支管排烟作用下双层隧道顶棚温度分布试验研究

针对下层隧道采用支管排烟模式的双层盾构隧道,通过开展缩尺寸模型试验对烟气温度分布进行系统研究,探讨火源功率、排烟口开启方案(排烟口数量和距离)和排烟量等关键因素对火灾烟气温度分布的影响。结果表明:随着排烟口距离的增加,顶棚烟气温度逐渐升高;开启距离火源最近的两个排烟口时,顶棚烟气温度最低;随着排烟量的增大,在远离火源的区域顶棚烟气温度逐渐降低;火源上下游顶棚下方温度沿隧道纵向呈现指数衰减规律,在不同的排烟量和火源功率下,相对温度衰减ΔT_(x)/ΔT_(max)的值变化不大。通过对试验数据进行拟合分析,推导出支管排烟模式下,火源上下游顶棚烟气温度纵向衰减预测模型。

公路改扩建工程路基路面搭接技术

本文以早期公路工程改扩建施工项目为研究背景,阐述了公路改扩建过程中涉及到的新旧路面搭接、路基沉陷、路基防排水、混凝土收缩及通行保障等路基路面搭接方面的重点问题,针对上述问题提出了具体的解决意见。

间距对公铁双幅主梁气动特性影响的试验研究

为研究间距对非对称公铁双幅主梁气动特性的影响,以某大跨度公铁双幅斜拉桥主梁断面为背景进行节段模型风洞试验,在间距L/Br=0.2~2.0范围内,测试了2种不同来流方向下双幅主梁的气动特性,分析非对称双幅主梁气动力系数、表面风压分布并推断主梁周围绕流特征,明确间距对非对称公铁双幅主梁气动干扰规律的影响规律。结果表明:无论风向角α=0°或α=180°,上游主梁气动力系数、表面风压分布和绕流方式受间距影响程度相对较小,与单幅主梁气动特性和绕流方式相似;但下游主梁气动特性受间距影响较大,且完全不同于单幅主梁,间隙处的绕流形式随间距的增大而发生变化,下游主梁气动力系数、平均风压系数曲线和脉动风压曲线也表现出完全不同的规律;且间距越大,下游主梁气动特性和绕流方式越接近于单幅主梁。公路主梁的流线性相比于铁路主梁更强,这种气动外形差异导致2种来流方向下非对称双幅主梁气动特性和绕流形式不同,间距在L/Br=0.2~2.0范围内,气动干扰对其影响规律也完全不同。如α=0°时,双主梁上表面始终为“单一钝体流态”;但α=180°时,双主梁上表面属于“剪切层附着流态”,间距不同,上游公路主梁尾流附着于下游铁路主梁的位置不同,据此可再细分为2种不同的绕流方式。研究成果可为同类型非对称双幅桥梁间隙距离设计提供参考。

一种新型环氧乳化沥青桥面防水材料制备及粘附性能试验

针对传统桥梁防水粘接层材料存在粘接强度不足,温度敏感性大的问题,提出一种新型环氧乳化沥青防水材料的制备,并对环氧乳化沥青的应用性能进行分析。试验结果表明,当固化剂用量为水性环氧树脂的50%,水性环氧树脂用量为15%时,制备的水性乳化沥青性能最优。该环氧沥青在160℃的高温条件下也不出现流淌和滑动;在-15℃下冷冻2 h后,不出现开裂;附着力为1.15 MPa;耐碱性和耐盐性均满足防水粘接层材料要求;渗水试验后也不出现透水现象,表现出良好的综合性能。

带波形钢板的UHPC免模板湿接缝抗弯模型试验研究

针对预制装配式桥梁中桥面板湿接缝处的受力特点和现有接缝构造形式,提出一种以预埋波形钢板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,解决接缝现场支模问题。为研究新型接缝的力学性能,设计了5片试验梁,以钢纤维含量为试验参数,开展四点弯曲全过程抗弯性能试验。结果表明:各试验梁主裂缝均位于预制段,发生弯曲破坏,接缝段未产生较大破坏;提高钢纤维含量可以增强UHPC-NC(Normal Concrete)界面黏结,提升接缝的抗裂性能,但对结构的抗弯承载力影响较小;钢纤维含量为1.0%的免模板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%。

