钢桥面聚氨酯改性环氧树脂黏结层的受力特性

为分析钢箱梁铺装层与钢桥面黏结层间的受力特性,采用有限元软件ANASYS建立钢箱梁整桥模型,采用聚氨酯改性环氧树脂作为钢桥面铺装结构的黏结层,模拟计算分析车辆荷载工况、钢桥跨径、铺装层厚度、黏结层厚度、温度变化、水平荷载等不同因素对黏结层界面受力的影响。结果表明:正常行驶条件下,黏结层界面横向剪应力显著大于纵向剪应力,车辆荷载作用于钢箱梁间且距横隔梁纵向距离越大时黏结层界面剪应力越不利,荷载作用于钢箱梁边缘且靠近横隔梁时界面法向拉应力最不利;钢桥跨径对黏结层受力影响较小;随黏结层厚度增大,黏结层界面剪应力减小,法向拉应力增大;随铺装层厚度增大,黏结层界面剪应力和界面法向拉应力减小;随温度升高,黏结层界面应力显著减小;随摩擦因数增大,黏结层界面剪应力增大,法向拉应力变化不大。

基于UHPC预制结构的BRT站台铺装层快速维修技术

为有效延长城市快速公交系统(BRT)站台铺装层的使用寿命并提升正交异性钢桥面板的抗疲劳性能,同时满足不中断交通的需求,提出了“正交异性钢桥面板+短剪力钉+预制超高性能混凝土(UHPC)板+TPO(薄层环氧抗滑铺装材料)”的复合桥面结构及装配化施工工艺。以成都二环线高架桥BRT站台为工程背景,设计了BRT站台铺装层快速维修方案,通过有限元分析确定了最优方案,并开展了BRT站台钢桥面维修改造试验段的实施。有限元分析结果表明:10 mm UHPC灌浆料+50 mm预制UHPC板+10 mm TPO为最佳方案,维修方案的剪力钉受力性能、UHPC抗裂性能均满足结构受力需求,且具有较大的安全储备,改造后正交异性钢桥面板常见疲劳敏感细节的疲劳性能显著提升。结合试验段实施提出了涵盖UHPC板预制、原铺装层处理、预制UHPC板安装和磨耗层与沥青接缝施工4个流程的城市BRT站台铺装层维修施工工艺,为同类型公交站台铺装层维护提供了理论和技术支撑。

多车激励下波形钢腹板连续梁桥沥青铺装动力学响应

为研究多车激励作用下大跨径桥梁桥面铺装层的动力学响应,建立含有Fiala轮胎的多刚体实车模型以及大跨径桥梁有限元精细模型,考虑桥面随机不平顺激励,构建包含桥面铺装层的车-桥刚柔耦合系统动力学模型。计算准静态条件下桥梁控制截面的挠度,并与现场静载试验进行对比,验证了所建车-桥耦合模型的正确性与计算结果的有效性。研究不同编队多车荷载作用下波形钢腹板连续箱梁桥铺装的动力响应,不同工况对于车辆后轴悬架力和垂向轮胎力的影响,结果表明:多车荷载相比于单个车辆荷载所引起的动力响应更大,更容易引起桥面铺装和桥梁结构的早期损伤;在车辆数量相同、车速相同、前后车距相等的情况下,车辆行驶编队不同时所引起的桥面铺装层最大挠度、最大纵向应力和最大横向剪应力分别增大了19.7%、23.5%和8.0%,且最大纵向拉应力和剪应力均发生在防水混凝土-混凝土梁之间,容易产生早期疲劳开裂;车辆后轴悬架力随着载重增加而增大,垂向轮胎力随着速度和载重增加而增大。

基于ABAQUS及Midas计算桥铺对横向分布系数的影响

为探究桥面铺装对空心板梁桥横向分布系数的影响,将有限元模拟与工程实测相比较,得出在考虑铺装的情况下,其挠度、应力效应会分别小31.6%、17.6%左右,因铰缝与主梁间黏结作用而减小的桥梁整体的挠度效应至少约有8%。通过Midas空间梁格法和Abaqus实体有限元法计算荷载横向分布系数,计算结果表明桥面铺装可以提升桥梁结构的整体受力性能,体系刚度提升大约0.68%。采用铰接板梁法来计算荷载横向分布系数与实际工程中的情况更加接近,且结果偏于安全。研究成果可为空心板梁桥的设计和养护提供参考。

钢箱梁桥面铺装体系构造参数对铺装层应力的影响

针对广州珠江黄埔大桥的结构形式,对钢箱梁桥面铺装体系进行三维有限元分析,分别研究铺装层厚度、钢桥面板厚度、横隔板间距、纵向加劲肋构造尺寸等钢箱梁桥面铺装体系的构造参数对铺装层最大拉应力、铺装层与钢桥面板层间最大剪应力和铺装层表面最大弯沉值等受力控制指标的影响。用此研究结果可指导珠江黄埔大桥钢箱梁桥面铺装层的设计。

