局部加高的UHPC免模板湿接缝抗弯模型试验

为简化装配式桥梁湿接缝现场施工工艺(免模板、免焊接),简化接缝段钢筋构造并提高接缝抗裂性,本文提出一种以普通混凝土(Normal Concrete,NC)预制桥面板局部加高部分作为底模的超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)免模板湿接缝构造形式。为了检验这种结构的力学性能,设计了7片试验梁,包括2片整体梁、1片常规接缝梁和4片免模板接缝梁,以钢纤维掺量、层间抗剪钢筋和界面配筋率为试验参数,采用四点加载的方式完成了试验梁抗弯性能试验,获得了试验梁的开裂荷载、裂缝分布、破坏模式和应力应变状态等关键试验结果。试验结果表明:接缝梁与整体梁均发生弯曲破坏,未布置层间抗剪钢筋的加高接缝梁主裂缝均位于接缝段,其余试验梁主裂缝均位于预制段;随着钢纤维含量的提高,加高接缝梁的抗裂性能也随之提升;布置了层间抗剪钢筋的加高接缝梁抗裂性能仅次于UHPC整体梁,同时具有结构简单、施工简化、造价经济等优点,说明该接缝构造形式运用于实际工程中是可行和可靠的;UHPC钢纤维含量建议取1.0%。

洪塘大桥自锚式悬索桥设计要点

洪塘大桥位于福州西郊,跨越乌龙江,需原桥位拓宽改建,新建主桥采用自锚式悬索桥。基于施工期间保通车的民生要求,提出了三阶段横向拼接施工的设计方案,建成了国内第一座在改建工程中实现保通车目标的自锚式悬索桥。首次提出了主缆平弯锚固方案,改善了主缆锚固区的管养条件。采用有限元程序对桥梁运营及施工过程中的关键工序进行仿真分析,根据分析结果指导施工和施工控制,现场监测数据表明计算值与实测值相符。

装配式钢-UHPC组合桥面板试设计及性能研究

针对钢-UHPC组合桥面板使用传统机械剪力连接件的不足,提出一种装配式钢-UHPC组合桥面板。为给该装配式组合桥面板的设计和应用提供依据,以国内某大跨度扁平钢箱梁桥为依托,将该桥钢桥面板改为装配式钢-UHPC组合桥面板进行试设计,并采用ANSYS建立主梁节段空间有限元模型,对试设计的装配式组合桥面板的受力性能进行研究。研究结果表明:装配式组合桥面板中,UHPC层的横桥向拉应力和粘结层的横桥向剪应力是结构计算的控制指标;在装配式组合桥面板结构中,UHPC层受到的最大拉应力为10.87 MPa,粘结层受到的最大剪应力为0.97 MPa,材料均能满足结构的受力要求;装配式组合桥面板的钢面板最不利构造细节的最大应力幅仅为纯钢桥面板的1/5,说明装配式组合桥面板结构可满足实际桥梁需求且可有效地避免纯钢桥面疲劳开裂等病害。

南沙港铁路洪奇沥特大桥主桥设计

南沙港铁路洪奇沥特大桥位于近海强风区,通过方案比选最终选择跨径为(138+360+360+138)m钢桁梁柔性拱桥作为桥式方案。钢桁梁采用高16m的2片主桁,桁间距15m,节间长度为13.5m和14m;采用水平向熔断型支座、纵向粘滞阻尼器、横向E型钢阻尼器的组合抗震措施;设计选用柔性吊杆;采用板式轨枕纵横梁无道砟桥面系,与传统的正交异性板有砟桥面系相比,桥面恒载由145kN/m降至70kN/m,节省了费用。为减小施工风险,在主跨设置临时支墩,并借助临时支墩悬臂拼装钢桁梁;将拱肋分成2个半拱,在钢桁梁上弦搭设支架卧拼拱肋,并借助扣塔扣索竖转拱肋。有限元计算结果表明该桥设计方案结构力学性能满足规范要求,设计合理。

