圬工拱桥UHPC加固方案分析

针对圬工拱桥开裂突出的问题,在介绍圬工拱圈设计计算理论的基础上,结合圬工拱桥的实际运营情况,利用断裂力学理论,分析了圬工拱圈的开裂原因,提出了运用超高性能混凝土(UHPC)加固圬工拱桥的加固方案。通过红岩桥的应用验证,结果表明使用所提方案加固后的拱桥各截面都能满足正常使用极限和承载能力极限状态要求。

某圬工拱桥主拱圈纵向开裂原因分析及处治措施

阐述了某拱桥主拱圈裂缝病害情况及产生原因,结合现场检测、荷载试验及原桥验算,确定该圬工拱桥不能满足设计荷载要求,通过加固验算,提出主拱圈套拱加固及墩台病害耐久性维护方案,达到圬工拱桥病害处治的目的。

波纹钢-混凝土组合结构在圬工拱桥加固中的应用研究

依托一座5跨圬工拱桥,在考虑原拱桥的二次受力以及界面接触属性的基础上,利用ABAQUS研究采用波纹钢-混凝土组合结构加固的圬工拱桥力学性能的变化。结果表明:加固后混凝土为主要受力构件,波纹钢和原拱圈的内力相当;车辆荷载作用下拱顶轴力降低85.7%,挠度降低79.5%;加固后关键截面应力均小于规范限制,达到了预期的加固效果。此外,施工过程中波纹钢板可作为混凝土的浇筑模板,施工便捷,工期明显缩短。本文可为现有圬工拱桥加固提供设计参考和工程借鉴。

圬工拱桥承载能力检算

随着我国交通量逐年增大,国省道上车辆超载现象非常频繁,特别对于西南地区存在大量年代久远的圬工拱桥,这些桥梁设计资料缺失,设计荷载等级未知,对这些桥在运营中的安全性提出了较高要求。为了保证运营中桥梁的安全性,通常基于缺损状况、材质状况和状态参数检测结果综合设计规范的承载能力进行结构检算。对某圬工拱桥进行承载能力检算研究,结果表明:该桥承载能力满足现行规范公路-II级的要求,检算结果可以为该类型桥梁运营阶段承载能力检算提供参考。

图纸缺失的既有圬工拱桥承载能力评估研究

我国既有桥梁数量庞大,部分早期建设的桥梁存在技术资料缺失的情况。随着桥梁服役龄期的增加,有必要对这些桥梁的承载能力进行评估,以保证其安全运营。以图纸缺失的某圬工拱桥为例,提出了一种基于现场检测和理论计算的评估方法,从该拱桥在承载能力、拱桥满足挠度验算要求等评估结果,可为该桥后续运营管理及类似案例提供参考。

基于应变斜面斜率的圬工拱桥加固后组合截面承载力计算方法

针对圬工拱桥通过增大截面法、套箍法等加固后组合截面承载力计算问题。在考虑原结构初始应力及材料非线性的基础上,从轴力及弯矩与应变斜面斜率的关系出发,分析了组合截面抗拉极限状态及抗压极限状态下的承载力,提出了存在二次受力的组合截面承载力计算方法;并以上、下缘均加固的矩形组合截面为例,推导了计算公式。通过工程实例进行了验证,结果表明方法可行。

圬工拱桥承载能力评估方法研究

针对目前既有诸多圬工拱桥出现承载能力不足及病害等问题,总结了圬工拱桥承载能力的计算理论和评估方法,提出了外观检测、荷载试验,并根据有限元计算结果,结合相关评估规范等多种评定方法相结合的综合分析评定方法。以某大跨圬工拱桥为例,应用综合分析评定方法评定该桥现有状况,与实际情况较为吻合,表明该方法具有较好的工程实用使用价值和理论意义。

圬工拱桥承载力计算方法比较

圬工拱桥在世界各国分布广泛,在交通中起着重要作用。对既有圬工拱桥维修加固进行判断,其承载力评估显得非常必要。该文论述了圬工拱桥的现存状况,总结了其极限承载力计算方法,提出了在实际工程中计算方法选择的原则。收集了13座石拱桥实桥荷载试验的挠度校验系数数据,进行了统计分析,并将其应用于极限承载力分析中。算例分析表明:等效梁柱法计算值比较保守,建议对其进行修正以使其计算的承载力有所提高,以适当利用石拱桥的潜在承载力,达到经济的目的。

复合拱圈加固圬工拱桥正截面承载力试验研究

为了研究原拱圈在裂缝作用下,复合拱圈加固圬工拱桥的正截面承载力计算问题,建立了3个复合拱圈加固圬工拱桥节段模型,考虑原拱圈的裂缝和不同材料的力学性能,基于原拱圈和加固层共同受力和协调变形,进行了数值模拟和试验研究.结果表明:当裂缝宽度为原拱圈宽度1/4时,实测承载力比无裂缝拱段减少了14.5%;当裂缝宽度为原拱圈宽度1/2时,实测承载力比无裂缝拱段减少了37.3%,裂缝增大使承载力成比例减小.

