通气孔对新型不锈钢芯管平压性能影响分析

不锈钢芯管作为不锈钢桥面芯板的重要传力构件,其平压力学性能与桥面板承载能力息息相关。因钎焊工艺要求,不锈钢芯管壁上开设有双通气圆孔。为研究双通气圆孔对不锈钢芯管平压性能的影响,开展2组不同厚度不锈钢芯管平压性能试验与有限元非线性屈曲分析。通过试验结果验证采用Riks弧长法进行不锈钢芯管非线性屈曲分析方法的正确性。并考虑圆孔直径d、偏心距e、芯管壁厚t等因素,建立不同规格不锈钢芯管模型,开展非线性屈曲分析,探究多参数协同作用下对不锈钢芯管平压性能的影响分析。研究结果表明:不锈钢芯管平压试验曲线表现出明显的非线性特征,分为弹性阶段、弹塑性阶段与塑性破坏阶段;通气孔、管端扳边处转角及管脚10 mm处易优先出现局部屈曲破坏;不锈钢芯管极限荷载Pu及其对应的压缩位移δ_(u)随孔径d、偏心距e的增加而减小,随壁厚t增加而增大;芯管极限荷载Pu受孔径d的影响大于受偏心距e的影响,增大孔径使芯管极限荷载Pu下降6.00%~15.51%,而增大偏心距使芯管极限荷载Pu下降0.64%~9.22%,芯管应规避在管身中部(e/H=0.5)开孔;当孔径比d/D≯0.04、偏心比e/H≯0.3时,通气孔对芯管极限承载力影响较小,对极限荷载下的压缩位移δ_(u)不产生影响,建议将其作为通气孔设计取值。研究中获得的临界值及变化规律可用于新型不锈钢桥面芯板结构设计与优化研究。

考虑泄漏和温度效应的黏滞阻尼器性能演变研究

黏滞阻尼器作为一种广泛使用的被动减振/震装置,其力学性能在全寿命周期内会发生演变。为探究其力学参数改变模式,揭示其性能演变机理,以油液泄漏和温度效应为主要影响因素开展了试验及仿真研究。首先,对不同漏油程度和环境温度下的黏滞阻尼器分别开展了滞回试验研究和黏温关系分析;其次,对黏滞阻尼器进行了流体动力学仿真,获得其性能演变规律;最后,建立了漏油与温度联合作用下黏滞阻尼器性能演变的力学模型,并对其进行了验证。研究结果表明,油液泄漏将导致滞回圈出现零力平台段,且平台长度与漏油比例成正比;温度升高会导致阻尼系数的减小,从而影响阻尼力峰值;所建立的性能演变模型能够较为精确地反映黏滞阻尼器力学性能的改变。

公路桥面径流收集系统构造设计与选型分析

为进一步完善和规范公路桥面径流收集系统,延长其服役寿命,先针对桥面径流收集系统的构造形式,对比分析了现有纵向排水管道固定构件的适应性,提出了不同桥梁截面形式所对应的最合理的排水管道悬挂附着方式;后针对桥梁伸缩缝位置、主桥与引桥截面变化处等的排水管道构造及设计问题,深入分析并提出了这些特殊位置处排水管道的连接方式。结果表明,针对不同桥梁截面形式,排水管道应采用不同悬挂附着方式,在桥梁结构特殊处应采用伸缩节或软管连接的方式。

高速铁路箱梁装配式桥面附属设施防撞性能试验研究

为研究不同约束条件下高速铁路预制装配式桥面附属设施的防撞性能,提出高速铁路装配式桥面附属设施防护墙设计方法,制备3个预制装配式桥面系防护墙足尺试验模型,其中2个分别采用4点螺栓和2点螺栓连接的钢梁支撑约束,另一个采用桥面板支撑约束,通过静载试验进行对比分析。结果表明:在最大荷载为脱轨设计荷载的4次加载过程中,高速铁路箱梁装配式桥面附属设施防护墙均处于线弹性工作状态,裂缝主要出现在砂浆层界面和线路内侧防护墙墙面,呈水平向分布;继续加载防护墙结构出现斜向贯通主裂缝后达到极限状态;3个模型极限承载能力达到脱轨设计荷载的2.12~2.59倍,具有足够承载力冗余度,不同约束条件下装配式桥面附属设施与桥面结构间的连接安全可靠;足尺模型试验验证了提出方法的正确性。

跨水源地桥面和路面径流排水系统设计研究

高速公路的路基和桥梁设置一般要避开水源保护区,当条件不允许而无法避开时,则必须考虑设置应急处理系统。单独桥梁穿越水源保护区或者单独路基穿越水源保护区,已有文章给出应急处理池的计算及设计方法,而桥梁和路基同时穿越水源保护区的情况下,如何合理设置应急处理系统,鲜有文章提及。韦就大桥跨越水源保护区,同时部分路基段也在水源保护区范围内,通过对常见的桥面排水方式进行分析,结合工程特性,建立了采用桥面径流收集管道、路基径流收集管道、中转应急储存池和水源保护区外应急处理池组成的应急处理系统,为今后类似工程提供技术借鉴。

