山区钢桁梁斜拉桥设计和工程应用研究

随着交通强国和乡村振兴等国家战略的实施,我国山区桥梁建设的数量和规模与日俱增。文章调研世界范围内2113座山区桥梁(含中国1521座),分析山区桥梁的建设难点和应用现状,阐明山区斜拉桥的关键设计技术,研究山区钢桁梁斜拉桥主梁、主塔及斜拉索的方案选型及构造设计,探讨适用于山区条件的新型斜拉桥施工方法。结果表明:我国是世界上山区桥梁建设最多的国家,贵州省又居我国首位(34.4%)。山区斜拉桥通常具有大跨径、高塔墩、小边主跨比和结构不对称等特点,运输施工易、装配程度高、抗风性能好、抗震性能优和景观造型美的结构设计成为山区桥梁的主流趋势。钢桁梁比钢箱梁斜拉桥更适应于山区的建设条件,公路钢桁梁斜拉桥一般采用两片主桁,N形桁式,主桁高度为6~9m,节间长度为6~12m,梁上标准索距为12~16m。主桁横向联系采用华伦式,桥面系常用板桁组合体系,斜拉索则主要采用钢绞线斜拉索。新开发的缆索吊机法和节段纵移悬拼法解决了山区斜拉桥主梁整节段起吊、运输和拼装的难题,可供类似桥梁借鉴和参考。

跨水源地桥面和路面径流排水系统设计研究

高速公路的路基和桥梁设置一般要避开水源保护区,当条件不允许而无法避开时,则必须考虑设置应急处理系统。单独桥梁穿越水源保护区或者单独路基穿越水源保护区,已有文章给出应急处理池的计算及设计方法,而桥梁和路基同时穿越水源保护区的情况下,如何合理设置应急处理系统,鲜有文章提及。韦就大桥跨越水源保护区,同时部分路基段也在水源保护区范围内,通过对常见的桥面排水方式进行分析,结合工程特性,建立了采用桥面径流收集管道、路基径流收集管道、中转应急储存池和水源保护区外应急处理池组成的应急处理系统,为今后类似工程提供技术借鉴。

钢桥面板U肋-盖板构造细节(子系统1)疲劳受力行为研究

正交异性钢桥面板受力行为复杂,基于子系统可以更加有效地分析钢桥面板的疲劳受力行为,以钢桥面板子系统1为研究对象,分析轮载作用面积和轮载作用位置对子系统1疲劳受力行为的影响,在此基础上分析了盖板厚度和U肋厚度对U肋-盖板构造细节处3个弯矩的影响。同时基于等效结构应力法,对子系统1的主导疲劳开裂模式进行研究。研究结果表明:轮载作用面积为600 mm×200 mm且轮载作用在U肋间时,子系统1中U肋-盖板构造细节的受力最不利;子系统1以U肋外侧弯矩Mr大于U肋内侧弯矩Ml的情况为主;子系统1焊根开裂模式的主导疲劳开裂模式均为开裂模式Ⅱ,增大盖板厚度能有效降低焊缝焊根开裂的风险;焊趾开裂模式的主导疲劳开裂模式与盖板和U肋厚度有关,增大盖板厚度能减小开裂模式Ⅰ发生的概率,增大U肋厚度能减小开裂模式Ⅲ发生的概率;在焊根和焊趾的主S-N曲线相同的情况下,子系统1的主导开裂模式为焊趾开裂模式。

双层车辆段上盖建筑振动及结构噪声特性分析

为研究双层车辆段地铁运行引发的垂向振动沿上盖建筑物的传播规律及二次结构噪声问题,介绍了横岗双层车辆段咽喉区断面及上盖建筑的现场测试。采用傅里叶变换、传递损失以及1/3倍频谱等方法研究了振源特性,在此基础上,通过构建线性拟合函数和互功率谱密度函数,分析了上盖结构振动与室内二次结构噪声的关系。分析结果表明:由于高频振动经过土体衰减迅速,在80 Hz以上频段,车辆段内1层承重柱振动加速度级小于2层承重柱;振动沿建筑物传至顶层时,入射波与反射波的叠加作用使得顶层振动能量放大;建筑物二次结构噪声声压主频在100 Hz以下,峰值出现在40 Hz附近,且预测建筑物中容易激发的噪声频段在40~60 Hz;楼板振动辐射噪声对室内二次结构噪声贡献主要在40 Hz附近。综上,建议着重关注振动沿上盖建筑传递在40 Hz处的响应情况。

