斜拉桥桥面结构损伤位置识别的指标比较

以香港汲水门大桥为背景,应用高精度三维有限元模型,对斜拉桥桥面结构损伤位置识别的模态曲率指标、模态柔度指标和斜拉索张力指标进行了比较研究。主要比较了(1) 在无噪声情况下,三损伤指标对各种不同损伤情况的识别效果;(2) 三损伤指标对损伤程度的敏感性;(3) 三损伤指标的抗噪声能力。获得以下结论: (1) 曲率和柔度指标在损伤定位上对不同类型的损伤情况显现一定的互补性; (2) 同曲率和柔度指标比较,索张力指标对不同的损伤程度呈现较好的稳定性;(3) 对大多数损伤情况,柔度指标的抗噪性最好,曲率指标最差。

高速铁路下承式大跨度系杆拱桥无碴轨道桥面结构形式的对比研究

针对高速铁路下承式大跨度无碴轨道系杆拱桥,通过有限元分析,对桥面结构采用混凝土板与纵横梁半结合方案和全结合方案的动力特性、稳定性和受力性能进行综合对比研究。研究结果表明:与半结合方案相比,全结合方案桥梁刚度较大,尤其是横向刚度;桥梁动力特性和稳定性也较好;系梁承受的纵向力较小,桥面系参与系梁的第一系统作用较大,混凝土板应力水平整体较高,尤其是在端部节间;纵梁面外弯矩及其对应的面外弯曲变形都较小,横梁面内、面外弯矩及其对应的弯曲变形也都较半结合方案的小。建议半结合方案加强纵横梁交接处的局部构造,尤其是横梁与外纵梁交接处;全结合方案混凝土桥面板宜采用高配筋,特别是端部节间。

大跨度独塔自锚式悬索桥桥面结构形式的对比研究

针对大跨度独塔自锚式悬索桥桥面结构形式缺乏对比性研究的问题,以杭州九乔路主跨2×150 m独塔自锚式悬索桥为研究对象,采用空间有限元法建模计算。在造价基本相同前提下,对比桥面结构分别采用钢-混凝土组合梁、钢-UHPC组合梁和正交异性钢桥面板3种方案下桥梁的受力性能,对桥面铺装分别采用沥青混凝土和ECO改性聚氨酯混凝土2种形式进行探讨,分析不同桥面结构和铺装层情况下桥梁的受力特点。研究结果表明:3种桥面结构和2种铺装层均适用于大跨度独塔自锚式悬索桥;桥面结构形式对桥梁受力状态影响较大,与采用钢-混凝土组合梁相比,采用钢-UHPC组合梁和正交异性钢桥面板时,桥梁竖向挠度分别降低约9.0%和21.0%,缆索安全系数分别提高15.0%和41.2%,索塔应力分别减少11.7%和35.0%,加劲梁应力分别减少2.4%和30.1%;桥面铺装对桥梁受力状态影响有限,与采用沥青混凝土桥面铺装相比,采用ECO改性聚氨酯混凝土桥面铺装时,缆索、吊索安全系数分别提高2.74%和4.20%,索塔、加劲梁应力分别减少1.19%和0.74%。研究成果可为大跨度独塔自锚式悬索桥的设计和建造提供参考。

高速铁路钢结构桥梁桥面结构布局探讨

在总结分析国内外钢结构桥梁桥面结构使用情况的基础上 ,借鉴国外高速铁路钢桥桥面结构设计使用经验 ,拟定了适用于我国高速铁路钢结构桥梁的桥面结构型式 ,并对其受力特性及其自重和用钢量进行综合分析比较 。

FRP-混凝土组合桥面结构热应力分析

采用我国现行桥梁规范中最不利的三种环境温差作用(两种均匀温度变化和一种梯度温度变化),利用有限元软件ABAQUS对一种FRP-混凝土组合桥面结构进行热应力分析,得到了该组合桥面结构在这三种温差作用下的变形特征和应力分布状况。有限元模拟结果表明,均匀温度变化效应大于梯度温度变化效应;温差作用对FRP-混凝土组合桥面结构非常不利,在以后FRP-混凝土组合桥面结构设计中需将此作用作为重要的荷载之一加以考虑。