随大跨径桥梁敷设的给水管道设计研究

本文基于深圳市红海大道赤石河特大桥随桥给水管道设计案例,深入探讨了大跨径桥梁随桥管道设计的主要挑战与关键点,包括桥梁断面的管道布局、管道受力特性、伸缩变形以及上下桥节点的设计优化。

上跨铁路既有旧桥防撞护栏更换设计研究

随着公路、铁路行业规范及标准的不断更新,早期建造的公路上跨铁路桥防撞护栏已不满足现行交通环境下的防护需求,需要对其进行改造升级。根据现行规范及标准要求,上跨重要铁路的公路桥单层防撞护栏等级已提高至不小于HA级。为保证既有铁路的安全,必须选用耐久性较好的防护屏并在施工防撞护栏过程中考虑挂篮防护设计。因既有旧桥设计技术标准相比现有规范要求较低,在对公路上跨铁路桥防撞护栏进行更换设计时,考虑既有公路桥桥面板与防撞护栏适配性尤为重要。以天津市某上跨铁路既有旧桥防撞护栏更换设计为例,探讨现行规范实施后防撞护栏更换设计的计算方法及原则,为涉铁路外工程提供参考。

桥梁桥面排水事故池设计研究

传统的桥梁桥面排水采取直排入河或入江的排水系统已不能满足现今愈来愈高的环保质量要求。针对跨越敏感水体的桥梁排水,为避免初期雨水及发生交通事故导致液体危险品泄漏直接排入水体造成水环境污染,结合工程实际,对跨水体桥梁桥面排水进行有组织排放设计,探讨了桥面收水设施的设置、事故池容积的计算及事故池工艺的设计,研究结果可为新建跨敏感水体的桥梁排水设计提供参考。

加强型聚碳硅氧烷防腐涂层在桥梁水泥混凝土防撞护栏防腐蚀施工中的应用

针对山东惠青黄河公路大桥水泥混凝土防撞护栏的病害,制定了加强型聚碳硅氧烷防腐涂层加固施工总体方案。对防腐涂层选择的RBS高弹性高分子防腐防水涂料、SHJS聚碳硅氧烷防腐涂料及SHJS高聚物碳钢修补材料的性能及优点进行了介绍,对加强型聚碳硅氧烷防腐涂层的施工技术及质量控制要点进行了阐述和总结。护栏加固维修后,通过8a的观察,发现护栏状态良好,达到了维修方案的预期效果。维修方案通过对防腐基层的特殊处理和对防腐涂层的加厚,使得该防腐涂层质量更可靠。

行车荷载作用下HDC弧形对插式桥梁伸缩缝动力响应分析

【目的】研究HDC弧形对插式桥梁伸缩缝在车辆荷载作用下的受力状态。【方法】采用ABAQUS有限元软件建立HDC弧形对插式桥梁伸缩缝三维数值模型,对比分析不同荷载作用下伸缩装置竖向位移、弯拉应力以及锚固区混凝土弯拉应力等力学响应。【结果】竖向静力荷载对HDC弧形对插式桥梁伸缩装置和锚固区混凝土的力学响应影响要大于双向静力载荷对HDC弧形对插式桥梁伸缩装置和锚固区混凝土的力学响应影响,且两种车辆荷载作用下HDC弧形对插式桥梁伸缩装置和锚固区混凝土均未出现破坏。【结论】不对HDC弧形对插式桥梁伸缩装置进行焊接或减少焊接,不影响HDC弧形对插式桥梁伸缩缝的正常使用。

不中断交通条件下的悬索桥吊索更换方案及托换装置设计

为研究不中断交通条件下的长吊索更换技术,本文以某悬索桥吊索更换工程为背景,根据原吊索的构造特点,考虑托换装置在主缆上的不同安装方式,设计出骑跨式和销耳式2套吊索更换托换装置。通过对托换装置、张拉系统、反力梁的设计构造分析,换索过程中结构的受力性能分析,比较了2套方案的优劣。结果表明:吊索更换过程中2套托换装置的传力路径基本一致,由于销耳式托换装置设计方案中锁夹的构造形式与永久索夹相同,施工时选用了销耳式托换装置。

横隔板含上缘过焊孔的钢桥面UHPC加固结构计算与试验研究

基于Ansys子模型技术有限元分析计算了原钢桥面与UHPC加固后组合桥面中上缘过焊孔的疲劳细节应力,其中横隔板-面板焊接细节的名义应力最大,达188.7 MPa,开裂风险极高。采用钢-UHPC组合桥面结构加固后,该细节的名义应力降至25.4 MPa,降幅达86.5%,但UHPC层最大拉应力达14.3 MPa。由此开展了不同配筋形式的钢-UHPC组合桥面结构抗弯参数试验,试验结果表明:钢筋间距为50 mm的钢-UHPC组合桥面板,其UHPC层抗裂强度达22.3 MPa,抗裂安全系数达1.56,满足实桥抗裂要求。相关研究结论可为类似钢桥面加固结构设计提供参考。