寒区钢桥面超高性能混凝土铺装层层间剪切强度研究

为了避免发生寒冷地区沥青面层与超高性能混凝土(UHPC)层结合不良导致的沥青面层滑移或脱落现象,对钢桥面UHPC铺装层层间剪切性能进行研究。考察涂布环氧树脂防水粘结层的成型试件分别在不同涂布厚度、不同温度、不同浸泡溶液条件下,经冻融循环后的抗剪强度变化规律,并依托实际工程对层间剪切强度进行数值模拟分析。结果表明:环氧树脂防水粘结层的最佳涂布量为0.4 kg/m^(2);其抗剪强度随着温度的增大而减小,在60℃时抗剪强度能达到1.8 MPa,高温性能良好;盐溶液环境下的冻融循环对强度的损伤大于清水环境下的损伤;数值模拟得到最不利位置剪切应力峰值远小于试验得到的环氧树脂防水粘结层抗剪强度,环氧树脂防水粘结层性能优异。研究得到的UHPC铺装层层间剪切强度规律可为延长钢桥面使用寿命提供理论依据。

钢混连续组合梁负弯矩区裂缝控制措施研究

随着钢混连续组合梁的应用案例越来越多,中墩顶负弯矩区的桥面板开裂问题也越来越受到重视。详细介绍了近年来10种常用的负弯矩区裂缝解决方案及其优缺点,并通过通用有限元软件Midas 2021建模计算,对比了各种方案对墩顶负弯矩的影响大小。建议在实际工程应用中,根据项目情况采用多种方案叠加的组合控制措施,以有效解决中墩顶负弯矩区的桥面板开裂问题。

低温地区桥面纤维浇注式沥青混合料的低温性能研究

为了研究低温地区钢桥面铺装纤维浇注式沥青混合料的低温抗裂性能,选用基质、SBS、浇注式及纤维浇注式沥青混合料为研究对象,针对不同低温情况下的各沥青混合料进行低温小梁弯曲试验、低温弯曲蠕变试验以及低温劈裂试验,得出以下结论:(1)基质、SBS、浇注式及纤维浇注式沥青混合料的劲度模量、弯曲蠕变柔量及劈裂极限应变随着温度的降低均呈逐渐减小变化,而低温劈裂强度则呈先增后减变化;(2)纤维的掺入能够明显增强浇注式沥青混合料的低温抗裂性能,BF纤维对浇注式沥青混合料的低温抗裂性能改善效果优于PF和LF纤维;(3)纤维浇注式沥青混合料的低温劈裂试验变化规律表现较于低温小梁弯曲和弯曲蠕变试验更为敏感,故建议采用低温劈裂试验来评价低温地区纤维浇注式沥青混合料的低温稳定性能。

刚性系杆在软土地区上承式坦拱桥中的应用

介绍了预应力技术在上承式拱桥中的研究及应用现状,提出了在上承式拱桥两桥台之间设置预应力混凝土刚性系杆来平衡水平推力的新思路,并结合背景工程,系统地研究了这种结构体系的受力机理、设计方法及结构控制指标,指出了其相对于柔性系杆的优势及适用条件,并针对地基土比例系数m进行了参数敏感性分析。计算结果表明,参数m的取值对结构受力状态影响显著,建议在地质勘察报告提供的取值范围内选取多个值进行试算。

高速公路桥面径流收集系统的研究与应用

以荣成至乌海国家高速公路灵丘至山阴段工程18座大桥为背景,介绍了桥面径流收集系统设计技术,对开展运营期桥面径流和危化品泄漏事故收集及跨越敏感水体水环境保护措施的研究提供借鉴。

跨敏感水域特大桥桥面径流收集系统方案研究

本文在调研危化品运输车辆和初期雨水污染物浓度分析的基础上,给出了危化品泄漏量、初期雨水径流量、设计降雨历时等主要参数的确定方法;基于雨水管道极限强度理论,提出了包含纵向截流管及收集池的桥面径流收集系统设计方法;并结合实际工程设计,对多种桥面径流收集及处理方案进行了分析比较,提出了相关建议,从而为今后的特大桥桥面径流收集系统研究起参考和借鉴的作用.

