采用浅铰缝的横向预应力空心板桥受力性能

为了消除铰缝病害对装配式空心板桥的不利影响,提出了一种采用浅铰缝的横向预应力装配式空心板桥方案。通过对一跨跨径13 m的空心板桥足尺模型的试验和非线性有限元分析,研究荷载作用下的桥梁受力性能。试验结果表明,浅铰缝结合面法向黏结强度为弱侧混凝土轴心抗拉强度的40%;结合面的切向黏结强度为弱侧混凝土轴心抗压强度的1.1%。试验过程中铰缝和新旧混凝土结合面保持完好,空心板先于铰缝破坏失效。采用浅铰缝的横向预应力装配式空心板桥的破坏模式为空心板破坏,铰缝不再是空心板桥受力的薄弱环节。有限元计算结果表明,横向预应力大大减小了铰缝结合面的法向拉应力。空心板桥的浅铰缝结合面发生的是剪切破坏而不是弯拉破坏。参数分析结果表明,施加横向预应力时,预应力不宜小于预应力钢筋强度标准值的45%。

空心板桥跨中横向分布系数分析

为探索空心板桥横向分布系数的变化规律及影响因素,采用有限元分析软件Midas Civil 2020建立空心板桥的有限元模型,研究宽跨比及斜交角对装配式空心板桥横向分布系数的影响。结果表明:车辆荷载作用下,随着空心板桥宽跨比的增大,各板横向分布系数整体减小,车辆荷载作用的偏载侧板的横向分布系数变化较非偏载侧平缓;随着斜交角的变大,偏载侧板横向分布系数变大,非偏载侧板的横向分布系数变小;空心板桥斜交角不大于20°时,偏载侧各板横向分布系数增量均小于5%,在实际工程中可近似忽略,超过30°时对荷载分配影响较大,分析时不可忽略。

丰城紫云大桥组合钢板梁设计

丰城市紫云大桥陆上引桥采用连续组合钢板梁,南岸标准段跨径布置为(34.5+2×36+3×42+2×36+34.5)m。主梁采用双主梁组合钢板梁结构,小横梁体系,梁高2.1 m。钢梁由焊接工字钢纵梁、中间小横梁以及支点横梁等组成,中支点两侧各约0.125 L范围内的钢纵梁纵向板件采用Q420qD钢,其余钢材采用Q345qD钢。桥面板采用全宽预制的预应力混凝土桥面板,湿接缝混凝土采用超高性能混凝土(UHPC),预制桥面板纵向钢筋外伸长度大于10 d,无需现场焊接或绑扎。板梁连接采用新型灌浆剪力键,钢梁与桥面板通过焊钉连接件、槽口、高强砂浆填充料、注浆孔、通气孔以及橡胶条,形成一个完全连接的整体。钢梁采用临时支架分段吊装施工,预制桥面板采用先吊装结合正弯矩区桥面板后负弯矩区桥面板的顺序铺设。对结构进行强度、稳定和变形分析,结果均满足设计要求。

预制空心板腹板凿毛机器人施工技术

目前,我国预制空心板腹板混凝土凿毛技术主要采用人工方法,施工效率较低,并且在施工过程中容易影响梁板预制台座的使用周转率,同时人工凿毛在一定程度上会造成粉尘、噪声污染,危害作业人员的身心健康。因此,以柳格高速的建筑施工过程为例,利用自动化技术对预制空心板腹板凿毛机器人进行优化,讨论凿毛机器人进行施工工法与技术,对比分析了凿毛机器人与常规人工手持凿毛锤的经济效益。工程实践表明:利用凿毛机器人每片空心板可节省352.5元,单次施工中可以节约成本30万余元。由此可知,凿毛机器人能有效节约成本,具有很高的推广价值。