桥面结构横坡对宽翼П梁剪力滞效应的影响

现代桥梁的发展趋势 ,跨径越来越大 ,桥面愈来愈宽 ,自重要求越来越轻 ,其主梁截面形式多采用分离式双箱和Π形两种结构形式 ,在荷载作用下横坡对Π梁剪力滞效应的影响表现得比较突出 ;然而过去人们对剪力滞的研究大都没考虑横坡对其影响 ,文中针对该现状 ,利用空间有限元计算分析横坡对Π梁剪力滞的影响 。

城市钢箱梁桥面结构方案分析及对比

该文以一联钢箱梁桥为工程实例,介绍了城市钢箱梁常见桥面结构设计方案。利用Midas有限元分析程序,建立三维空间模型,通过对各方案进行详细的力学分析,对比分析了各自受力性能、技术经济等方面的特点。分析结果能够为城市钢箱梁桥设计提供理论依据。

金口河区大渡河大桥桥面结构体系加固改造技术

金口河大渡河大桥是主跨为175 m中承式钢管混凝土悬链线拱桥,桥面结构体系由混凝土横梁和T型桥面板组成,由于桥面结构和吊杆的破坏使桥面存在整体坍塌的安全隐患,须对该桥桥面结构体系进行加固改造。加固前采用结构验算方法评估该桥结构状态,针对病害提出具体加固设计,并对设计后的结构进行结构验算。通过加固改造以后,计算结果表明,车行道桥面板和新增钢纵梁均满足要求,桥面结构体系的竖向基频提高约12%,横桥向基频提高约18%,大桥桥面结构体系静力性能和动力性能均得到明显改善。

浅析下承式拱桥桥面结构的构造与计算

该文探讨了下承式拱桥桥面结构的构造特点及建立适当的计算模型进行结构受力分析的方法,通过构造分析及结构受力计算结果,探讨了优化下承式拱桥桥面结构力学性能、提高结构可靠性的措施。

下承式拱桥桥面结构有关问题的探讨

本文探讨下承式拱桥桥面结构的构造特点，以及如何建立适当的计算模型进行结构分析。并通过构造及分析结果，探讨优化下承式拱桥桥面结构力学性能，提高结构可靠性的措施。

型钢-UHPC组合桥面结构抗拉性能试验研究

针对型钢-UHPC组合桥面结构的4个足尺条带模型构件(UHPC+型钢组成的桥面板构件2个,UHPC+型钢+钢条组成的接缝构件2个),开展了单轴拉伸试验;分析了构件的应变和裂缝发展规律;采用ABAQUS软件建立有限元模型模拟试验全过程,分析了构件的轴向变形及型钢、钢条的应变发展规律。结果表明:对于桥面板构件,型钢与UHPC薄板具有良好的协同受力性能,细微裂缝密集分布,直至型钢屈服,UHPC薄板产生2~3条主裂缝;对于接缝构件,随着加载的进行,初始微裂缝出现在新旧UHPC交界面处,后续微裂缝则主要集中于下台阶处,直至下台阶处内部埋置的钢条屈服,接缝构件破坏,下台阶处形成单一主裂缝;对于桥面板构件和接缝构件的UHPC轴向变形值及桥面板构件的型钢应变值或者接缝构件的钢条应变值,ABAQUS计算结果与试验结果吻合较好。

