超高性能轻型组合桥面铺装体系基本力学性能研究

为解决大跨径钢桥面疲劳开裂和铺装层早期损坏这两大难题,提出薄层聚合物混凝土(TPO)铺筑于超高韧性混凝土(STC)-钢桥面板的超高性能轻型组合桥面铺装体系。基于马房大桥的有限元模型,分析STC+TPO铺装体系的受力和变形特点。计算结果表明:采用STC+TPO铺装体系,钢桥面板中的拉应变平均降幅达76.4%,铺装层中的拉应变峰值和竖向位移峰值降幅均大于49.0%;此外,车辆荷载、环境温度和铺装层厚度等对STC+TPO铺装体系的受力状况有较大影响,60℃时STC-TPO界面抗剪强度可达2.56 MPa;STC+TPO铺装体系能大幅提高桥面系刚度,降低铺装层和桥面板的应力应变幅值,从而减小桥面板和铺装层疲劳开裂的风险;同时,STC和TPO的抗拉强度及界面抗剪强度均满足重载和高温环境下的使用要求。

大跨径悬索桥超高性能轻型组合桥面施工控制研究

洞庭湖大桥为(1 480+453.6) m双塔双跨板桁结合型钢桁梁悬索桥,该桥首次在大跨径悬索桥中采用了钢-超高韧性混凝土(STC)轻型组合桥面。STC层参与钢桁梁整体受力,为控制STC施工次应力不超过设计要求的0.5 MPa,施工中需采取压重措施,经压重方案比选,浇筑过程中采取了部分压重方案,与全压重相比,大大简化了压重工序,节约压重荷载6 600 t。悬索桥为重量敏感性结构,且STC局部受力性能受厚度和钢筋保护层厚度影响很大,实桥钢桥面存在的较大局部变形,成为控制STC施工精度的难点。该文分析了钢桥面产生变形的因素,发现钢桁梁制造误差对平整度影响最大。针对该问题,施工中提出了"曲线调坡"法和"直线调坡"法,通过调整整平机轨道和整平板,使得STC厚度满足控制要求。两者的区别仅在于整平板的线形是曲线还是直线,"曲线调坡"法拥有更高的调整精确度,"直线调坡"法拥有更便捷的操作性,经比选后选用"直线调坡"法,应用中取得了良好的效果。

创启路大桥超高性能组合钢桥面铺装体系施工技术

为解决超高性能组合钢桥面铺装体系施工难题,以创启路大桥钢桥面铺装体系施工为依托,介绍了STC超高韧性混凝土、防水粘结应力吸收层材料特性、施工工艺及施工关键技术,总结了实际施工过程中的质量控制要点。创启路大桥的工程实践表明,超高性能组合钢桥面施工技术能保证该类型钢桥面铺装体系安全、便捷施工,确保施工质量满足要求。

基于扩展有限元的钢-STC组合桥面开裂性能研究

采用H型钢-超高韧性混凝土(STC)板的组合结构形式可有效改善传统正交异性钢桥面-超高韧性混凝土组合桥面结构中存在的结构疲劳开裂问题。为了研究不同结构参数对H型钢-STC组合桥面结构开裂性能的影响规律,基于ABAQUS以及扩展有限元方法(XFEM)建立了考虑裂纹扩展的组合梁有限元模型,对不同桥面板厚度、配筋率条件下开裂性能以及延性的变化规律开展了有限元模拟研究。研究结果表明,与采用普通混凝土(C50)相比,不同混凝土板厚度条件下,采用STC对开裂强度与延性的提升效果最大分别为175.0%与446.3%,而不同配筋率条件下的提升效果最大可达205.1%与1330.3%。为H型钢-STC组合桥面结构在实际桥梁工程中的应用提供相应的技术支撑与建议。

超高性能轻型组合桥面结构应用综述

简要介绍了超高性能轻型组合桥面结构的技术原理及特点,并通过马房大桥实桥检验以证明其优势。综合介绍了该组合桥面结构技术应用的几个工程实例及应用特点,为该技术进一步的推广应用稍做贡献。

钢-STC组合桥面体系材料组分及施工过程

为了解决繁重的交通给大跨径钢桥带来沥青磨耗层破损与钢桥面焊接接头疲劳开裂等传统病害,工程应用过程中提出了将超高韧性混凝土(STC)结构层与钢桥面板通过短栓钉连接形成新的组合桥面体系。在STC层设置剪力钉和密配筋,有效降低了钢桥面的疲劳应力幅。钢-STC组合桥面体系能够根治正交异性钢桥面的两大传统病害,在已应用的70余座桥梁中取得显著的效果。文章以钱资湖大桥为研究背景,介绍了STC材料的基本组分以及钢-STC组合桥面体系的主要施工过程。

杭瑞高速公路洞庭湖大桥主桥设计及关键技术研究

杭瑞(杭州—瑞丽)高速公路洞庭湖大桥主桥为(1480.0+453.6)m的双塔公路悬索桥,加劲梁采用钢桁梁结构,2片主桁横向间距35.4 m;主桁采用带竖杆的华伦式桁架,桁高9.0 m,节间长度8.4 m。钢桁梁上层桥面与主桁上弦杆结合(板桁结合),桥面采用超高韧性混凝土(Super Toughness Concrete,STC)轻型组合桥面结构。对主桥采用的关键技术进行了研究,分析中央扣对悬索桥结构体系的影响以及桁高对悬索桥加劲梁刚度的影响,并在设计中提出了轻型组合桥面板桁结合型加劲梁结构体系,在施工中提出了悬索桥钢桁加劲梁多节段窗口刚接法架设技术。

岳阳洞庭湖大桥主桥结构设计与整体分析

岳阳洞庭湖大桥为(1 480+453.6)m双塔双跨板桁结合型钢桁梁悬索桥。该文首先介绍了该桥索塔、葫芦形地连墙基础锚碇、板桁结合型钢桁加劲梁、超高韧性混凝土轻型组合桥面、缆索系统及其防护等结构设计。在此基础上,介绍了该桥整体计算的主要分析结果。

单跨三肋五索面超宽下承式系杆拱桥总体设计

东莞滨海大道沙涌大桥为单跨120 m的五索面空间异型下承式钢箱系杆拱桥,桥梁标准断面宽80 m。针对城市道路超宽桥面提出一种新型空间异型拱桥,以满足景观及结构受力要求。主梁采用整幅式纵横梁体系,拱肋采用变高变宽倒梯形钢箱结构。中拱肋矢跨比为1/3.05,设计矢高f=38.00 m;边拱肋采用外倾式,矢跨比为1/4.936,竖向投影设计矢高f=23.5 m,中拱与边拱拱高呈黄金比例关系。为减轻桥面自重、优化主梁及拱肋尺寸、解决正交异性钢桥面板疲劳和耐久性等问题,采用钢-STC超高韧性混凝土轻型组合桥面。该种桥梁具有结构新颖、外形美观、受力合理、工程造价低、结构耐久性好等优点。为城市超宽桥面景观桥梁设计提供了一种新的思路。