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。

高山峡谷独塔钢-混混合梁斜拉桥钢箱梁架设关键技术

昭通市巧家县金沙江特大桥主桥为(340+72+48+32) m钢-混混合梁独塔斜拉桥,中跨采用PK钢箱梁,高3.5 m,全宽32.3 m。该桥位于高山峡谷区,中跨钢箱梁梁段无法通过航运运输,且峡谷区施工便道狭窄,钢箱梁运输难度大,钢箱梁采用厂内分块匹配预制及现场边跨梁面组拼、后方喂梁悬臂架设的总体施工方案。钢箱梁通过板单元件现场拼装总成,采用“3+1”匹配拼装方式进行钢箱梁整节段线形控制,采用110 t自行走式平板车分块运输大吨位钢箱梁,实现高山峡谷区大坡度狭窄便道条件下钢箱梁的运输;在混凝土桥面拼装钢箱梁,通过运梁小车将钢箱梁运输至架桥机位置,提高混凝土桥面钢箱梁拼装及运输效率;采用斜拉桥后方喂梁-步履式大吨位悬臂架桥机,通过设计起重天车、支撑系统、锚固装置以及纵移系统等结构,完成钢箱梁后方喂梁、转体、拼装等工序,实现高山峡谷区斜拉桥施工。

铁路大跨度(60 m)预制箱梁混凝土灌注研究

通过对宁象铁路预制梁场60m大跨度铁路预制箱梁的混凝土灌注工艺进行研究,分析箱梁混凝土灌注前的准备,对混凝土灌注的方案的进行论述,并对选择的混凝土灌注方案进行总结,最终选择出较优的灌注方案,即从梁两端向梁中间推进灌注施工工艺。该方案不仅能够完成灌注的要求,提高了大跨度箱梁预制时的混凝土质量控制,提高了混凝土灌注施工工艺,同时还能提高生产效率,避免质量通病,而且在预制箱梁中取得了良好效果,以期为类似工程提供借鉴。

大质量落物冲击下PC箱梁桥破坏效应分析

为研究大质量落物对桥梁的破环效应,以某公路跨铁路桥施工过程中公路桥梁体跌落事故为依托,使用显示动力分析软件LS_DYNA进行数值模拟,以跨径32 m铁路箱梁为研究对象,建立精细化模型,通过试算给出了详细的仿真相关参数,如材料类型、钢筋混凝土耦合方式、单元尺寸等;较为详细地还原了整个事故发生的过程,分析了箱梁的损伤状态和跨中位移,以及钢筋应力状体数据。结果表明,相较于货物抛洒等小质量冲击,箱梁在大质量落物冲击下除了接触区域的的混凝土脱落等局部损伤外,还出现了顺桥向裂缝、翼缘板网状裂缝等整体损伤,少部分普通钢筋达到屈服应力,预应力束都未屈服。

公路预制箱梁混凝土材料掺钢纤维下的力学特征研究

为研究高速公路预制箱梁混凝土材料的宏、细观力学特征,文章采用AC-1000力学试验设备与SEM细观扫描方法,开展了掺钢纤维混凝土的力学特征机制研究。研究表明,钢纤维含量不会影响混凝土试样应变特征,围压作用会改变混凝土应变发展特点,也会提高混凝土承载应力水平。随钢纤维含量的递增,混凝土承载应力提高,但在含量6%后增幅减小。钢纤维含量越多,细小裂隙数量越少,同时围压越大,混凝土裂隙数量越少,钢纤维成分对抑制细小裂隙的产生有促进作用。该研究成果对公路工程中混凝土材料的应用设计具有一定的参考价值。

60 m整体预制混凝土箱梁智慧建造技术研究

为促进大跨度整体预制混凝土箱梁智慧建造,以中山翠亨新区60 m整体混凝土箱梁预制为背景,研究了60 m跨整体混凝土箱梁预制智慧建造关键技术。采用BIM建模生成交互代码指导自动化钢筋加工、生产订单数据网络化、生产设备自动化等钢筋加工智能化技术,实现BIM建模与钢筋自动化加工设备的连接,提高钢筋加工质量,减少人员投入;采用智能控制液压模板控制外模自动横向移动、竖向调整和自动走行定位,内模自动支、拆模,减少人工作业量,提高模板作业效率;采用混凝土自动化生产系统,集成ERP管理系统、视频监控系统、质量监测预警系统和车辆GPS定位系统,实现混凝土原材料、配合比、生产、运输全过程管控;采用智能张拉压浆、自动喷淋养护技术提高箱梁施工质量,减小人为因素影响。智慧建造方式生产效率比传统方式提高约25%,制梁总体成本节约超过10000元/片,成品质量较传统生产方式更为稳定。

后张法预应力简支箱梁梁端张拉开裂原因及处理措施

预应力混凝土简支箱梁在张拉过程中梁端发生开裂是施工中经常出现的质量问题之一。结合国道109新建高速公路十工区制梁场箱梁预制施工,对梁端张拉裂缝产生原因及如何进行预防、控制和处理进行了分析及研究,提出了解决张拉开裂问题的一系列防控及处理措施,以期为今后减少或避免发生此类张拉裂缝提供有益借鉴。