钢-薄层UHPC轻型组合桥面结构疲劳性能研究

以含U型肋的钢-薄层超高性能混凝土(UHPC)轻型组合桥面结构为对象,开展了稀疏栓钉布置下的组合桥面三点弯曲疲劳试验,研究了栓钉抗剪和薄层UHPC抗弯拉、疲劳性能,并进行了剩余强度试验。疲劳试验结果表明,累计经历3200万次疲劳加载后,UHPC顶面的最大裂缝宽度仅为0.05 mm,且钢-薄层UHPC界面未见显著滑移。剩余强度试验表明,UHPC的名义开裂应力为15.7 MPa,相较于未经历疲劳试验的类似试件应力降低了38.9%。此外,试件的最终破坏形态为U肋底部屈曲。

新型正交异性钢板-STC组合桥面结构研究与应用

为综合解决钢桥面体系中正交异性钢桥面结构疲劳开裂和沥青混凝土铺装层易损两种病害问题,本文提出了新型正交异性钢板—超高韧性混凝土(STC)组合桥面结构,基于广东省肇庆市马房大桥,开展了新型正交异性钢板—STC组合桥面结构足尺模型试验。试验结果表明,STC具有良好的抗拉性能,其最大拉应变达到955με而未出现开裂,因而能够适应马房大桥上的受力状态。2011年,新型正交异性钢板—STC组合桥面结构成功应用于马房大桥第11跨,各道施工工序均方便可行,且现浇的STC层经高温蒸汽养护后,未出现任何收缩裂缝。同时,实桥检测表明,增设STC层后,桥面系的局部刚度显著提高,车载引起桥面系构件中的局部应力降低了80%—92%,将有助于提高桥面系的抗疲劳寿命。

高速铁路钢桁梁桥桥面结构设计及减小噪音的结构措施

介绍日本铁路非结合钢桁梁桥、结合钢桁梁桥的桥面结构设计,及减小铁路钢桥噪音的结构措施。

高速公路桥梁沉陷及桥面结构层标高的控制

本文通过实例分析了高速公路桥梁的沉陷的原理，桥面结构层的控制以及沉陷量的合理利用。

钢桥的超高性能轻型组合桥面结构及施工技术现场交流会报道

目前，钢桥面铺装由于造价高、使用寿命短，其铺装材料和结构选型越来越引起人们的关注，由此产生了许多新型的钢桥面铺装材料，而超高韧性钢纤维混凝土STC的研究正是在这样的背景产生的。

斜截面钢箱梁提篮拱桥桥面结构施工技术研究

结合斜截面钢箱梁提篮拱桥桥面结构,以绵阳科技城涪江大桥为工程背景,针对该类桥梁在桥面结构施工中所遇到的斜截面主梁外侧支座脱空和倒T形横梁面外屈曲两大技术难题,通过分析研究创新提出处理措施:主梁通过设置预偏角可解决拼装斜截面主梁时因其向内偏转而造成外侧支座脱空的问题,并给出主梁预偏角计算公式及设置方法;在横梁跨中增设支架并主动顶升,可大幅提高横梁的面外稳定性能,确保其在施工过程中不会出现失稳,并基于数值模拟给出满足稳定性要求的顶升力下限值。本文提出的两项施工技术已成功应用于绵阳科技城涪江大桥,保障了我国首座斜截面钢箱梁提篮拱桥桥面结构的顺利拼装。

钢-混组合结构桥面系桥面板损伤机理研究

为分析研究钢-混组合桥面系混凝土桥面板的病害及成因,对钢-混组合桥面系桥梁现状进行了调查研究,总结了混凝土桥面板病害产生的主要原因。以某大跨径悬索桥为工程实例,基于Midas/FEA建立了该桥的有限元模型,模拟了超载车辆荷载、温度效应及收缩徐变3种工况下混凝土桥面板的受力情况,并对其病害产生机理进行了分析。研究表明:在超载情况下,桥面板的应力和挠度增长较快;当车辆超载100%时,混凝土板的横向压力接近于混凝土抗拉强度,混凝土板在桥面的应力最大处(桥中处)将产生横桥向贯通裂缝;温度作用对混凝土桥面板的应力分布影响明显,在整体升温的作用下桥面板产生最大拉应力值为0.63 MPa,在梯度温度下的桥面板应力值接近混凝土板的抗拉强度;收缩徐变对混凝土桥面板的受力也会产生影响,其中收缩效应比徐变效应明显,随着混凝土加载龄期增大,混凝土收缩效应明显减少,产生桥面板纵横混合裂缝。