南京长江第四大桥钢箱梁铺装层温度影响系数分析

为了减少现有的钢桥面铺装层车辙深度预估的误差,提出基于长期实测数据的钢桥面铺装车辙评估模型的温度影响系数计算公式。首先对南京长江第四大桥的实测温度概率统计后采用双高斯函数表征其分布;在此基础上修正了现有车辙评估模型中的温度影响系数公式,并利用车辙实测数据对车辙评估模型计算值进行验证。研究结果表明:钢箱梁复合浇筑式铺装层温度可通过双高斯分布描述其概率分布;计入温度影响系数的车辙深度与实际车辙值之间误差较小,相对误差为15.2%。

浇注式沥青混凝土摊铺温度对钢箱梁力学响应及变形效应影响

对浇注式沥青混凝土摊铺温度所造成的钢箱梁应力场及变形特征展开探索。基于瞬态热传导数值模型,分析了摊铺过程钢箱梁结构的应力场分布,并就各结构参数对温度场的影响进行研究,讨论摊铺温度场对铺装层厚度的影响规律。研究结果表明:钢桥面板的变形主要发生于摊铺区,跨中截面变形最大,其竖向最大位移为0.0075m;摊铺边缘的应力最为不利,桥面板主要受纵向应力作用,且峰值均位于横隔板正上方,而横隔板主要承担横向应力作用;摊铺边缘应力复杂,处于该区域的结构在受力上较为不利;温度变形引起的摊铺厚度差呈抛物线分布,模拟值均接近1mm。钢箱梁各结构部件承受不利摊铺温度应力作用,易引起局部稳定性问题,而钢桥面板温度变形引起的摊铺厚度问题也需要重视。

天津富民桥钢桥面国产环氧沥青混凝土铺装技术

在天津富民桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装层施工中,首次采用了国产多组分环氧沥青。重点介绍该桥国产环氧沥青混凝土铺装层的施工工艺。

连续箱梁桥沥青混凝土铺装层间接触应力分析

利用ANSYS软件,建立连续箱型梁桥模型,连续箱型梁桥模型铺装层层间采用接触方式,分析了铺装层的厚度变化、弹性模量变化、层间黏聚力变化以及层间脱空面积变化对沥青混凝土上下层应力的影响.计算结果表明:沥青混凝土上层厚度宜取4~6 cm,防水层厚度对沥青混凝土层应力几乎无影响;增加沥青混凝土上下层弹性模量会使各自应力增加,增加防水层的弹性模量可以减少沥青混凝土层的应力;当沥青混凝土上下层间黏聚力大于1.2×105Pa时,沥青混凝土层各应力保持不变;脱空处与荷载区域的相对位置对沥青混凝土层应力有很大影响.

钢箱梁桥面铺装层状体系承载力学响应

通过有限元分析方法,根据线弹性理论和层状体系理论,对钢箱梁桥面铺装层的弯拉应力、主剪切应力在层状结构间沿特征分析路径的分布及其沿层深的变化进行了计算与分析,确定了最大弯拉应力和最大层间剪切应力层位及其量值.研究结果可以为大跨径钢箱梁桥面柔性铺装设计提供理论参考.

钢桥面铺装轮载骑撑效应力学分析

当两轮胎分别作用于肋缘两侧或双轴荷载分别作用于横隔板两侧时,支撑顶部的桥面铺装层将产生应力集中现象.根据线弹性理论和层状体系理论,采用有限元法计算分析了这一特定结构的受力现象.计算结果表明,增加钢桥面板厚度可以适度缓解骑撑效应导致的铺装层应力集中现象.因此建议正交异性钢桥面板的厚度应采用14 mm为宜.

混凝土箱梁桥沥青混凝土铺装层温度应力分析

为了探求混凝土箱梁桥沥青混凝土铺装层在温度变化条件下引起开裂的破坏机理,采用现场监测与理论仿真模拟相结合的手段研究了沥青混凝土铺装层在低温、高温季节,以及夏季阵雨引起大幅降温等情况下的温度场分布及引起的温度应力,并与车辆荷载作用下的沥青混凝土铺装层力学响应进行了对比分析.计算结果表明,沥青混凝土铺装层在大幅降温条件下产生的拉应力要明显大于日变化条件下的计算结果;由实测温度场得到的拉应力峰值出现在沥青混凝土铺装层表面;大幅降温引起的铺装层拉应力要大于车载作用下的计算结果;在沥青混凝土铺装层的设计中要重点考虑温度荷载的作用.

大跨径连续钢箱梁钢桥面铺装设计

采用三阶段力学分析方法对崇启大桥大跨径连续钢箱梁钢桥面铺装受力特点进行分析,结合崇启大桥的使用环境和国内钢桥面主要铺装类型的调研,推荐双层环氧沥青铺装作为崇启大桥的钢桥面铺装方案.针对崇启大桥大跨径连续钢箱梁桥面铺装的受力特点,进行了崇启大桥钢桥面铺装关键材料及性能、防水黏结层性能以及钢桥面铺装组合结构疲劳性能研究,同时从崇启大桥桥面铺装疲劳耐久性角度对富沥青环氧沥青混凝土进行了研究.结果表明:铺装下层采用富沥青环氧沥青混凝土能够更好地满足崇启大桥钢桥面铺装的性能要求.