高黏高弹改性沥青与超高韧性混凝土组合铺装体系在大纵坡钢桥面中的应用研究

针对普通钢桥面铺装在大纵坡条件下疲劳开裂或铺装层间破坏的问题,Q7桥在桥面铺装实施前经过系统的科研试验并结合有限元理论计算和专项研究,最终选择了高黏高弹改性沥青与超高韧性混凝土钢桥面组合铺装体系。通过在结构层间增加嵌石工艺以增加基面糙化度,大大了提高层间抗剪强度,使得车辆在大纵坡行驶条件下桥面铺装层有足够的安全储备,有效解决了大纵坡钢桥面沥青铺装层常出现的开裂、推移、脱层等病害问题。

临沂市高架桥雨水收集利用探讨

为了解决高架桥下绿化带的灌溉问题,结合临沂市双岭路高架路海绵城市改造提升建设工程,研究开发了一种新型高架桥雨水收集利用系统。该系统利用雨水收集箱和塑料模块蓄水池收集高架桥面的雨水,灌溉桥下绿化带。应用结果表明:该系统降低了市政管网建设和城市道路运营维护成本,具有操作简单、成本低、维护方便等优势,适合临沂市高架桥工程现状,对临沂市高架桥道路雨水收集系统的建设发展有着促进作用,同时对推动市区海绵城市道路建设的可持续发展,有较大的创新性与推广价值。本文成果可为国内其他城市道路海绵城市建设、雨水收集利用方面的研究与实践提供一定的借鉴。

变曲率摩擦支座摆隔震技术的理论研究与试验分析

为了验证变曲率摩擦摆支座的减隔震效率,通过Abaqus有限元分析,系统对比研究了等曲率摩擦摆支座和变曲率摩擦摆式支座的力学性能差异,并通过振动台试验证明,变曲率摩擦摆支座的减震效率较等曲率支座能提高约7%~23%。针对目前常用设计软件无法模拟变曲率摩擦摆支座的问题,提出了一种“双线性折线模型”的等效模拟方法,通过详细分析计算其滞回特性,验证了该等效模拟方法的可行性。

市政道路桥梁排水关键技术分析

排水是市政道路桥梁工程施工的重要组成部分,对道路桥梁质量有着直接影响。本文以高新区环湖路道路工程为例,探讨了市政道路桥梁排水施工的影响因素,对排水工程施工流程及相关关键技术加以分析,主要包括前期准备工作、测量放样、管沟开挖、管道安装、管道接口施工、窨井施工、管道缺陷修复与闭水试验,以期为相关工程提供参考。

钢围堰受力分析及方案比选

为研究合理的钢围堰支撑形式,以某桥墩施工方案调整为背景,提出了两种钢围堰设计方案,考虑了水冲击力和静水压力,应用有限元模型计算了两个方案的强度、刚度等特性,并提出钢板桩围堰在施工过程中的技术要点。结果发现,在内支撑的两侧采用近似单层桁架支撑方案要比直接拆除横向支撑的方案更优,能够具有更优异的强度和刚度。通过该钢围堰内支撑方案的设计和验算,为同类工程提供参考。

市政道路工程中伸缩缝修复施工技术研究

伸缩缝修复是市政道路工程维修的重要组成部分,修复施工效果直接关系到整个工程质量。文中介绍了市政道路工程中伸缩缝修复施工技术,并以某市政道路工程为背景,开展修复施工,通过施工准备、修补料拌制、摊铺修补料、路面养生,完成伸缩缝修复施工。现场试验结果表明,修复后的道路车辆振动加速度明显低于修复前,该施工技术的应用具有良好的修复效果。

内支架对波纹钢管廊力学性能影响实验与数值分析

柔性是波纹钢管廊异于混凝土管廊的根本原因。为研究波纹钢管廊的力学性能,依托实际工程,采用现场实验与数值分析的方法对波纹钢管廊在安装支架和未安装支架的不同情况下进行测试与受力分析。结果表明:管廊支架的支撑作用减小了管廊所受的拉力,使全截面受压,对管廊有利;未安装支架且填土未过管顶时,管廊顶部随着覆土高度的增加逐渐由向上变形变为向下变形,管体两侧逐渐由内收向外张变化;安装支架时,随着覆土高度的增加管廊两侧逐渐由土体挤压管体向管体挤压土体变化,逐渐由内收向外张变化,但由于安装了内部支架,这种变化不是特别明显。

钢箱梁临时支架设计与施工探讨

鉴于钢箱梁在已通行道路复杂路况情况下整体吊装施工困难,结合北京昌平区桥梁跨线加宽施工实例,对临时支架的设计与施工方案进行详细介绍,在分析总结施工过程中的关键控制点的基础上加以验算。工程实践证明,该技术科学合理,满足设计施工需求。