山区公路装配化钢-混组合梁桥设计及关键技术研究

为提升山区高速公路钢-混组合梁桥的预制装配化和通用性等技术水平,根据山区高速公路结构和公路荷载特点,提出了一种适用于山区高速公路装配化施工的钢-混组合梁构造形式,并对其设计及关键技术进行研究。山区高速公路钢-混组合梁可采用结构简支桥面连续或结构连续体系;主梁采用将2片工字形钢梁组合为1榀整体预制而形成的工字形榀梁横断面,半幅桥的2车道和3车道分别采用2榀和3榀工字形钢梁横断面;30、40、50 m跨径主梁梁高分别为1.6、2.0、2.5 m;2片工字形钢梁间采用X撑联结系以提高结构的整体性。钢-混组合简支桥面连续体系采用钢-UHPC简支桥面连续构造,避免了普通混凝土连续段混凝土易开裂的问题;在墩顶后浇段一定范围内设置抗拔不抗剪连接件,并采用施加部分预应力的负弯矩区抗裂技术,解决了结构连续体系预应力效率低、负弯矩区混凝土桥面板易开裂的问题;采用架桥机逐孔单榀整体吊装的快速架设施工技术提高了施工效率。该山区公路装配化钢-混组合梁工程应用表明:快速架设的装配化钢-混组合梁不仅极大提高了山区高速公路的建造效率,而且具有较好的经济性和适用性。

装配式空心板桥抗剪加固模型试验

针对传统加固方法受空心板桥作业空间的限制,难以实现空心板桥抗剪加固的这一弊端,提出一种凿除空心板端部顶板并在端部空腔内注入混凝土的空心板桥抗剪加固方法。模型试验结果表明,未加固的空心板在试验荷载作用下,腹板发生开裂后试验构件立即失去承载能力。加固后的空心板在腹板发生开裂后可以继续保持承载,填芯混凝土与空心板混凝土保持整体受力。加固后空心板腹板发生开裂时的荷载较未加固的空心板提高5.1%,极限荷载较未加固的空心板提高19.2%。加固后的加载点的挠度比加固前小21.1%,而加固后跨中截面的挠度比加固前小4.0%。加固后空心板最大剪应变比加固前降低约7%。说明抗剪加固可以有效提高空心板抗剪承载能力,空心板端部填充的混凝土极大地提高了支点附近的局部刚度。

装配式预制板桥与现浇板桥方案比选研究

桥型方案的选择对公路工程造价影响较大,以张涧中桥为例,综合比了选装配式预制板桥和普通现浇实心板桥两种桥型方案,归纳总结两方案的优缺点及适用条件,为类似项目方案确定提供一定的借鉴。

城市桥梁全预制装配设计与施工技术研究

随着对标准化、工业化、快速化的呼声不断增加,对施工期间交通组织的要求不断提高,促使需要对如何提高预制装配率进行进一步研究。回顾预制装配技术的发展过程,结合实际工程,总结城市桥梁常规的立柱和盖梁预制装配技术,提出大体积盖梁和承台预制装配的设计施工方案。

装配化桩板式路基的设计研究及管桩计算分析

装配化桩板式路基结构属于框架结构,上部采用预制板梁,下部采用预制管桩,可实现工厂化预制,预制板梁与预制管桩通过套筒式桩板连接构造实现快速连接。该技术相对于传统填土路基,具有刚度大,工后沉降小等特点,代替填土高度5~8 m的路基具有一定经济性,且相对于传统路基取消了放坡宽度,减少了公路占用,缓解了公路建设取土困难等问题。通过对装配化桩板式路基设计方案、方法及管桩计算的研究,为绿色公路、绿色发展提出新的解决方案。

铁路桥钢梁与钢筋混凝土板结合梁施工技术

结合具体工程实例,阐述了钢筋混凝土板结合梁预制方法,介绍了临时支墩及支架拼装方案,对钢梁与钢筋混凝土板结合梁施工中的钢梁梁段拼装、高强螺栓安装检测、钢筋混凝土板结合梁安装等施工技术要点展开了详细的研究,并详细探讨了桥面板施工技术,以提高钢梁与钢筋混凝土板结合梁施工效率,确保桥梁整体施工质量,促进铁路桥梁工程事业长远发展。

