CFRP及EWSS复合加固震损双层高架桥框架式桥墩恢复力模型研究

为研究碳纤维布(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)及外包型钢(Externally Wrapped Steel Section,EWSS)复合加固震损双层高架桥框架式桥墩的恢复力模型,对1榀原型对比试件、1榀无预损加固试件和2榀遭受不同地震损伤加固试件进行了低周往复加载破坏试验,获取了滞回曲线并提取骨架曲线,分析其滞回特性,提出一种弹性段和强化段为双折线、下降段为指数函数且考虑初始损伤的骨架曲线模型;采用试验数据回归拟合方法,定量描述了试件滞回曲线卸载刚度的退化规律,考虑了同级加载承载力退化和定点指向特征,建立了恢复力模型。研究结果表明:复合加固试件滞回曲线捏缩现象明显,呈倒S型,各滞回环分别相交于骨架曲线上正向、负向荷载为屈服荷载0.25倍的点,峰值荷载后EWSS产生包辛格效应;所提出的骨架曲线模型对中度震损和重度震损加固试件下降段指数函数的参数k建议取值分别为3.6和3.4;所建立的骨架曲线模型和恢复力模型计算结果与试验实测结果吻合较好,可为该类结构弹塑性地震反应分析提供依据。

考虑二次受力的UHPC加固RC墩偏压极限承载力

为揭示考虑二次受力UHPC加固桥墩偏压受力的损伤机理和极限状态,设计制作了UHPC加固RC墩和未加固墩构件,并进行了相应的试验研究和理论分析,并与未加固墩进行了比较。开展了考虑二次受力的UHPC增大截面法加固RC桥墩的小偏压试验,研究了不同初始受力条件下加固墩的破坏模式和极限承载力。结合有限元模型讨论了UHPC抗压强度、加固层的厚度和配筋率对极限承载力的影响。根据极限状态下的受力特性和平衡关系,推导了UHPC加固RC墩偏压极限承载力计算公式。结果表明:UHPC搭配钢筋网加固墩小偏压承载力与未加固墩相比,提升幅度达到了183%以上。UHPC强度对试件极限承载力的影响较大,UHPC厚度增大对加固试件承载力提高也较明显,加固层配筋率对构件承载力的提高影响较小。初始荷载的增大会降低原墩的混凝土利用率,降低加固墩的极限承载力。所提出考虑二次受力公式的计算承载力与实测值误差在3%之内,与有限元计算值误差在8%之内,具有较高的计算精度。研究结果可以为UHPC加固RC墩偏压承载力计算提供理论依据。

外包钢套加固震损双层高架桥框架式桥墩地震损伤分析与评估

为了对外包钢套加固震损双层框架式桥墩的地震损伤进行分析与评估,基于已有试验,应用OpenSees开放平台,以损伤指数折减材料性能参数模拟地震损伤,建立了双层框架式桥墩非线性有限元模型,对其进行低周往复加载,对比模拟与试验得到的滞回曲线和骨架曲线,验证了所建模型的可行性。采用Pushover分析方法,结合能力谱法求得4榀双层框架式桥墩试件在不同地震烈度下的性能点以及层间位移角,基于改进的Park-Ang损伤模型对桥墩试件的地震损伤进行分析。研究表明:当遭遇8度地震时,试件FP-2和试件FP-3最大层间位移角相对原型对比试件FP-0分别减小了26.4%和22.5%;当遭遇9度地震时,分别减小了26.5%和22.2%;当遭遇6度和7度地震时,各试件基本完好或造成轻微损伤;当遭遇8度和9度地震时,原型对比试件FP-0处于重度损伤,试件FP-2和试件FP-3均处于中度损伤,说明震损加固试件的损伤程度相较于原型对比试件均得到不同程度的减小。

预应力钢丝绳加固空心混凝土桥墩试验研究

为加固桥墩竖向裂缝、抑制裂缝的发展和新裂缝的产生,开展了4组环形预应力钢丝绳加固空心混凝土桥墩试验,研究了钢丝绳拉力、混凝土径向压力、混凝土表面环向压应变的分布规律。试验结果表明:由于钢丝绳与混凝土桥墩表面摩阻力产生的预应力损失,钢丝绳拉力与对应的混凝土径向压力在张拉端最大,随着远离张拉端逐渐减小;混凝土表面环向压应变沿圆周随着远离张拉端逐渐减小,沿竖向随着远离钢丝绳逐渐减小。根据试验结果计算出摩擦系数为0.18,对应的最大预应力损失为43%。建立了相应的有限元模型,有限元计算结果与试验结果吻合良好。设定当混凝土表面环向压应变大于50×10^(-6)时为有效加固区域,结果表明在多根钢丝绳组合布置下,可建立范围较大的有效加固区域,验证了预应力钢丝绳的加固效果。