装配式纤维混凝土组合桥面体系试验

针对正交异性钢桥面疲劳开裂,传统沥青混凝土铺装层破损以及纤维混凝土铺装层采用整体现浇施工时需要大面积现场养护等技术难题,提出了一种新型装配式组合桥面体系,即:装配式活性粉末混凝土(RPC)层本体为现浇RPC层,其中嵌合有周围布设企口接头的预制RPC桥面板,并通过剪力钉与正交异性钢桥面板联合成整体,形成组合桥面。为验证该企口接缝的强度,进行了装配式纤维混凝土组合桥面结构模型试验及理论分析。研究结果表明:采用新型钢-RPC组合桥面结构后,钢桥面结构中的拉应力降幅可达49%;当企口接缝处出现肉眼可见的细微裂缝时,与接缝位置对应的同断面现浇RPC强度为12.5 MPa,表明此种接头形式将接缝承受的拉应力部分转化为剪应力,从而有效降低了装配式纤维混凝土组合桥面开裂的风险。

预制桥面板UHPC-U形钢筋湿接缝受力性能试验研究

针对目前装配式组合梁桥预制桥面板湿接缝宽度大、现浇量大的劣势,提出宽度较小的UHPC-U形钢筋接缝。为检验该接缝的力学性能,设计制作3个桥面板试件(JF-1,混凝土整板试件;JF-2,30cm宽UHPC-U形钢筋接缝试件;JF-3,60cm宽普通混凝土-U形钢筋接缝试件)进行静力弯曲试验,对比其极限承载力、抗裂性能及抗弯刚度。结果表明:3个试件的抗弯承载力相近,破坏形态均为剪跨区的弯剪破坏,湿接缝不会削弱桥面板的抗弯承载力;UHPC能显著提高湿接缝的抗裂性能;各试件的荷载～位移曲线基本相同,抗弯刚度基本一致,接缝对试件的抗弯刚度影响较小;试件JF-2、JF-3具有同等的抗弯强度及刚度,可以将UHPC作为湿接缝浇筑材料来减小接缝宽度。

武汉天兴洲公铁两用长江大桥移动模架拼装技术

以武汉天兴洲公铁两用长江大桥正桥I标段0～022号墩铁路简支箱梁40m下行式移动模架拼装为例，对移动模架支架法拼装、主梁预拱度控制、主梁轴线控制及荷载预压试验等进行叙述，为今后同类型移动模架拼装提供参考。

大跨双层复合桁架桥施工阶段受力分析

为研究大跨双层复合桁架桥常用施工方法的优劣,利用已建桥梁参数,构建跨径布置为(80+104+80)m三跨连续双层复合桁架桥方案,在同等结构与配束条件下,利用MIDAS软件建立全桥有限元模型,对先架设整体钢桁架后浇筑混凝土、悬臂浇筑和采用辅助墩施工这3种不同施工方法的关键部位杆件成桥受力状态进行了对比分析。计算和实践结果表明,采用辅助墩为主桁施工提供临时支撑,可以减小复合截面钢桁骨架初始应力,提高预应力张拉效率,实现合理的成桥状态。

高速公路装配式板桥上部结构早期病害分析

针对某段高速公路装配式空心板桥上部结构以桥面铺装损害为主要形式的早期病害,总结了病害的主要形式和表现特征,分析了其产生的设计、施工及养护管理方面的原因,提出了病害处理建议和避免同类桥型出现类似病害的预防措施。

寒区公路装配式梁桥水泥桥面铺装破损原因调查分析

依据寒区55座典型公路装配式梁桥的单层水泥桥面铺装破损状况调查资料,从桥梁和桥面本身结构特性、桥面铺装材料及施工工艺、铺装设计理论、使用和养护等4个方面对水泥桥面铺装的破损原因进行综合分析,在结论中提出简要解决方案。

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥钢-混组合梁施工技术

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥采用85m钢-混组合连续梁桥形式,组合梁由混凝土桥面板及钢主梁通过集束式剪力钉连接而成。混凝土桥面板在预制场内一次性浇筑完成;钢主梁整孔制作分为板单元制造、分段制造、总拼3个阶段,总拼后,利用环氧砂浆将钢主梁与混凝土桥面板粘接在一起,由3 000t"天一号"运架一体船整孔运输和架设。在该桥组合梁施工中,采取了以下新技术:钢主梁底板单元纵向对接焊缝采用预设反变形胎架以单面焊双面成型的工艺焊接;横隔板及底板单元整体制造采用自动化焊接机器人焊接;钢主梁总拼时腹板对接焊缝采用轨道式数字化焊接机器人进行立位焊接,腹板与底板熔透焊缝采用无盲区焊接小车焊接。

