一种半整体式桥台桥梁搭板的内力计算方法

针对半整体式桥台桥梁(SIAB)搭板与普通有缝桥梁搭板的不同受力情况,基于概率统计法和简支梁法,考虑搭板尺寸、地基刚度的影响,提出了适用于SIAB搭板内力计算的简支梁修正法,通过对搭板计算长度的修正来等效弹性地基作用和主梁传递至搭板端部的水平力作用。采用有限元分析对比了简支梁法、弹性地基梁法与简支梁修正法。结果表明:简支梁修正法在SIAB搭板的内力计算中更为合理和简便,半整体式桥梁搭板的内力计算可按简支梁进行计算。

半整体式桥台桥梁合成梁式结点的受力性能研究

介绍半整体式桥台桥梁合成梁式结点的构造、所用材料和施工顺序。用ANSYS有限元通用程序建立该结点的有限元模型,研究模型的受力性能及不同参数对其的影响;同时还与其它结点构造的受力特点进行比较分析;本研究结果可供该类桥梁的设计与施工参考。

半整体式桥台无伸缩缝桥静力分析

为了克服桥梁伸缩缝病害,考虑了桥梁上部结构、下部结构和基地土的共同作用,建立了半整体式桥台无伸缩缝桥的静力计算模型。以一座长100 m PC连续箱梁桥为例,对该桥在重力、车辆和季节性温度变化荷载作用下进行了弹性大变形分析,对相应的有伸缩缝桥和整体式桥台无伸缩缝桥分析结果进行了对比。结果表明:半整体式桥台无伸缩缝桥主梁的弯矩、剪力、挠度和下部结构的轴力与有伸缩缝桥接近,但主梁中出现了轴力,下部结构弯矩和剪力较有伸缩缝桥大,说明半整体式桥台无伸缩缝桥消除了伸缩缝的病害,结构整体刚度大,是一种有应用推广价值的桥型。

半整体式全无缝桥梁研究

针对国外常用的无缝桥梁中存在一个路与桥之间接缝处理的难题,提出一种新型的半整体式全无缝桥梁体系的设计新构思,即不仅取消全部的桥面伸缩缝,而且还取消了桥与路之间的接缝构造。新型半整体式全无缝桥梁体系中,主梁、搭板和接线路面三者相互连接和制约,梁体发生收缩变形时,通过搭板拉伸加筋接线路面板,相应地,梁体也受到了加筋接线路面的阻滞拉力作用;而温度上升时则反之。对这一新的结构体系进行深入系统的理论和构造研究,将桥和路作为整体进行受力分析和结构设计,推导了加筋接线路面在自身温度变化、干缩和梁体收缩共同作用下吸纳变形的计算公式,并由试验确定加筋接线路面板的裂缝宽度和裂缝间距的计算公式。通过实桥设计施工及后续多年运营监测,已证明这种新型全无缝桥梁是安全可行的,实测应变和变形也均在计算范围之内。

整体式桥台桥梁的桥头搭板设计

在过去几十年里,瑞士建造的整体式桥台桥梁的数量不断增加。这种类型的桥梁较传统的桥梁有较多优点,但其存在明显的土-结构相互作用,特别是在桥头搭板和路堤之间。为了取消伸缩缝,将桥头搭板直接连接到整体式桥台桥梁的端部,从而也经受由于温度效应和混凝土收缩徐变引起的桥面板位移。为保证桥头搭板设计合理,建立桥头搭板修正几何模型,研究桥头搭板的力学特征以及桥头搭板端部路面沉降和桥头搭板与桥面板连接处路面的开裂情况,证明了增加桥头搭板末端埋置深度的有利作用。在此基础上,提出一个连接桥面板与桥头搭板的细部构造,以避免在此处路面产生裂缝。建议在初步设计阶段对其进行详细考虑,以使整体式桥台桥梁在不增加施工成本的前提下改善其长期性能。

对某一简支梁小桥进行半整体式桥台改造的实践

宁宿徐高速公路K327+200小桥为单跨16米预应力钢筋混凝土空心板简支梁桥,轻型薄壁桥台。桥面伸缩缝为暗埋式伸缩缝,即在梁和台背之间的缝上预置一块钢板,桥面10CM厚的沥青混凝土铺装层直接从钢板上铺过。本文以该小桥为例,进行半整体式桥台的改造。

半整体式桥台结构设计与工程应用研究

为了解决公路桥梁桥头及伸缩缝等处普遍存在的跳车病害,结合工程实例桥,分析了半整体式桥台桥梁结构设计的特点,对实例桥梁进行了长期变形测试.实测结果与计算结果良好吻合,验证了结构设计和理论分析的合理性.测试结果表明,半整体式桥台桥梁结构型式性能优越,可减少桥梁运营期间的养护工作量.相关研究成果可应用于公路中小跨径桥梁工程.