一种基于FRP的便携式整体预制圬工拱桥结构

采用柔性纤维材料作为结构增强构件建立了一种基于FRP的新型预制圬工拱桥结构来增强结构可持续性。该结构体系不需要进行现场浇筑和使用钢筋作为配筋材料,施工中仅需要将扁平封装好的预制拱圈在现场吊装成圬工拱体即可。采用结构试验的方法对该圬工拱桥结构进行分析,分析结果表明该结构体系的承载能力和变形情况均满足现行规范的要求。

圬工拱桥承载力可靠度分析

针对拱式桥结构体系中的主要受力构件 拱肋进行分析,借鉴拱桥设计中的"五点重合法"确定研究截面,并对该截面进行不利布载.对每一种荷载布置型式,采用荷载增量法进行拱桥结构失效模式的寻找和截面抗力的计算.给出其承载力可靠度功能函数,推导功能函数中结构抗力和作用效应概率模型,并利用改进的一次二阶矩法计算圬工拱桥承载力可靠度指标评估值.最后给出实桥验证算例.

圬工拱桥实测挠度的探讨

本文阐述了《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》所规定的容许挠度，不能作为荷载试验时评定圬工拱桥的实测挠度限值。同时在分析实测资料的基础上并参照有关规范提出了公路圬工拱桥的实测挠度限值。

一座旧圬工拱桥的承载力特性试验

利用试验车辆沿桥面纵向逐步移动的方法取得拱桥的内力变化曲线,根据实测的内力变化曲线反演结构的内力影响线,然后进行荷载布置,分析结构各危险截面的受力状况,并与理论内力影响线作比较,评定圬工拱桥的承载能力。与传统的测试方法相比,该方法简单明了,易于实际运用,为旧的圬工拱桥承载力评定开拓了新的思路。

不加固条件下圬工拱桥临时通行重载方法

为了解决圬工拱桥特别是大跨圬工拱桥临时通行重型、特重型车辆的问题,提出了不须加固结构仅需动态、合理地布置附加荷载的通行方法——平衡加载法.首先,分析了圬工拱结构的承载力与压力线和拱轴线之间偏离的关系,论证了在拱上合理布置荷载以使两线偏离尽量缩小前提下拱圈能够承担质量远超其设计荷载的重载的观点.其次,在深入分析偏心受压圬工构件的极限承载力计算方法的基础上,以截面合力偏心距e作为快速、定性判断承载力是否足够的关键参数.以偏心距e作为控制参数,提出在不经加固的圬工拱桥上动态地设计附加荷载的运动路径以配合重载通行的方法和流程、重要技术手段.以总质量为400 t的重载临时通过一座净跨径130 m的混凝土箱板拱桥为例,展示、检验了该方法.理论研究与实践结果表明:平衡加载法能够在不进行结构加固条件下有效解决圬工拱桥临时通行重载的问题.

某圬工拱桥的承载力评估

以某圬工拱桥为工程背景,建立了有限元计算模型,对其承载能力进行评估研究,得出评估结论,并结合荷载试验综合评定该桥的承载力,对同类桥梁的承载力评估有借鉴意义。

多跨圬工拱桥荷载试验研究

对跨径组合25m+40m+25m的温塘大桥实施静、动载和试验,测试并分析静载工况下主拱圈的应变、主拱圈挠度,桥梁结构的自振特性以及在行车下的冲击系数。试验结果表明,桥跨结构受力合理,具有良好的刚度与强度。

基于联合截面的圬工拱桥最小加固层分析

为了快速确定圬工拱桥最小加固层的厚度,评估加固后圬工拱桥原拱圈的应力状态,通过采用Midas Civil中的施工联合截面模拟新旧拱圈之间的黏结,计算组合截面的应力。最终通过对比不同加固层厚度下的原拱圈应力,确定最优加固层厚度,为圬工拱桥的加固以及加固效果的评定提供参考。

UHPC在圬工拱桥加固中的应用

为研究超高性能混凝土(UHPC)在圬工拱桥加固中的适用性,针对贵州省2座在役实腹式圬工拱桥的拱圈病害,提出采用UHPC加固,并开展加固设计、施工和荷载试验研究。参考钢筋混凝土增大截面法,在红岩桥(三跨14.14 m实腹式石拱桥)上开展试应用,拱腹增设15 cm厚UHPC加固层,加固层同原结构采用植筋方式粘结;在此基础上,采用极限分析法,分别考虑界面粘结良好和界面脱粘2种状况,对七星关桥(跨径20 m通行重载交通实腹式石拱桥)开展了分析,从偏安全的角度,采用了原拱圈下缘增设12 cm厚、两侧增设10 cm宽UHPC加固层的方案。结果表明:UHPC加固拱桥的施工工艺可借鉴传统钢筋混凝土增大截面法,其施工质量优于后者;界面植筋能够保障UHPC层与原结构协同受力,考虑界面脱粘的加固设计偏安全;加固后2座圬工拱桥运营状况良好,UHPC在圬工拱桥加固中有较好的应用前景。

圬工拱桥上部结构合理拆除方案研究

为了保证圬工拱桥的桥墩在改造过程中不被破坏,应选择合理的上部结构拆除方案。结合一座3跨连续圬工拱桥,在上部结构拆除过程中,对桥墩进行受力分析,得出墩顶的水平位移和墩底截面的最大应力(最大压应力和最大拉应力),以选择合理的拆除方案。

日照温差对圬工拱桥应力的影响模拟分析

日照温差对桥梁结构的内力有重大影响。对圬工拱桥主拱圈进行空间有限元分析,通过对主拱圈施加局部温度作用,计算和比较结构在温度梯度和局部整体升温的状态下的应力分布特征,得出相应规律,并解释部分拱圈病害的形成机理,为今后相关桥梁的设计养护提供一定参考。