U型钢箱梁-预制混凝土桥面板-现浇桥面的市政桥梁组合结构施工技术措施探讨

文章对U型钢箱梁-预制混凝土桥面板-现浇桥面的市政桥梁组合结构的节点施工工艺进行分析,包括预制混凝土桥面板-现浇桥面裂缝控制技术、预制混凝土桥面板U形预留筋及剪力钉后装技术、U型钢箱梁-预制混凝土桥面板连接节点密封技术。上述施工技术有效解决了U型钢箱梁-预制混凝土桥面板-现浇桥面的市政桥梁组合结构在施工过程中存在的问题,保证了施工质量并实现了2个月内完成高架桥钢混组合结构桥梁的桥面施工工程。

地铁预制简支箱梁施工质量控制探析

现浇混凝土技术已经广泛应用于高速铁路桥梁、轻轨高架桥等工程中,其成熟的施工工艺已经成为预制箱梁的主要施工方法。但由于部分施工现场管理粗放,从业人员素质良莠不齐,质量问题时有发生。文章以西安地铁10号线预制简支箱梁施工为例,详细阐述了预制箱梁从原材料的选择到模板设计制作、钢筋制作安装,再到混凝土浇筑、预应力张拉等施工全过程的质量控制措施,指导施工现场不断提高预制箱梁施工质量。

102 m跨径UHPC简支梁结构设计

广东省英德市北江四桥大站镇岸跨堤引桥为单跨102 m超高性能混凝土(UHPC)简支箱梁桥,桥面总宽37 m,UHPC等级为R120。结合目前UHPC制备及浇筑工艺水平,主梁采用预制节段拼装箱梁结构,预制标准节段长4 m,梁高4 m,重约70 t;采用4 m标准间距密集横隔板,以减少薄壁箱梁的翘曲、畸变和剪力滞效应;横向设4片大箱梁,单片预制箱梁宽8.825 m,箱梁间设0.6 m宽桥面湿接缝;主梁采用短悬臂的同时将桥面板横肋间距加密至2 m。主梁采用全体外预应力体系,以适应薄壁箱梁构造;采用“三人孔横隔板”构造与转向块共同承担体外索转向力,降低了转向块应力水平;梁端采用整体式锚垫板,有效分散了体外索集中锚固力。

预制装配式活性粉末混凝土箱梁桥的结构性能

超高性能活性粉末混凝土RPC(Reactive Powder Concrete)应用于装配式梁桥中,不仅能有效减轻结构自重、增加结构抵抗使用荷载的有效性,还能充分发挥其在热养护条件下收缩徐变小且耐久性好的优点,是一种极具应用前景的新型水泥基材料。以一座4×30 m的普通预应力混凝土装配式连续箱梁桥为背景,提出了同等跨径的RPC装配式箱梁桥方案,对其结构的受力性能进行了分析,并将二者的经济性能进行了比较。结果表明:提出的RPC箱梁桥整体和局部受力性能均满足现行规范要求,使用阶段应力以及变形尚有较大的安全储备;采用RPC可令主梁板件厚度减小,使混凝土和预应力筋用量分别减少25.4%和27.5%。因此,预制装配式RPC箱梁桥作为一种可供选择的优选方案,具有良好的推广应用前景。

整体预制钢-混凝土组合梁桥合理结构研究

为了在中小跨径桥梁中推广使用钢-混凝土组合结构桥梁,提高桥梁的工业化建造水平和组合梁桥的装配化程度,提出了一种整体预制钢-混凝土组合梁桥结构。结合常用的中小跨径的需求,考虑公路运输条件和吊装能力,构建了整体预制钢-混组合梁结构基本单元,并提出了单元之间的连接方式,进一步形成整体桥梁。计算分析表明:所提出的整体预制钢-混组合梁,在受力性能方面均优于传统分离预制钢-混组合梁,在全寿命周期的经济性能方面优于现有的预制混凝土箱梁、预制混凝土T形梁,在施工性能方面相比于现有的预制混凝土箱梁、预制混凝土T形梁以及分离预制钢-混组合梁会明显提高施工效率、缩短施工工期,而且更容易保证施工质量,为桥梁工程提供了一种结构合理、施工便捷的结构形式。