浅谈整体式全无缝桥梁的优化设计

无缝桥梁作为一种新型桥梁结构其设计形式解决了伸缩缝造成的许多无法避免的问题。简述三种新型桥台形式的桥梁,并以我国第一座整体式全无缝桥梁——广东清远四九中桥为例,介绍了整体式全无缝桥梁的优化设计,阐述中国近几年整体式全无缝桥梁的创新和进步,以期推广应用。

新型半整体式无缝桥梁的研究

对国外常规的半整体式桥梁进行了改进,并保留了传统式桥台构造中的某些优点,提出了新型的半整体式桥台设计,扩大了无缝桥梁的应用范围。通过多座无缝桥梁的设计、建造和多年的安全运营,证明本文中的改进型半整体式桥梁具有结构简单、受力明确和施工方便等优点,值得推广使用。

我国第一座新型单缝桥梁——清远大燕坑桥试验研究

伸缩缝是桥梁中易损难维护的构件,伸缩缝损坏会导致主梁漏水、支座损害等病害,需要定期维修更换。减少伸缩缝数量可以减少病害,提高桥梁的安全性,降低全寿命周期成本,提高驾乘舒适性。在湖南大学所提出来的半整体式全无缝桥梁的基础上,改进地提出了一种新型的单缝桥梁,可适用于大中跨桥梁。大量的监测数量和外观检测表明:该桥梁梁体完整,跨中伸缩缝工作正常,全桥桥面及接线路面平整、顺畅,表面无可见裂缝,半整体式桥台处也未出现沉降和跳车等不良病害。

常规桥梁搭板内力计算方法在SIAB中的适用性

探讨了常规有缝桥梁搭板内力计算方法在半整体式桥台桥梁(SIAB)中的适用性.首先,介绍常规有缝桥梁搭板的内力计算方法,根据SIAB的构造特点,分析搭板近台端受到结构温变变形和收缩徐变引起的水平力、弯矩和剪力的影响;然后,建立SIAB搭板的有限元法(FEM)模型,并分析这些内力对SIAB搭板内力计算的影响程度.分析结果表明:剪力、弯矩的影响很小,可以忽略不计,但水平力的影响很大,搭板在进行内力计算时需加以考虑.最后,提出了简支梁修正法,并与既有有缝桥梁搭板内力计算方法做了对比.结果表明:有缝桥梁搭板内力计算方法不适用于SIAB搭板内力计算的结论.

宽幅无缝桥梁受力性能分析

无缝桥梁具有行车舒适、维护简单等诸多优点,但由于认识有限且缺乏统一的标准,此类桥梁在我国发展较为滞后。现有的研究关注桥长等限制因素,但对宽幅无缝桥却未见专门的报道。结合某城市立交方案,建立一种适用于工程实践的空间梁格模型,对宽幅整体式桥台无缝桥梁受力特性进行多工况分析,并与半整体式无缝桥梁方案进行了对比。研究结果表明:优化台后填土等设计参数能较大地改善此类桥梁受力性能;受桥宽的影响,桩顶横向弯矩可能控制设计,采用半整体式桥台无缝桥梁方案有利于解决此问题。

美国新阿宾顿公路桥

美国新阿宾顿公路桥(New Abingdon Road Bridge,见图1)位于马里兰州巴尔的摩市和哈福德县境内I-95州际公路段,属于I-95州际公路收费路段(I-95 Express toll lanes)北行段项目。该桥是一座2跨钢梁桥,全长90 m,桥面宽10.4 m,布置2条3.4 m宽的车道和2条1.2 m宽的路肩。上部结构主要由6片钢梁组成,钢梁采用抛物线加腋梁形式,桥台为半整体式桥台,桥墩为墙式墩。新桥为旧桥的替换桥,保持原阿宾顿公路水平方向不变,对其垂直断面进行调整,以增加桥下净空高度,并延长了桥梁跨度,以便桥下预留出I-95公路路面拓宽2车道的宽度。

无伸缩缝桥梁结构行为分析

文章采用有限元方法建立整体式桥台和半整体式桥台无伸缩缝桥梁的有限元模型。通过对静力荷载及其组合进行结构分析,研究两种结构体系的上部结构位移、桥台内力、桩基内力和梁体内力分布等,并考虑了桥台、桩基与地基土的相互作用模式。所得结论可为该类型桥梁的设计提供有益参考。

基于振动台试验的扩孔微型桩受力和变形性能研究

为了研究扩孔微型桩在地震作用下的受力和变形性能,在有无扩孔、不同扩孔深度、不同扩孔孔径、不同扩孔材料4种参数下对微型桩进行了振动台试验研究,计算得到了扩孔微型桩桩身弯矩和侧向位移,并分析得到了不同扩孔参数下微型桩的桩身弯矩与侧向峰值位移对应的埋深位置及桩身弯矩与位移的分布规律。结果表明:扩孔微型桩桩身峰值位移最大值出现在土体表面位置,并随桩深不断减小,扩孔后微型桩桩身峰值弯矩和峰值位移增大;随着扩孔深度的增加,桩身峰值位移和桩身峰值弯矩也增大,并且桩身峰值弯矩最大值点有向下移动的趋势;所得结论可为地震作用下扩孔微型桩受力和变形性能研究奠定基础,同时为新型半整体式桥台桥梁中扩孔微型桩的设计和应用提供参考。