钢混组合连续刚构桥混凝土桥面板安装技术要点

文章以具体工程为实例,介绍了钢混组合连续刚构桥混凝土桥面板预制工艺要求,阐述了桥面板吊装上架、预应力穿束等施工技术要点,并对桥面板安装中的拼接面涂胶、面板拼拢挤紧、预应力压浆等工艺措施进行了详细研究,以提高钢混组合连续刚构桥混凝土桥面板安装效率,提升钢混组合连续刚构桥混凝土桥工程整体施工质量,促进桥梁工程事业长远发展。

基于瞬态动力分析的装配式板桥铰缝损伤识别

根据铰缝在装配式板桥传递荷载的作用,通过数值计算方法模拟了装配式板桥在铰缝损伤后的瞬态动力学响应,比较分析了不同损伤程度、不同动荷载加载位置下各板跨中加速度幅值,提出利用多次冲击实验下各板加速度幅值比之差值作为铰缝损伤的评定依据的识别方法,并分析了这种方法的可行性。

装配式斜交空心板桥横向预应力加固

利用ABAQUS软件建立装配式斜交空心板桥的有限元模型,通过实桥荷载试验验证了该模型的准确性,并分析了影响铰缝强度的不利荷载作用,结果显示负梯度温度场和车辆荷载的共同作用会导致桥梁铰缝开裂。为避免只在桥梁底板施加横向预应力使铰缝上缘出现拉应力的风险,提出在空心板底面和顶面的直线部位及斜端部三分之一处分别施加横向预应力的炭纤维板加固方案。仿真结果表明,该方案能增强各空心板之间的横向传力作用,避免了单板受力,提高了装配式斜交空心板桥的整体承载性能,加固效果明显。

装配式混凝土空心板梁桥结构冗余性水平评估

目前对桥梁结构的安全评估停留在构件层次。对于冗余性低的桥梁结构,考虑系统行为后,结构的可靠度会降低,表现在某个局部破坏可能会造成结构体系整体坍塌。国内外几座装配式混凝土空心板梁桥垮塌事故警示该桥型的冗余性较差,铰缝失效可诱发桥梁坍塌事故。由于桥梁结构系统的受力情况复杂,荷载传输路径不易模拟,且必须考虑几何非线性和材料非线性,需要进行精细化的有限元非线性分析。为了校准有限元模型,以一座装配式混凝土模型桥梁为研究对象,利用Midas Civil有限元软件的Pushover分析方法,分别得到了单梁、桥梁结构系统在集中荷载作用下的荷载位移响应。通过有限元分析结果与破坏试验结果的对比分析,校准了有限元模型,证明了利用Midas Civil梁格法进行pushover非线性分析计算桥梁结构体系承载能力可获得满意结果,保证了分析结果的可靠性。然后基于有限元分析结果,计算了模型桥梁的冗余性水平。计算结果表明,该模型桥梁的冗余因子为0.73,低于相关阙值1.30,表明该模型桥梁的冗余性水平低于相关阙值,验证了对该桥型冗余度低的推定。

装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥的预制桥道板安装过程有限元模拟方法

为了掌握装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥施工阶段的受力性能,对预制桥道板安装过程进行了精细化有限元建模方法研究。根据该桥型的构造和施工特点,提出了两种不同的模拟方法。方法一为提出在安装钢桁单元时激活钢桁与桥道板之间的弹性连接,以实现预制桥道板单元分批次安装在变形后的钢桁上;且仅设置SD_x方向刚度值,以此模拟桥道板独自获得预压应力的状态。待全桥桥道板安装及张拉完成后,再将弹性连接方式更换为刚性连接,使之成为组合梁承受后期荷载。方法二为在安装钢桁单元时激活钢桁与桥道板之间钢臂连接单元以实现预制桥道板单元分批次安装在变形后的钢桁上,且释放钢臂连接单元顶端转动及水平约束,以此模拟桥道板独自获得预压应力的状态。待全桥桥道板安装及张拉完成后,再恢复钢臂连接单元顶端的转动和水平约束,使之成为组合梁承受后期荷载。分别用以上两种方法建立了某主跨70 m依托工程的全桥计算模型,对其关键施工阶段进行了仿真模拟分析。计算结果表明:两种计算方法均能精确的模拟预制桥道板安装过程,且两种方法数据吻合较好,可供同类桥梁参考。