连续梁桥墩顶裂缝成因分析与加固方法研究

基于公路连续梁桥墩加固工程,通过有限元计算,分析桥墩裂缝的成因,并比选不同加固方案,确定粘贴碳布法的加固方案。结果表明:粘贴碳布法可以改善连续梁桥墩顶的受力状况,限制裂缝发展,加固效果显著。同时,总结碳布加固桥墩的施工工艺,供同类工程参考。

预应力纤维条带加固震损混凝土圆墩抗震性能试验研究

通过12根钢筋混凝土圆墩柱(其中对比柱1根,震损柱3根)在低周反复荷载作用下的试验研究,分析预应力纤维条带加固钢筋混凝土圆墩柱的抗震性能。考虑的主要因素包括:预应力大小、预损程度、纤维种类、表面处理方式。根据试件的破坏形态和滞回曲线,分析各因素对承载力、位移延性、滞回性能、耗能能力等重要抗震性能指标的影响。试验结果表明:采用预应力碳纤维条带加固震损圆墩柱后,震损柱的承载力、延性性能、耗能能力均可在一定程度内得到恢复与提高。对柱体表面打磨、纤维布刷胶之后,再进行预应力0.2碳纤维条带加固的试件抗震性能得到最大程度改善。实际工程抗震加固时应优先选用预应力碳纤维条带,并尽量避免使用预应力玄武岩纤维条带。

碳纤维布加固闸墩承载力计算研究

参考《水工建筑物结构设计规范》(SL/T191—96)弧形闸门支座的闸墩计算公式,提出了碳纤维布加固闸墩局部受拉的承载力实用计算公式,通过工程实例验证本公式是可行的。采用碳纤维布加固闸墩,取得了显著的加固效果。

火灾下混凝土桥墩仿真分析

沪宁高速无锡段某预应力混凝土桥发生以粗苯为燃料的突发性火灾,该桥因此受到严重损伤。对处于核心受火区域的该桥桥墩进行受火分析,确定桥墩内部在火灾环境下的温度场分布,评判桥墩的受损情况,同时对桥墩的加固提出相应的建议。

牡丹桥引桥支座更换方案研究

以洛阳牡丹桥引桥为研究对象,详细分析引起桥梁支座病害的原因,针对支座更换提出三个方案:逐墩顶升更换;同墩横向同步,纵向分步顶升相邻2个墩;同墩横向同步,纵向分步顶升相邻5个墩。在此基础上利用有限元方法建立梁单元整体模型和实体单元局部模型,就这些支座更换方案进行计算与分析。通过计算可知三个方案均可行,考虑顶升施工的方便、安全等因素,推荐施工时采用方案一逐墩顶升更换支座。

基于破坏机制控制的砌体结构教学楼抗震加固设计研究

为改善既有砌体结构教学楼的抗特大地震倒塌能力,提出一种以地震破坏机制控制为目的的结构抗震加固设计思路,采用钢筋网水泥砂浆面层对结构的纵向窗间墙进行三面抗震加固,同时在墙体两端采用竖向钢筋对钢筋网进行可靠锚固,按照1/2的比例设计2个两层缩尺砖砌体子结构试验模型,通过拟静力试验分别对普通窗间墙模型和窗间墙加固模型的宏观破坏机制、承载能力、延性和耗能能力等进行试验研究。结果表明:普通窗间墙模型发生薄弱层机制,模型最终形成倒塌机制;窗间墙三面抗震加固并锚固条件下,模型发生整体型破坏,并最终形成"强柱弱梁"式延性破坏机制,窗间墙形成"摇摆"机制,模型的墙体破坏形态、承载能力、延性和耗能能力等比普通窗间墙模型均得到显著改善,验证了该加固设计方案对于控制结构破坏机制和改善结构抗震性能的有效性。

不同材料环向缠绕加固混凝土墩柱抗震性能比较研究

通过对连续玄武岩纤维丝束、钢丝绳及碳纤维布缠绕加固混凝土墩柱抗震性能的对比试验,研究不同材料种类及用量对加固效果的影响,结果证实连续玄武岩纤维丝束及钢丝绳两种材料缠绕抗震加固的有效性,而这两种材料较碳纤维布具有更好的性价比,同时,介绍了国内外最新发展起来的一些墩柱加固技术,对各种加固技术的优缺点及适用条件进行了比较分析。

芳纶纤维布在桥墩加固中的应用

芳纶纤维布作为一种新型的结构加固材料,具有轻质高强、高弹性模量、耐腐蚀、抗冲击、抗剪、抗疲劳性能及良好的延性等特点,本文介绍了用芳纶纤维布加固某桥墩的加固机理、加固设计及施工工艺。