北京市首条自行车专用路钢桥面铺装的质量控制

北京市首条自行车专用路上部均采用钢结构形式,鉴于其桥梁设计荷载较小,横断面相对狭窄,且施工过程中涉及京藏高速公路跨线桥,因此,对安全质量的要求尤为严格。为提高自行车专用路钢桥面铺装质量,本文运用沥青混合料铺装施工方式,在无任何借鉴经验的前提下,优化了运输设备、摊铺设备和碾压设备,在进场前对机械设备进行验收,并对摊铺作业人员进行严格的技术交底及班前教育,制定详细的施工进度计划,在保证施工安全的同时确保摊铺质量。工程实施中,通过多次专家论证、试验段模拟等方式合理布置机械占位,钢桥面沥青混合料摊铺作业安全可行、质量可控,积累的宝贵经验为今后类似工程的实施提供了重要的参考和指导。

高黏高弹改性沥青在城市桥面黑化中的应用

混凝土铺装层桥面黑化受桥梁恒载限制,加铺层一般偏薄,易发生推移变形、脱落病害,严重影响道路的使用性能。为防止此类路面病害,保证路面使用性能及使用寿命,依托成都市双桂立交桥桥面黑化项目,对桥面黑化进行整体方案设计,并应用高黏高弹改性沥青提升加铺层的高低温稳定性能及变形恢复能力,形成整体抵抗车辆荷载产生的剪切力,防止沥青面层变形剥落,同时能降低噪声污染,有效提升桥面整体路用性能。

间苯型不饱和聚酯树脂改性沥青桥面铺装研究

为提高桥面铺装层的抗裂性,同时减少坑槽等水损害病害的发生,本文开发了一种不饱和聚酯树脂(以下英文简称UP)改性沥青桥面铺装材料,并对其配比和性能进行研究。通过粘度、动态剪切流变(DSR)和拉伸试验确定最佳UP改性沥青材料配比,对改性沥青流变性能和拉伸性能进行测试,并对UP改性沥青桥面铺装材料进行路用性能对比评估。研究结果表明,UP改性沥青具有良好的高温流变性,明显优于SBS改性沥青,且UP改性沥青与环氧改性沥青相比,具有更好的柔韧性,且价格便宜,其成本仅为环氧沥青的57%。此外,经测试,UP改性沥青桥面铺装材料的抗拉性能、高温稳定性也明显优于SBS改性沥青混合料,且与环氧沥青混合料相比,具有更好的低温抗裂性与水稳定性。

市政道桥工程施工技术的应用研究

道桥建设在我国市政建设中起着举足轻重的作用,它既能促进市政公共交通的发展,又能促进区域经济发展,促进我国的市政化进程。然而,随着我国市政道桥技术的不断发展,市政道路建设的技术水平和施工水平也越来越高。道桥建设一旦出现质量问题,将会造成严重的交通拥堵,严重的将危及人民的生命和财产,造成不良的社会后果。本文对市政道路桥梁的施工技术关键问题进行深入的分析和探讨,是非常有实际意义的。

高韧冷拌树脂SMA混合料及其性能试验评估研究

文章通过对高韧冷拌树脂SMA混合料原材料指标分析,并对混合料强度发展规律、温度稳定性、水稳定性等各种指标进行试验研究,结果表明:高韧冷拌树脂SMA混合料强度达到60kN以上、70℃高温稳定性26002次/mm、残留稳定度91.7%、常温断裂能达到15169.30J/m^(2),四点弯曲疲劳试验800με大于100万次,各项路用性能优异,能够满足规范要求以及钢桥面铺装的苛刻的使用要求。

公轨双层高架中道路桥梁形式对轨道噪声分布影响研究

高架独立轨道交通具有建设、运营成本低的优势,但其对周边居民产生的环境噪声污染问题突出,道路与轨道双层合建高架的上层道路桥梁可起到屏蔽作用,减小由轨道交通引起的道路上部区域噪声。为分析不同道路桥梁形式对轨道噪声传播规律的影响,根据实测钢轨振动加速度,建立二维声学模型进行轨道噪声传播规律预测研究。首先采用现场噪声实测结果验证方法的准确性,然后对比分析独立双U梁轨道、空心板梁道路桥+双U梁轨道、小箱梁道路桥+双U梁轨道的噪声传播与分布规律,揭示双层高架桥梁的降噪机理。结果表明,上层道路桥改变了噪声的传播途径,在增大桥下噪声的同时可以使得一部分区域(道路桥侧上方)的噪声减小;进而,在道路以上区域,小箱梁道路桥+双U梁轨道形式相比空心板梁道路桥+双U梁轨道显著降低了噪声级,大部分降幅在6~11 dB(A)之间,最大降幅约21 dB(A);与空心板梁结构形式相比,底面凹凸不平的小箱梁结构能将声能量更好地限制在道路桥梁以下范围内,从而对道路上方区域取得更大的降噪效果。提出的噪声预测方法可为公轨合建双层高架的轨道噪声快速预测与评估提供参考,计算结果可为双层高架的道路桥梁选型提供声学性能依据。