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。

落物竖向冲击下PC装配式简支箱梁桥动力响应及损伤分析

为评估落物(重型货物、落石)竖向冲击下的桥梁工作性能,以跨径30 m的预应力混凝土装配式箱梁桥为对象,建立精细化结构模型并与足尺模型试验结果进行对比验证;采用显式动力分析方法对落物冲击多片式箱梁的动力响应和损伤发展过程进行分析,探讨了不同坠落冲击位置、冲击能量以及冲击角度等因素下桥梁的损伤特征和发展规律。结果表明:落物冲击作用可导致箱梁同时出现整体和局部型损伤,损伤过程可分为初始碰撞、损伤扩展和最终稳定3个阶段;横向冲击位置由中梁转至边梁,受冲击梁体的损伤逐渐严重,梁体的位移和支反力显著增长;落物冲击位置由跨中移动至支点处,破坏模式逐渐由弯曲型转变为剪切型,冲击梁体的位移和支反力逐渐减小;随着冲击能量的增加,受冲击的主梁损伤明显加重,对未受冲击的主梁损伤影响较小,钢筋应力、碰撞力、受冲击主梁支反力和位移呈增长趋势,当冲击能量超过391.9 kJ时,纵向钢筋屈服;落物角度变化会影响碰撞接触面积,接触面积减小,被冲击梁体的损伤分布区域、支反力和位移也会明显减小,但是局部接触区域的损伤更为严重;落物冲击参数对于桥梁的损伤影响明显,加固维护时需要根据其特定的损伤分布特征采取相应措施。

跨海桥大吨位预应力混凝土箱梁关键技术研究

针对杭州湾海域复杂的建桥条件,通过研究高性能海工耐久混凝土、梁体温度监测和混凝土低强早期张拉技术,解决了大吨位预应力混凝土箱梁的裂缝问题;通过研究整体钢模、内模整体吊装与分节收缩脱出、钢筋笼预扎及整体吊运、混凝土连续浇注等技术,实现了大体积混凝土一次性连续浇筑,发展并完善了大吨位预应力混凝土箱梁的制造工艺;通过研制大吨位箱梁陆上纵横移运输设备和强潮海域专用运架梁起重船,解决了大吨位箱梁的快速运输和架设难题,为同类跨海长桥设计与施工积累了宝贵的经验。

预应力混凝土箱梁预制质量控制

阐述了预应力混凝土箱梁预制时各环节的生产过程,从混凝土材料、钢材、锚具、张拉双控等各个方面详细说明了如何开展质量控制,以确保安全、高效地生产出优质的产品。

EPS内模装配式PC小箱梁施工技术研究

装配式预应力混凝土小箱梁在20~40m跨径的桥梁结构中应用广泛。与传统钢内模和木内模相比,EPS材料永久性内模可缩短箱梁预制周期,保证箱梁施工质量。结合某工程实例,系统分析和阐述采用EPS内模的装配式预应力混凝土小箱梁施工工艺及技术要点,并从内模定位及变形控制、防止内模上浮、设置消能槽等方面提出施工质量控制措施,以期推广EPS永久性内模在混凝土箱梁中的应用。

实现整孔架设的48 m UHPC简支箱梁设计

提出一种设密集横隔板的整孔预制架设48 m UHPC简支箱梁桥新方案。该方案将超高性能混凝土(UHPC)、密集横隔板薄壁箱梁和预应力钢束有机结合,不仅提升了预制架设简支箱梁的跨径,而且消除了传统大跨径简支PC梁桥的抗裂性差、残余徐变变形难控制的问题。通过对跨径48 m UHPC简支箱梁试设计和分析,结果表明:该方案箱梁各板件厚度大幅减小,箱梁吊装重量与32 m跨常规PC箱梁相当,具有良好的经济性;主要计算结果均能满足规范要求;密集横隔板有效降低了箱梁的横向应力、扭转变形以及截面畸变。整孔预制架设48 m UHPC简支箱梁桥是一种在安全、经济、耐久各方面具有竞争力的梁桥新方案。

预制节段拼装预应力混凝土箱梁胶接缝抗剪性能研究

由于节段间接缝的影响,导致预制节段预应力混凝土箱梁接缝处抗剪机理与连续整跨梁存在较大差异,在计算抗剪承载力时无法直接应用整跨梁抗剪计算公式。首先对节段拼装箱梁接缝处的抗剪机理进行分析,得到影响计算抗剪承载力的关键参数;其次在已有计算公式的基础上,考虑混凝土立方体抗压强度和接缝处键齿数等参数的影响,提出适用于这种抗剪承载力的计算公式;最后将提出的计算公式与试验数据对比,表明该计算公式中的参数物理意义明确,计算精度较高,为预制节段拼装预应力混凝土箱梁结构的设计及应用提供了一定理论基础。

节段预制混凝土箱梁架设施工中架桥机吊杆受力分析

悬挂拼装施工技术应用过程中,由于预应力荷载的施加,架桥机临时吊杆中的应力将发生变化,吊杆拆除顺序将影响体系转换时的箱梁受力性能。为得到合理的吊杆拆除顺序,以洪都大道快速路改造工程为依托,通过实测数据,对架桥机临时吊杆受力情况展开试验研究。研究结果表明,节段预制箱梁在逐步拼装施工过程中,随着纵向预应力荷载的增加,跨中及附近吊杆拉应变逐渐减小,相应箱梁呈上拱趋势;靠近桥墩支座处的吊杆拉应变逐渐增加,相应箱梁呈下挠趋势。吊杆拆除时,应从跨中向桥墩支座处进行,并采用逐步放松的原则,由吊具上的螺母拧出量进行控制。