退化,桥梁结构的极限承载力和耐久性无法满足现行规范要求。对在役双曲拱桥的主拱肋采用粘贴钢板法加固、对桥面系进行更换、对附属结构进行修缮,实施加固后的桥梁,结构整体运营状况稳定良好。     

多因素作用下的旧拱桥主拱肋受力分析及 加固研究

以服役近20 a的某下承式系杆拱桥的病害检测为基础,研究了冲击系数、损伤折减和活载超载等因素对主拱肋受力性能的影响,采用了拱脚增大截面和拱肋关键截面黏贴钢板的方法对主拱肋进行加固。结果表明:冲击系数、损伤折减和活载超载均对拱肋受力有较大影响,其最不利于拱肋截面的安全系数相对于原荷载设计工况分别下降了22%,54%和50%,且拱肋承载力不满足要求的截面增多。通过对主拱肋的加固,拱肋承载能力均能满足设计要求,可对类似服役期拱桥加固提供参考。     

基于蒙特卡罗法的大跨钢管混凝土拱桥结构可靠度分析

以一座大跨钢管混凝土拱桥为例,采用Midas/civil程序建立了桥梁有限元模型,分析了大跨钢管混凝土拱桥拱肋、吊杆等主要构件承载能力极限状态下的作用组合值,并建立了各主要构件的功能函数表达式;基于MATLAB程序,采用蒙特卡罗法对大跨钢管混凝土拱桥各主要构件可靠度进行了分析。结果表明:在正常使用条件下,该大跨钢管混凝土拱桥拱肋、吊杆等主要构件承载能力极限状态下的可靠度指标均大于5.2,满足规范目标可靠度要求;相比而言,吊杆可靠度指标最低,拱肋次之,而横梁、立柱和桥面板的可靠度较高。     

V型墩预应力混凝土连续刚架桥结构设计分析

结合石家庄市友谊大街桥的结构设计,通过建立该桥的计算模型,分析了桥梁施工阶段的受力状态和成桥后的极限承载能力与正常使用受力性能.分析结果表明,该桥的现行设计满足承载力要求.此法可为同类桥梁设计提供参考.     

某市斜靠式提篮拱桥设计特点

斜靠式混凝土系杆拱桥的承重结构采用两根主拱肋与两根稳定拱肋,在车行道两侧主拱肋与稳定拱肋面对面斜靠在一起,如此布置,两主拱肋间取消了风撑,消除了行车压抑感,并且具有独特的横向稳定性和美观等特点.主拱肋和系梁在端横梁处连成整体,主拱肋和稳定拱肋的所有吊杆通过桥面系的中横梁把拱肋和桥面连接在一起,下部结构采用桩基.拱肋的跨度大、空间结构复杂,且采用现场浇注,要求施工时必须加强施工中的监控工作.     

大跨度钢管混凝土拱桥地震响应分析

利用有限元法建立大跨度钢管混凝土拱桥的结构模型,计算其自振性能,应用时程分析法,计算该桥考虑吊杆张力和拱肋初始应力影响的动力特性和地震响应,并与不计吊杆张力和拱肋初应力影响的桥梁动力特性和地震响应进行了比较,分析了该拱桥的结构抗震反应.结果表明,初始应力对于拱肋的力学性能影响不大,并满足设计要求,本桥抗震性能良好.     

考虑平面外倾斜影响的石拱桥数值模拟

为了研究平面外倾斜对石拱桥承载力影响,建立了石拱桥主拱圈及上部结构的三维有限元ANSYS模型,考虑主拱圈平面外倾斜,采用牛顿-拉普森法迭代算法计算桥面均布活荷载极限值,分析极限状态下主拱圈的受力及损伤状态,总结了主拱圈平面外倾斜对桥面承载能力的影响规律,为该类石拱桥的安全及损伤评估提供了理论依据。     

脱粘对单圆管钢管混凝土拱桥极限承载力的影响

为了解单圆管钢管混凝土拱桥脱粘后受力模式改变带来的受力性能变化,采用有限元方法计算了脱粘对单圆管钢管混凝土拱桥面内极限承载力的影响,基于完全脱粘计算假定,构造了钢管与混凝土之间的连接单元,编制了考虑几何、材料双重非线性的面内极限承载力计算程序,并对无初应力和成桥状态下4种荷载作用方式的面内极限承载力进行计算分析.结果表明:完全脱粘使跨中集中力、L/4集中力和半跨均布荷载作用下的面内极限承载力变化不明显;而使全跨均布荷载作用下的面内极限承载力降低较大.对于单圆管钢管混凝土拱桥,在全跨均布荷载作用下,完全脱粘使得面内极限承载力下降可达10%左右.     