泉州湾跨海大桥主桥主梁施工技术

泉州湾跨海大桥主桥为(70+130+400+130+70)m双塔结合梁斜拉桥,主梁为PK钢-混凝土结合梁,主梁单幅含风嘴宽27.41 m,梁高3.5 m。该桥主梁采用整梁段悬臂拼装架设,梁段之间采取"干拼法"连接,U形钢箱梁之间采用全焊接连接,在混凝土顶板之间涂抹环氧胶并施加预应力连接。该桥主梁施工主要包括预制拼装和架设两个阶段,在预制拼装阶段,采用钢桁架方案实现了主梁梁段反拱;在架设阶段,通过对梁段空中姿态预控,以及混凝土板上、下临时预紧力配合进行梁段纵向高程调整,在混凝土顶板间设置钢板垫块进行轴线偏差调整,通过设置湿接缝调整里程偏差,中跨采用配切合龙。采用"干拼法"施工,该桥合龙后,梁顶高程偏差小于5mm,满足设计要求。

武汉鹦鹉洲长江大桥钢—混结合梁施工技术

武汉鹦鹉洲长江大桥主桥为(200+2×850+200)m的三塔四跨地锚式悬索桥,为解决桥面铺装层易破损、脱离移位的难题,主梁采用钢-混结合梁结构,其上铺装改性沥青SMA铺装层。针对该新型结构设计,钢加劲梁各单元件均提前在专业钢结构加工厂内制造成型,并采用长线法预拼;混凝土桥面板采取工厂预制施工;边跨混凝土桥面板与钢加劲梁结合采取先节段内结合,后节段间结合的二次结合施工技术;中跨混凝土桥面板与钢加劲梁结合采取先节段桥面板临时固定,后分批浇筑湿接缝混凝土的结合施工技术。实践证明,该桥采用的钢-混结合梁施工技术实际应用效果良好。

大宽度变截面预应力混凝土桥面板预制技术

港珠澳大桥CB05标85m组合梁桥主梁采用＂开口钢箱梁＋预制混凝土桥面板＂的钢-混凝土组合梁结构。桥面板采用纵向分块、横向整块预制,预制板宽15.8m、长3-4.15m、厚22.5-50cm,设9个剪力槽与钢箱梁组合;预制板钢筋骨架由上、下2层网片组成,纵、横向钢筋间距12.5cm,纵向钢筋为上下封闭式环形钢筋,其外露45cm作为湿接缝钢筋。根据桥面板预制特点,采用整体钢桁架底模系统作为预制台座,双层梳形模板、快易收口网作为侧模,通过专用绑扎胎架、吊具、侧模定位槽口等措施实现钢筋精确定位,施工中采用水洗凿毛、桥面板移位后再张拉等工艺,高效、优质地完成2 516块桥面板预制工作,预制的桥面板内实外美、精度达毫米级。

预制式轨道板的纵向布置对无碴轨道振动特性的影响

在对具有预制式轨道板的无蹅轨道分析的基础上,针对预制式轨道板结构的特点,建立了预制式轨道板结构的力学模型(即刚体模型).通过对预制式轨道板不同纵向布置对轨道和桥梁系统振动响应影响的分析,得到了无蹅轨道中预制式轨道板的合理布置方式.

重载交通条件下装配式RC板桥抗裂性分析

为研究重载交通条件下RC板桥的抗裂性能，以煤运干线宣大高速公路某大桥所采集的动态称重（WIM）数据为基础，提取出883个特重车荷载工况，借助自主研发的三维动力可视化分析软件BDANS计算特重车荷载工况作用下RC板桥的正弯矩效应，并按照现行桥梁规范的裂缝宽度计算方法计算每个特重车工况作用下RC板桥跨中截面的裂缝宽度。结果表明：RC板桥跨中截面的裂缝宽度均介于0．1～0．2mm之间，未超越现行桥梁规范所规定的最大裂缝宽度，但该类型裂缝的存在将为混凝土碳化、钢筋的电化学腐蚀提供有利的发生环境；为保证结构的正常使用并延长其服役期，应对已有裂缝进行修复处理并对公路桥梁车辆荷载进行限载研究。