钢桥面STC铺装结构防水粘结方案优化研究

为减少STC铺装结构与沥青混凝土因层间抗剪切能力差而引起路面车辙、推移等病害,采用室内试验的方法,分别分析了6种防水粘结层方案的组合结构性能。试验结果表明:1)防水粘结剂与STC铺装界面的粘结强度、组合结构粘结强度及其剪切强度均随温度的升高而降低;2)相同温度下,环氧树脂粘结剂的粘结强度和剪切强度最大,改性乳化沥青+高粘改性沥青+撒布碎石方案的次之;3)优选环氧树脂粘结剂作为防水粘结层材料,推选改性乳化沥青+高粘改性沥青+撒布碎石方案作为STC铺装结构用备选防水粘结剂;4)当碎石粒径为4.75 mm~9.5 mm、撒布量选用8 kg/m^(2)、沥青洒布量采用1.5 kg/m^(2)时,防水粘结层与STC组合铺装结构的抗剪强度最大。

现浇STC铺装体系施工方案对悬索桥成桥状态影响研究

为解决钢桥面铺装层破损和桥面钢结构疲劳开裂两大病害难题,拟将超高韧性混凝土(STC)铺装体系运用于大跨度悬索桥。由于大跨度悬索桥桥面铺装面积大,施工时通常选择分块浇筑的方式,然而STC层自身刚度比沥青铺装大,分块现浇施工时,依次形成强度的各块STC将逐步提高桥面系刚度,与钢桥面形成组合结构协同受力,导致结构在STC浇筑、硬化过程中的受力状态不断发生变化,这种施工过程中的内力重分配,最终会影响设计成桥状态的实现。为了确定STC刚性铺装体系分块现浇施工方案对双跨连续悬索桥成桥状态的具体影响,以杭瑞高速公路上的岳阳洞庭湖大桥主桥为工程背景,利用Ansys软件对STC铺装体系现浇方案进行有限元模拟,基于计算结果比选最优施工方案。结果表明:不同的STC浇筑顺序、分块方式和配重方案对钢梁成桥线形有一定影响,对STC成桥内力影响较大。

STC桥面铺装对大跨悬索桥静动力性能影响研究

以临岳高速洞庭湖大桥为例,研究STC桥面铺装层对大跨径悬索桥整体性能的影响,对比分析不同的铺装方案、不同的铺装厚度下桥梁的静动力性能.结果表明:STC桥面铺装层能够有效提高桥梁整体刚度、改善桥梁主要构件的受力状态;在恒载+车道荷载组合工况条件下,STC桥面铺装层的厚度变化对桥梁整体刚度及主要构件的受力状况的影响是线性的.此外,STC桥面铺装方案能够提高大跨径悬索桥横向摆动的自振频率,改善其动力稳定特性;结构横向自振频率随STC层铺装厚度的变化也是线性的.

基于弹性力学的钢桥面铺装层应力分析

针对钢箱梁桥面易发生破损和开裂的问题,基于二维弹性力学理论,推导出常温下汽车荷载作用下钢箱梁桥面铺装层应力分布的解析表达式。以广东马房大桥的超高韧性混凝土(STC)桥面铺装新体系为例,分析了STC铺装层厚度和箱梁横隔板尺寸对桥面铺装应力和变形的影响。与文献值、有限元解以及现场实测数据进行对比,证明了本文分析模型与计算方法的合理性与有效性。结果表明:随着横隔板尺寸的增大,横隔板处铺装层的拉应力呈对数递增,而跨中铺装层的压应力呈指数递减;在横隔板刚度和强度足够的条件下,减小横隔板腹板的厚度能减小横隔板处铺装层的最大拉应力;保持STC铺装的总厚度不变,路面的最大应力随STC层厚度的减小而增大;适当增加高弹模层的厚度能有效提高桥面的刚度并减小铺装层的最大应力。研究结果为钢桥面STC铺装的设计和箱梁横隔板截面尺寸的选取提供了参考。

高性能轻型组合桥面结构铺装实验研究

结合某连续钢箱梁桥基本概况,对桥面铺装前后横肋、纵肋、面板三种构件及不同构件连接部位的受力或变形状况进行了试验检测,结果表明STC桥面铺装可以明显降低U肋与面板连接部位局部应力,但U肋与横隔板连接部位弧形缺口处的改善效果不明显,对U肋与箱梁腹板连接部位的改善效果有限。

公轨两用斜拉桥钢桥面板疲劳应力幅的影响因素分析

文章以某公轨两用斜拉桥为研究对象,采用Abaqus建立有限元模型进行了8类不同疲劳细节的应力幅影响因素分析。分析了STC桥面铺装参与和不参与钢桥面板共同受力时各个疲劳细节的横向、纵向主拉应力幅值以及剪应力幅值的变化情况,同时还对一般位置横隔板板厚由16 mm增大到24 mm、节点位置横隔板厚度由20 mm增大到24 mm时各个构造细节的主拉应力、剪应力幅值进行了对比。结果表明:当考虑STC参与桥面板共同受力时,各个疲劳细节应力幅呈现减小趋势,主拉应力幅最大降幅11%,剪应力幅最大降幅13%;且横隔板厚度增大后,主拉应力幅最大降幅18%,剪应力幅最大降幅6.5%,可为同类桥梁的钢桥面板疲劳应力幅计算研究提供一定参考。