Improved methods for decreasing stresses of concrete slab of large-span through tied-arch composite bridge

Mechanical behavior of concrete slab of large-span through tied-arch composite bridge was investigated by finite element analysis (FEA). Improved methods to decrease concrete stresses were discussed based on comparisons of different deck schemes, construction sequences and measures, and ratios of reinforcement. The results show that the mechanical behavior of concrete slab gets worse with the increase of composite regions between steel beams and concrete slab. The deck scheme with the minimum composite region is recommended on condition that both strength and stiffness of the bridge meet design demands under service loads. Adopting in-situ-place construction method, concrete is suggested to be cast after removing the full-supported frameworks under the bridge. Thus, the axial tensile force of concrete slab caused by the first stage dead load is eliminated. Preloading the bridge before concrete casting and removing the load after the concrete reaching its design strength, the stresses of concrete slab caused by the second stage dead load and live load are further reduced or even eliminated. At last, with a high ratio of reinforcement more than 3%, the concrete stresses decrease obviously.     

斜腿刚架拱桥加固结构分析

介绍了钢筋混凝土斜腿刚架拱桥的病害.采用桥梁结构分析软件建立了结构分析模型.通过计算分析明确承载力安全度较低的部位,提出湿接钢板法及普通粘钢板法加固桥梁的方案;通过复核计算证明了加固设计的可行性及合理性.     

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．     

砖石拱桥加固方法探讨

通过对几座砖石拱桥的加固实例分析,阐述了对小跨度砖石拱桥进行加固的几种经济实用的方法.对原拱圈下增设拱圈加固法、原拱上增设钢筋混凝土拱圈加固法、钢杆件拉结法、钢板箍与螺栓锚固法等方法的施工工艺流程、适用范围、注意事项作了探讨.     

混凝土桥梁补强加固技术

分析了多种混凝土桥梁常见的缺陷 ,详细介绍了不能满足交通承载能力要求的混凝土桥梁的补强加固技术、方法和选用补强加固方法的原则 ,对桥梁加固方法的选用具有参考价值     

空腹式刚架拱桥总体施工方案

尤溪洲闽江大桥为国内首座预应力钢筋混凝土空腹式刚架拱,详细介绍了其总体施工方案的选定、优化及特点,提出了采用协作体系施工空腹式刚架拱的施工方案.实践证明,此种方案易于操作、可控性好、较为经济且能加快施工进度,可供同类桥梁施工时参考.     

温度梯度作用下钢管混凝土拱桥拱脚混凝土裂缝控制研究

针对姚湾东南公路桥，采用HohaiRCFE-S程序建立拱脚局部模型，并分析拱脚在均匀升温、均匀降温及分别组合日照和气温骤降作用的4种工况下的应力状态，发现日照和气温骤降作用显著增大拱脚混凝土拉应力，提高开裂风险。为控制拱脚开裂，提出以裂缝宽度控制为目标的混凝土拉应力限制条件，对增厚外包混凝土厚度、增设剪力钉、设置拱肋弦杆支撑、拱脚混凝土顶面布置钢板和顶面附近施加预应力等5种控裂措施，分别建立有限元模型并进行应力对比和控裂效果分析。结果表明：均匀升温+日照和均匀降温+气温骤降工况下，仅增厚外包混凝土厚度或增设剪力钉不能满足拉应力控制要求；设置拱肋弦杆支撑或钢板控裂效果差；施加预应力可明显减小拱脚混凝土拉应力；施加预应力+增设剪力钉、施加预应力+外包混凝土厚度两种组合方案在4种工况下均表现出良好的控裂效果。     

兰青线峡下湟水河钢管混凝土拱桥静载试验分析

对运营1a后的兰青线峡下湟水河的一座96m双跨下承式钢管混凝土系杆拱桥,进行了静载试验检测,观测试验荷载作用下结构内力/应力、变形/位移反应,以便评价该桥总体施工质量,鉴定该桥的承载能力,为工程的运营、养护和维修提供必要的参考资料,同时也从结构角度验证该类桥在使用上的合理性、受力上的优良性。     

钢波纹板-混凝土拱加固体系有限元分析

为了研究钢波纹板-混凝土拱加固体系的力学性能,依托工程实例,建立了钢波纹板-混凝土拱加固体系的空间有限元模型.通过应力分析可知该体系在最不利情况下的最大竖向位移位置,分析加固体系拱顶混凝土厚度的参数,从而得到拱顶最小安全填筑厚度.结果表明,在钢波纹板-混凝土拱加固体系中,钢波纹板受力较大,是结构的控制核心,混凝土处于三维受力状态,不宜采用过高标号;随着拱顶混凝土填筑厚度的增加,钢波纹板的应力应变逐渐减小;加固体系在挂车荷载作用下存在一定的应力集中.