铁路桥桥墩裂缝加固及效果评价

某铁路桥桥墩在施工完15d后开裂,裂缝多为竖向和水平环向裂缝,长1～6m、深210～905mm、宽0.1～0.23mm。为恢复裂缝处结构的整体性、受力性能及耐久性,采用先深层压浆,再对表面开槽并采用耐久性较好的加固型混凝土对深度超过钢筋保护层厚度的裂缝进行置换封闭。为研究加固后效果,采用通用有限元软件ANSYS建立桥墩未开裂模型、开裂模型和加固模型并进行计算。计算结果表明,裂缝对桥墩线刚度影响较小,各模型的墩顶水平总位移、应力和偏心均满足规范要求。加固后取芯检测结果表明,裂缝灌注饱满,浆液充分填充整条裂缝,混凝土芯样开裂面均不在裂缝灌注面,该方法修复效果良好。

FRP加固钢筋混凝土桥墩的抗震性能分析

本文利用通用有限元程序建立了FRP加固钢筋混凝土桥墩的数值分析模型,对FRP加固钢筋混凝土桥墩的抗震性能进行了数值计算和分析。计算和分析结果表明,用FRP加固可以明显改善钢筋混凝土柔性墩的抗震性能;与全包裹相比,用FRP对桥墩墩底进行部分包裹可以更有效的利用FRP的强度,更为经济适用。

外包钢加固钢筋混凝土柱非线性分析

利用有限元分析软件ABAQUS,对不同卸载量下外包钢加固后的钢筋混凝土柱进行非线性分析,研究了加固后混凝土柱的破坏特征、受力性能和破坏机理,得到了混凝土、钢筋及外包角钢相应的荷载位移曲线和应力云图。结果表明:加固时柱子卸载50%左右时,承载力提高幅度最大,加固后其受力性能更好。研究可为实际工程的加固设计提供可靠的参考依据。

老清河大桥2号墩托换加固技术

因河道采砂、暴雨冲刷导致桃威老清河2号墩横向倾斜,严重影响正常通行。为了能够安全、彻底、迅速、经济地解决2号桥墩病害,通过方案比选和加固论证,采用了对2号墩扩大基础托换为桩基础,详细介绍了施工关键技术、质量及安全保障措施等。竣工验收结果表明,该加固技术能够有效确保工程质量和安全,并取得良好的社会效益和经济效益。

丰满水电厂房机墩的安全评价及加固措施比较

应用有限元法对增容改造后的丰满水电厂房机墩结构进行了静、动力分析计算,校核了结构的强度、刚度和稳定性能,进而做出了安全评价。结合现场实际,从理论分析、经济性和可行性等方面提出了三种结构修改和加固方案,并经比较优选了可行的方案,为机组和厂房的安全运行提供了可靠依据。

复杂边界下圬工桥墩加固钢围堰设计与施工

兰州中山桥为5跨简支钢桁架桥,采用圬工桥墩,建于1907年。由于要在不中断交通、较小桥下净空及较大流速的卵石河道复杂边界条件下对桥墩进行加固,在既有桥墩上安装支撑架施工钢围堰。钢围堰外围尺寸为8 900mm×18 620mm,采用Q235钢材,为全焊接结构。为减少水流阻力,钢围堰迎水面为尖角形。钢围堰施工采用分节运输吊装、现场安装连接。单片的钢围堰吊装上船,运输至桥墩,通过导向架和挑梁上的吊点,利用手拉葫芦逐片吊起钢围堰,然后整体调整拼装,最后焊接钢围堰。钢围堰分节安装完成后,需通过导向架调整钢围堰着床位置。围堰下沉到位,封堵抽水后进行封底混凝土施工。

粘钢加固损伤混凝土箱型桥墩的抗震性能Ⅰ:双向拟静力试验

设计制作了11个钢筋混凝土箱型截面桥墩缩尺模型,对其进行了粘钢加固后的双向拟静力试验,分析了加固桥墩的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、延性能力、刚度退化和耗能能力等.结果表明,加固墩柱均发生以弯曲破坏为主的延性破坏,破坏塑性铰由未加固时的墩底上移至加固钢板位置的上边缘,加固后墩柱各项抗震性能良好,表明粘钢加固损伤桥墩是一种有效的抗震加固方式.墩柱强轴方向的滞回环饱满,承载力和刚度较大;弱轴方向的滞回环捏缩效应显著,耗能能力较强.初始损伤程度仅对粘钢加固墩柱的刚度退化及耗能能力具有一定影响.随着轴压比的增大,加固试件的承载力变大,极限变形能力降低,延性能力和耗能能力均增强.而随着长细比的减小,加固试件的承载力变大,极限变形能力降低,刚度退化情况严重.

广州某桥梁桥墩倾斜事故分析及处理

通过对广州南沙某桥梁在堤岸填土施工时发生较大偏位的桥墩进行分析,探讨其侧向位移发生、发展过程及相应的加固处理方案,可为类似条件下的工程建设提供有益的借鉴参考。