旧混凝土桥沥青铺装层结构与材料性能研究

为提升桥面铺装结构的使用性能,改善桥面铺装结构层受力状态,减少旧混凝土桥梁维修改造桥面沥青铺装的病害,掌握铺装结构层受力状况及材料的性能,优选出沥青铺装材料和铺装结构型式。采用有限元分析方法,建立了水泥混凝土桥面沥青铺装层有限元基准模型。选择铺装层层间剪应力、层间拉应力、表面剪应力作为主要力学控制指标,分析了不同铺装层厚度和模量在行车荷载作用下铺装层内部的应力变化规律。结果表明:剪切破坏是桥面沥青铺装层主要破坏形式,沥青铺装层厚度是影响铺装层内部应力分布的主要因素,而沥青铺装层材料模量对应力分布影响很小,合适的沥青铺装层厚度有利于改善其内部应力的分布,由此提出2种桥面铺装结构设计方案——SMA组合结构和AC组合结构;通过室内试验,对所选的SMA-10,SMA-13,AC-13这3种沥青混合料进行高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及渗水性相关路用性能试验研究,可知3种沥青混合料各项性能指标都满足设计规范要求,但在不同的性能上各有其优劣;最后根据性能试验分析结果和桥面铺装材料的优选原则,在性能都满足工程要求的情况下,结合工程造价经济和桥梁结构安全的要求,推荐AC组合结构作为旧混凝土桥面铺装结构,选择AC-13作为旧混凝土桥面铺装上下面层铺装材料。

公铁平层桥梁桥塔遮风效应风洞试验研究

车辆经过桥塔区域时,由于桥塔的遮风效应,其气动荷载会产生突变,且公铁平层桥梁的桥塔由于纵向尺度较大,车辆经过桥塔区域时气动荷载的变化更加剧烈.为明确某公铁平层桥梁上车辆在桥塔区域的气动特性,制作了1/20大比例尺的风洞试验模型;基于优化后的测试系统,测试了车辆通过公铁平层宽幅桥梁桥塔时的气动荷载,研究了车道位置、车辆类型以及桥塔外形对通过桥塔车辆的气动特性的影响.结果表明:越靠近桥塔车道上的车辆,经过桥塔时的横向力系数、摇头力矩系数的突变量更大,正向升力也越大,因而更容易发生侧滑与侧偏;车长对车辆通过桥塔区域的性能有显著影响,长度较小的车辆具有更大的横向力系数突变量,长度较长的车辆具有更大的倾覆力矩系数、摇头力矩系数及点头力矩系数突变量;与矩形截面桥塔相比,带倒角的桥塔使得厢式货车的横向力突变量减小了43.7%,使集装箱车的横向力系数突变量减小了25.8%,且使集装箱车的摇头力矩系数突变量减小了29.2%.

高温聚氨酯及其混合料路用性能研究

针对钢桥面铺装材料性能的不足,选择高温聚氨酯改性沥青作为混合料黏结体系及主要强度体系。选择一款高温聚氨酯体系改性沥青材料,通过力学拉伸性能测试、布氏黏度测试及相容性测试,确定该体系下聚氨酯质量分数为50%,施工温度为170℃。对聚氨酯改性沥青混合料进行路用性能测试。结果表明:高温聚氨酯改性沥青混合料可操作时间约为2 h,低温抗裂性能优异,-10℃条件下最大弯拉应变大于10 000με,整体路用性能良好,满足规范要求。