改善乌龙泉矿爆破效果的研究

本文就乌龙泉自云石矿台阶识孔爆破进行了有针对性的瀑破优化研究。通过理论分析、模拟台阶试验得出了较优的孔网面积与分段装药参数，并为现场工业试验所验证，大块率降低了３１．４％。

季冻区桥面铺装材料路用性能研究

分析季冻区桥面铺装层病害产生原因及铺装层受力特点,提出两套桥面铺设结构比选方案,通过对桥梁铺装材料路用性能的研究,根据室内试验结果,最终确定适合季冻区桥梁铺装层结构。

博尼维纤维沥青混凝土在寒区斜拉桥桥面铺装中的应用

对博尼维聚酯纤维沥青混合料应用于四方台斜拉桥桥面铺装做了相关试验,阐述了施工工艺控制要点,并与SBS改性沥青混合料桥面铺装性能进行了对比分析。结果证明,博尼维纤维沥青混合料用于斜拉桥桥面铺装能显著提高其路用性能。

天津海泰创新基地车库种植顶板施工工艺

介绍了天津海泰创新基地B区工程车库种植顶板防水设计情况和选用的防水材料,并详细阐述了种植顶板各层次的施工工艺。

季冻区中小跨径钢桥面铺装的力学响应

为了提出季冻区中小跨径钢桥面铺装控制指标,采用ANSYS软件模拟了铺装层在不同工况下(不同纵、横向荷位布置)的受力特性,研究了荷载(超载)、汽车制动力及温度对铺装层力学响应的影响。结果表明:超载对铺装层性能影响显著,铺装层间黏结的抗剪强度是关键控制指标;随着制动力的增大,各剪应力均逐渐增大,应重点考虑界面抗剪强度;在低温条件下(-40℃~0℃),铺装层表面拉应力较大,应以铺装层表面拉应力为控制指标,而在高温条件下(40℃~60℃),铺装层竖向位移较大,应以铺装表面竖向位移为控制指标。

空气间隔装药混凝土爆破试验块度分析

阐述了摄影法在块度分布上的研究现状,介绍了基于人工圈定的借助PS和CAD的图片处理方法。对不同空气层位置和比例的空气间隔装药进行了混凝土模型爆破试验,采用图像处理法从投影面积的角度采集数据并统计了各组试验爆破块度的分布规律。从块度分布曲线、最大块度和平均块度三个指标比较分析各组试验结果,初步得出了空气间隔装药爆破中空气层位置和比例对爆破块度分布的影响规律。另外,对同一组试验采用投影面积法和网筛尺寸法两种方法进行了分析比较,发现两者在描述块度分布指标上是一致的。

武汉地区双层玻璃幕墙应用的适应性研究

武汉地区建筑围护结构的保温隔热性能差,致使冬夏季节空调制冷制热能耗高。采用双层玻璃幕墙可降低武汉地区的建筑能耗,提高建筑室内热环境的舒适度,将给武汉地区带来巨大的经济效益和社会效益。

峡谷地区铁路上承式钢管混凝土拱桥绿色施工技术

以新建浩吉铁路洛河大桥工程为背景,针对桥位处地形险峻陡峭、施工落差大、环保要求严等特点,提出峡谷地区上承式钢管混凝土拱桥全过程绿色施工技术。总体采取无便道施工方案,最大限度地减少对山体和植被的破坏;研发高落差混凝土输送及二次搅拌装置,实现拱座190 m高落差大体积混凝土的快速、连续输送;主拱肋节段采用“1+2”短线法卧拼及“半整体”吊装工艺,节约了预拼场地的面积,提高了施工效率;拱上结构全部采用装配化施工技术,降低了总体能耗,消减了安全风险。洛河大桥的施工,为我国重载铁路桥梁建设积累了宝贵经验。

高寒地区桥面铺装混凝土裂缝原因分析与解决措施

通过对高寒地带桥面铺装混凝土裂缝产生原因进行分析,结合工程实例制定出合理的解决措施,对高寒地区混凝土桥面铺装施工具有实际指导意义。

ZWP1100新型卧式振动离心机筛篮的设计构想

针对工作条件恶劣的厂矿筛篮使用寿命偏短的问题,改进筛篮的结构,提出了进一步提高筛篮使用寿命的设计构想。