型钢-UHPC轻型组合桥面板及其抗弯性能研究

正交异性钢桥面是目前800m以上国内外特大跨径钢桥的唯一选择,主因是自重轻、强度高、架设方便。但其存在疲劳开裂风险大、运维成本高的缺点。随着高性能材料UHPC的研发和应用,为构建自重轻、病害少、经济性好的桥面新结构提供了可能性。经过多年研究,作者提出一种新型桥面板结构——型钢-UHPC轻型组合桥面结构,将型钢、钢板条与UHPC组合,桥面板的形成无任何板件焊接,因而具有高抗疲劳性,且与传统钢桥面相比,自重持平、造价减半,可作为除“正交异性钢桥面”外的“第二种”大跨径钢桥的桥面结构方案。该文研究这种轻型组合桥面板预制板及横向接缝的抗弯性能,制作4个条带模型(包括2个预制板试件和2个接缝试件),开展三点弯曲的横向接缝负弯矩试验和预制板正弯矩试验,并对试验结果进行分析;基于“条带法”建立预制板试件极限承载力计算模型,提出接缝试件的UHPC开裂名义拉应力计算方法;基于某斜拉桥应用实例,进行整体计算和局部计算,验证新型组合桥面结构在实桥上应用的可行性。研究结果表明:(1)型钢与UHPC间在极限状态前相对滑移非常小,具有良好的协同受力性能;(2)预制板试件的正弯矩极限承载力以型钢屈服控制,而接缝试件负弯矩极限承载力以UHPC开裂和加密钢筋断裂控制;(3)接缝试件的“T形”接缝、加密钢筋、燕尾形的企口、交错式切割型钢钢条等构造设计对接缝整体抗弯拉性能有很好的提高效果;(4)预制板试件极限承载力计算模型所得计算值与试验值吻合良好,该模型搭配名义拉应力计算方法,可帮助工程实际问题的设计与应用;(5)试验结果与实桥的有限元计算值相比,新型桥面结构均有1.3倍以上的安全系数,新型组合桥面应用于实桥具有可行性。

钢-RPC轻型组合桥面结构湿接头弯曲试验

为了提升正交异性钢板-RPC(Reactive Powder Concrete,活性粉末混凝土)轻型组合桥面结构湿接头的力学性能和抗裂性能,针对分次浇筑的RPC层接缝处钢纤维不连续,接缝处RPC的抗拉强度远低于连续浇筑部位等问题,进行了RPC湿接头弯曲试验研究。设计制作了2片试验梁,其中包括5种加密钢筋湿接头和3种异形钢板湿接头以及1种焊接钢筋网湿接头形式。比较了每片试验梁的荷载-变形曲线和RPC名义拉应力-最大裂缝宽度曲线,分析了加密钢筋配筋率、异形钢板企口角度、钢筋焊接形式等因素影响下不同湿接头形式的抗裂性能。研究结果表明:加密钢筋配筋率越高,湿接头抗裂性能相应越好;异形钢板企口角度为66°时,RPC开裂应力最高;与加密钢筋湿接头和常规湿接头相比,异形钢板湿接头和焊接钢筋网湿接头具有更好的力学性能和抗裂性能;加密钢筋焊接在钢板上的湿接头抗裂性能显著优于不焊接在钢板上的湿接头抗裂性能;异形钢板湿接头和焊接钢筋网湿接头考虑耐久性的RPC允许开裂应力根据测试结果分别为26.5,25.1MPa,能够满足RPC桥面板在车辆荷载作用下的抗裂强度要求。