桥面铺装对箱梁梯度温度影响的研究

由于桥面铺装层的存在,可以有效地降低箱梁内的梯度温度,从而减小温差应力,但是新桥规只给出了单一桥面铺装层的温度基数取值,对于经常遇到的双层或多层桥面铺装并没有明确规定。通过一座双层桥面铺装的连续箱梁桥的计算与对比分析,提出了常见的双层桥面铺装的箱梁内温度梯度计算的实用方法,研究表明,对于有双层铺装层的箱梁桥,设计时考虑每层铺装层对箱梁梯度温度的影响更符合实际。

钢箱梁桥面柔性铺装荷载响应力学分析

根据线弹性理论和层状体系理论,用有限元分析方法对钢箱梁桥面铺装层的弯沉量、层顶弯拉应力、粘结层与桥面板结合处的主剪切应力的分布与变化进行了计算与分析,确定了最大弯沉量、最大弯拉应力和最大层间剪切应力的产生位置及其量值。研究结果可以为大跨径钢箱梁桥面柔性铺装设计提供理论参考。

援马尔代夫中马友谊大桥主梁钢箱梁设计

援马尔代夫中马友谊大桥主桥为(100+180+180+140+100+60)m混合梁连续刚构桥。该桥跨中部分梁段采用变高度钢箱梁,单箱双室倒梯形结构,横向两侧设置挑臂,桥面总宽21.0m。钢箱梁采用节段全焊接制造,节段间采用栓焊组合方式连接。钢箱梁材质为桥梁用结构钢,其外表面与大气接触的顶板、底板、边腹板和挑臂采用耐大气腐蚀钢;端部设密封门,实现气密防腐;内、外表面均采用长效防腐涂装,利用综合防腐措施以提高钢梁在海洋环境下的耐久性。采用UHPC+SMA13的复合铺装结构以提高铺装耐久性。钢箱梁采用工厂小节段制造、现场大节段拼装、纵向顶推就位的方法施工。

S形曲线钢箱梁斜拉桥沥青混凝土摊铺温度效应分析

大连滨海大道西延伸线张柏2号高架桥主桥为(50+96+192+70)m S形曲线钢箱梁斜拉桥,桥面铺装层采用热浇注式沥青混凝土摊铺方法施工,摊铺过程中出现了结构位移和应力较大等异常情况。为了解异常情况产生的原因,采用ANSYS软件建立全桥有限元模型(钢箱梁采用壳单元模拟),分析摊铺过程中温度引起的桥塔纵、横向位移,以及主梁纵向、竖向位移和纵向应力。结果表明:摊铺温度导致结构产生较大的位移和应力,主梁和桥塔纵向位移均达22.8 cm,主梁最大竖向位移为25.9 cm,钢箱梁最大拉应力为143 MPa;摊铺过程中,结构纵、横向均存在较大的位移差和应力差,导致变形不协调和局部应力过大;结构位移、应力的计算值与实测值基本一致。该类桥梁施工时应调整摊铺工艺,降低摊铺温度效应。

环氧沥青混凝土在大跨径悬索桥钢桥面铺装中的应用

对环氧沥青混凝土在武汉阳逻长江大桥钢桥面铺装中的应用进行了分析和总结。首先通过力学分析确定了铺装层结构的厚度及形式,然后通过室内试验评价了环氧沥青混凝土的各项使用性能,并总结了环氧沥青混凝土在施工及养护过程中需特别注意的问题,可为今后大跨径悬索桥的桥面铺装工程提供借鉴。

大跨度组合梁斜拉桥结构设计方案研究

为使大跨度组合梁斜拉桥的结构性能更优,以某(80+290+768+70+70+70+60)m双塔双索面半飘浮体系混合梁斜拉桥方案为背景,从主梁断面型式、主梁参数(梁高、断面面积、桥面板厚度)、桥塔高度、桥面铺装及主梁钢-混结合段位置等对结构性能的影响进行对比分析。结果表明:主跨800m左右的组合梁斜拉桥在理论计算分析上具备可实施性;箱形断面组合梁较为适合用于大跨、宽幅组合梁斜拉桥;提高钢主梁断面的有效面积和桥塔高度对改善组合梁斜拉桥受力状况有较大帮助;大跨度组合梁斜拉桥桥面铺装厚度应结合总体受力、大气环境、荷载类型等因素考虑;钢-混结合段位置选取应兼顾受力特性、施工工艺简便和经济性。

混凝土连续箱梁桥水泥混凝土桥面铺装病害研究

针对某立交桥桥面病害情况,采用新材料、新技术、新工艺,从设计、施工、养护等方面采取综合措施,以消除桥面铺装的病害,保证桥面铺装的质量。根据该立交桥的特点提出维修加固方案,明确桥面铺装层维修加固施工工艺流程,制定维修加固的施工措施。明确桥面铺装层各结构层计算模型、力学特性及相关参数,为桥面铺装的设计提供指导。