扩孔微型桩-土动力相互作用p-y曲线试验研究

针对扩孔微型桩在地震作用下的桩-土动力相互作用及耗能能力的研究,对微型桩在有无扩孔、不同扩孔深度、扩孔孔径、扩孔材料等4种参数下进行振动台试验研究,计算得到了不同扩孔参数下的p-y滞回曲线,通过计算其滞回曲线面积和输入波能量分析了扩孔微型桩-土动力相互作用及其耗能能力。研究表明:在埋深(2.5~15.0)D(D为桩径)范围内,扩孔微型桩-土动力相互作用耗能能力优于埋深15.0D以下,而扩孔后在2.5D处桩身材料侧向刚度有所减小;不同的扩孔材料对扩孔微型桩-土动力相互作用耗能能力影响较大,扩孔材料为橡胶的耗能能力大于扩孔材料为砂土的;当扩孔材料为橡胶时,扩孔孔径为3.0D,扩孔深度为10.0D,扩孔微型桩-土动力相互作用耗散能量最大,占输入波能量4.17%。

温度荷载下半整体无缝斜桥搭板的力学性能研究

为研究半整体无缝斜桥搭板在温度荷载下的受力性能,用ABAQUS软件建立了搭板的有限元模型,并依托浙江湖州贯边桥工程的实测数据校准该模型.通过改变斜交角、基层和搭板垫层类型,对半整体无缝斜桥搭板在极端温度荷载作用下的平面内受力性能进行了研究.结果表明：当斜交角在15°~60°间,半整体无缝斜桥搭板的最大应力均发生在近桥端的顶层钝角处,建议设计时该角部位置的钢筋配筋率应大于其它角部的配筋率;在温度荷载下,基层选用沥青碎石或水泥碎石对搭板的最大应力影响很小;选用砂土作为垫层时,能较大程度地减小搭板内的应力,在进行半整体无缝斜桥的设计时,宜选用砂土作为搭板的垫层.

无缝桥抗震性能的对比研究

本文以一座三跨总长60 m的整体桥为案例桥,分别试设计了同跨径的半整体桥、延伸桥面板桥和常规连续梁桥。通过Midas/Civil软件建立四种桥型的有限元模型,并对其进行了E1和E2反应谱分析和时程分析,对比了四种桥型的结构反应峰值(墩顶位移、桥墩及桩基剪力与弯矩、台底位移、桥台桩基剪力与弯矩)。计算结果表明:当桥梁存在15°的斜交角,整体桥、半整体桥在地震动沿平行于桥台长边方向及其垂直方向输入时更不利,而延伸桥面板桥和常规连续梁桥在地震动沿顺桥向和横桥向输入时更不利。四种桥型在地震作用下:整体桥抗震性能最优异,但其台底位移、桥台桩基的剪力和弯矩最大;半整体桥台底位移、桥台桩基的剪力和弯矩最小,其墩顶位移、桥墩及桩基的剪力和弯矩仅比整体桥大;延伸桥面板桥和常规连续梁桥的墩-梁相对位移远大于整体桥和半整体桥,不适用于地震基本烈度高的区域。

无伸缩缝桥梁在浙江省实践及适用性研究

为了解决中小跨径桥梁频发更换伸缩缝引发交通中断的难题,以及改善车辆过桥时'跳车'引起不适的行车体验,为此,浙江省建造了三座不同结构形式的无伸缩缝桥梁。首先对已建三座无伸缩缝桥梁的建设条件、结构形式和运行状况等进行了分析、调研和总结,针对出现的病害提出了改进、预防措施;然后采用有限元数值分析方法,研究了对比了整体式桥台桥梁和普通桥梁的受力机理和主要影响因素。最后,结合浙江省地基情况和分类,得出如下结论:沿海如宁波、温州、绍兴、杭嘉湖等软弱土地基地区,适宜建造整体式桥台无伸缩缝桥梁;衢州、舟山和丽水等多山地丘陵地区,土质较好,适宜建造半整体式桥台无伸缩缝桥梁。

扩孔微型桩抗震性能试验研究

对6根具有不同扩孔参数的微型桩进行室内足尺低周循环侧向加载试验,得到滞回曲线和骨架曲线,并计算耗能能力和延性系数,对其抗震性能进行评估.所得结论可为新型抗震型半整体式桥台桥梁的实际应用打下基础,对整体式桥台桥梁支承桩的扩孔技术也有一定借鉴意义.