常泰长江大桥专用航道桥钢梁安装方案设计

常泰长江大桥天星洲和录安洲两座专用航道桥为刚性梁钢桁拱桥,跨度布置均为(168+388+168)m,主梁采用2片主桁双层板桁组合结构,N形桁式,焊接整体节点构造,主拱采用与主梁反向的N形桁。针对该桥施工难点,进行钢梁安装方案设计。主桁杆件采用整体节点散拼,联结系采用单根杆件拼装,每节间的桥面板分为3块安装;边跨钢梁在临时支架上采用单悬臂拼装,中跨钢梁采用扣索塔架悬臂架设、跨中分步合龙钢桁拱和系梁的总体方案施工。中跨钢梁悬臂拼装时,对拱梁同步和先拱后梁2种施工方案进行综合比选可知:2种方案均满足受力要求;先拱后梁方案压重量比拱梁同步方案少60%,但工期长3个月,并增加2台吊机,拱梁同步方案的经济性更优。因此,选择拱梁同步方案。

山区大跨度悬索桥钢桁梁施工技术

为解决山区大跨度悬索桥钢桁梁架设施工受地形条件限制的问题,以坝陵河大桥为背景,研究桥面吊机悬臂架设法施工中不同区域的钢桁梁安装、钢桁梁合龙及钢桁梁提升等施工技术。首、次节梁段采用整体吊装施工,标准梁段及临时铰处梁段采用桁片吊装架设,并在临时铰处设置支撑系统(与钢桁梁铰接);临时铰采用自然合龙,跨中钢桁梁合龙前调整竖向高差及上、下弦合龙口纵向相对偏差(暂不安装合龙口前端永久吊索),合龙时在桥塔处牵引钢桁梁调整纵向偏差;单点提升力大于2 400 kN的梁段采用两点提升,其余梁段均采用单点提升。

基于层间接触的空心板梁及桥面铺装在双轴移动荷载下的力学响应分析

目的研究考虑铺装层间接触的桥面铺装及空心板梁在双轴移动荷载下的受力状态,以解决混凝土桥梁在桥面铺装设计时对铺装层之间的关系状态考虑不全面的问题.方法采用ABAQUS有限元软件建立含有沥青铺装层、粘结层、混凝土调平层、空心板及铰缝的数值模型,利用子程序模拟行车移动载荷,设置库仑接触摩擦建立层间接触,考虑不同荷位、层间摩擦系数对空心板梁及桥面铺装的影响.结果铺装层间最大水平接触力出现在梁端区域;铰缝与空心板的挠度相差10%,应力在轮载附近处变化较大;沥青铺装与粘结层间接触摩擦应力为0.2093 MPa,大于混凝土铺装与粘结层间接触摩擦应力0.156 MPa;连续模型与接触模型的应力最大差值达4.5倍.结论不同结构层间界面薄弱,易发生剪切破坏;为防止板与铰缝间发生剪切破坏,可加强轮载附近处板与铰缝的连接;采用不同措施处理各层之间的粘结,可使经济效益最大化;将铺装层视为连续体考虑不周,层间接触假定更符合实际情况.

基于响应面法的悬拼优化施工中混合梁斜拉桥响应分析

为解决大跨斜拉桥悬拼施工过程中桥面吊机对桥梁结构的影响问题,以某大跨径独塔混合梁斜拉桥为背景,采用响应面法(Response Surface Method, RSM)研究悬臂拼装施工过程中,桥面吊机的结构参数对主梁线形、内力、索力的影响规律。以桥面吊机的重量、前后支反力比、支撑跨度和钢箱梁弹性模量作为主要设计参数,以最大悬臂状态下主梁的挠度和成桥状态下主梁的应力、线形和拉索索力作为响应参数构建显式响应方程,求解各设计参数对结构响应的影响程度,对结构参数进行敏感性分析。研究结果表明,桥面吊机的自重、前后支反力比、前后支撑跨度对钢主梁的挠度、内力和成桥索力有显著的影响;在相同条件下,吊机自重每增加10 t,悬臂端挠度增大42.46 cm,成桥索力增大3.16 kN。采用响应面法分析结构参数的影响,研究结果科学准确、简便实用,可以为桥面吊机结构的优化设计、施工中监控关键控制参数提供科学依据,对相同类型的桥梁工程也具有借鉴意义。

沪通长江大桥北引桥公铁合建段双层混凝土箱梁立体施工关键技术研究

双层桥梁可以充分利用土地资源特别适用于城市立体交通。其建设涉及到立体作业,施工组织尤为关键。介绍了沪通长江大桥北引桥公铁合建段双层混凝土箱梁施工关键技术。该桥下层为铁路线,为7×49.2 m简支梁,采用节段预制架桥机节段拼装,现浇湿接缝方法施工。上层为公路线,为(4×49.2+3×49.2)m现浇连续梁,采用在下层铁路简支梁节段拼装湿接缝处设置预埋件并搭设现浇支架和落地支架相结合的装配式落地、落梁混合高支架现浇施工。基于项目施工,研发了双线箱梁架桥机横移变幅技术和无调平层箱梁线形及顶面标高控制技术。项目研究形成了公铁合建双层箱梁立体施工工艺,可为同类型工程施工提供参考。

南宁市五象大桥钢箱梁施工方案比选

南宁市五象大桥主桥为(45+100+300+100+45)m双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主梁为横向分离的两全焊流线型扁平封闭钢箱梁。针对该桥钢箱梁施工难点,提出了对称悬臂拼装施工(方案1)和非对称悬臂拼装施工(方案2)2种钢箱梁施工方案,通过设备、工期及河道水位影响等方面的比选,采用方案2施工。该方案主要施工设施包括变幅式桥面吊机、边跨临时支架及顶推系统、滑移支架和桥塔墩墩旁托架及滑移系统。在边跨无水区域布置滑移支架及临时支架,安装变幅式桥面吊机,采用顶推系统后退滑移及吊机前移的方法安装边跨钢箱梁;中跨侧钢箱梁采用单侧桥面吊机悬臂拼装,利用边跨已架钢箱梁,调整索力实现非对称悬臂拼装施工。

宁波三官堂大桥钢桁梁设计

宁波三官堂大桥主桥为三跨连续钢桁梁桥,跨径布置为(160+465+160)m,主跨桥面宽45.9 m,边跨桥面宽37.9 m。主桁采用2片变高N形桁,跨中桁高14.5 m,中墩墩顶桁高42.0 m,边墩墩顶桁高15.0 m。2片主桁横向间距33.7 m,基本节间距15.0 m,中墩墩顶附近节间距18.75 m,主桁杆件均采用板肋加劲箱形断面。主桁上平联采用菱形布置,V撑处下平联采用K形布置,平联杆件采用箱形或H形断面。桥面系采用正交异性钢桥面板,板桁结合,共同参与受力。为解决边墩支座负反力及优化主桁杆件受力,采用边墩支座顶升技术,并在边墩附近部分主桁杆件及桥面系设置压重混凝土。边跨及三角区钢桁梁采用支架拼装工艺施工,中跨采用悬臂拼装工艺施工。

钢箱组合梁斜拉桥悬拼阶段主梁变形及受力研究

为保证悬拼施工时斜拉桥钢箱组合梁的精确匹配连接,以台州湾跨海大桥通航孔桥为背景,采用有限元法研究待安装梁段与已安装悬臂梁段在施工阶段荷载作用下的竖向变形和桥面板受力,并分析吊装节段长度、吊机位置及强制匹配措施对截面竖向变形与桥面板受力的影响。结果表明:由待安装梁段自重引起的吊机反力是导致匹配截面产生较大相对竖向变形的主要因素,两侧匹配截面均在边腹板附近的相对竖向变形差最大;斜拉索锚固区和桥面吊机处混凝土桥面板开裂风险较高;吊装节段长度对匹配截面局部变形的影响较小,但其长度增加会增大局部桥面板混凝土主拉应力;通过调整桥面吊机横向位置可减小匹配截面相对竖向变形差,且中腹板强制匹配较边腹板强制匹配对桥面板受力影响小,采用“边腹板吊装+中腹板强制匹配”施工方法可实现已安装悬臂梁段与待安装梁段的精确匹配。

大跨度提篮拱桥双曲线钢管桁架拱肋加工制造技术

针对大跨度提篮拱桥双曲线钢管桁架拱肋的加工工艺,结合郑万铁路奉节梅溪河双线特大桥工程实例,从焊接工艺试验、主弦管以折代曲的线形设计及卷管加工、拱肋节段单肢卧拼、整体立拼等方面,分析总结其技术要点及优点,探索出一套双曲线钢管桁架拱肋加工制造技术。