公铁同层双幅非对称主梁气动干扰特性研究

为研究公铁同层非对称双幅桥主梁间的气动干扰效应,对某大跨度公铁双幅斜拉桥进行节段模型风洞试验,测试不同风向条件下单、双幅主梁的气动特性,并辅以数值模拟研究,在验证数值模拟结果准确性的基础上,分析单、双幅主梁周围流场的分布特征,研究双幅主梁间气动干扰效应的影响。研究结果表明:双幅主梁中的上游主梁和单幅主梁气动特性相似,但双幅主梁中的下游主梁气动特性发生明显变化,且下游公路主梁和下游铁路主梁气动特性的变化形式不同,由于双幅主梁的非对称性,上游主梁对下游主梁的气动影响特性并不相同。当铁路主梁迎风时,下游公路主梁上表面迎风侧所受正压减小,但下表面迎风侧所受正压增大,此时铁路主梁和公路主梁尾部均有交替旋涡脱落,双幅主梁处于双涡脱流态;当公路主梁迎风时,下游铁路主梁迎风侧风压的绝对值均减小,气流分离后再附位置向迎风侧移动,此时交替涡脱现象仅在铁路主梁的尾流区形成,双幅主梁处于剪切层再附流态。下游主梁气动特性的差异来源于双幅主梁非对称引起的气动干扰规律变化,不同来流方向下空气的绕流特征和主梁周围旋涡的脱落—附着行为存在明显区别,故必须综合考虑不同风向下双幅主梁的气动特性差异。研究成果可为考虑气动干扰效应的大跨公铁同层双幅桥气动设计提供参考。

桥面铺装树脂型防水黏结层材料研究进展

为进一步促进树脂型防水黏结层材料的研究与应用,全面调查了目前常用的树脂型防水黏结层类型,梳理总结了树脂型防水黏结层的拉伸性能、环境适应性、抗渗水性能与黏结性能。结果表明:目前常用的树脂型防水黏结层材料主要分为环氧树脂型防水黏结层与甲基丙烯酸甲酯(MMA)防水黏结层两大类;树脂型防水黏结层材料均具有良好的拉伸强度、环境适应性与抗渗水性能;树脂型防水黏结层与桥面板的黏结强度主要受防水黏结层类型、桥面板粗糙程度与洒布量等因素影响,环氧树脂型防水黏结层的黏结性能优于MMA型防水黏结层。

接枝型改性沥青在杭州湾跨海大桥的应用研究

利用接枝反应剂(TW-1)与高温分散偶联剂(TW-2)按一定比例混合为改性接枝剂(LTTW-1),以此制备接枝型改性沥青,其对石料的粘接性明显优于常规改性沥青。对于LTTW-1在改性沥青中的反应机理进行分析,同时对接枝型改性沥青的运动黏度、低温抗裂性与老化性能进行测试。结果表明:经LTTW-1接枝改性后,接枝剂的网状空间结构大大提升了沥青内聚力,其60℃的动力黏度、流变学的内聚力相应提高,所制备的沥青混合料运动黏度、低温抗裂性与抗老化性能与SBS改性沥青混合料相比均有大幅提高,用于杭州湾跨海大桥作为桥面铺装材料,大幅提高了桥面铺装的耐久性。

钢桥面聚酯型聚氨酯混凝土路用性能试验

本文针对聚酯型聚氨酯混凝土(PPUC)作为钢桥面铺装材料的路用性能开展试验研究。通过室内力学性能试验、车辙试验、低温三点弯曲试验和冻融劈裂试验,研究PPUC的基本力学性能、高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性,并与常见的钢桥面铺装材料进行对比分析。试验结果表明:PPUC的抗压、抗拉和抗弯拉强度分别为75.3,8.4,22.4 MPa,均大于C30水泥混凝土的力学性能指标;PPUC在60℃下的动稳定度为63000次/mm,远大于沥青玛蹄脂混凝土(SMAC)和环氧沥青混凝土(EAC),并且在80℃高温下,PPUC的动稳定度仅下降了19%;在-10℃下,PPUC的低温抗弯性能明显优于EAC和SMAC;PPUC冻融前后的劈裂强度分别为7.85,7.30 MPa,均大于EAC,SMAC的劈裂强度,且PPUC的劈裂强度比为93%。

环氧沥青混合料在钢桥面铺装中的应用研究

选用美国ChemCo System公司生产的环氧沥青,通过室内试验及工程应用对3种常用级配(AC-10、Am、Ja级配)环氧沥青混合料的级配、油石比进行了设计,对环氧沥青混合料的路用性能、铺装施工工艺质量控制进行了研究。研究表明:美国Am级配的高温稳定性及水稳定性能最为优异,中国AC-10级配在低温抗裂性能方面最为优异,日本Ja级配的水稳定性与抗疲劳性能最为优异;实际工程应用中,环氧沥青混合料钢桥面铺装路面平整度高,无裂纹、轮迹等病害,应用效果优异,具备推广价值。

福州道庆洲过江通道主桥桥面系设计

道庆洲过江通道主桥采用双层变高预应力钢桁结合梁方案,腹杆为三角形桁架,主跨276 m,标准桁高9.5 m,支点附近桁高由9.5 m变高至23.0 m。道庆洲大桥为公轨两用桥梁,其结构最大的特点为跨度大,桁高矮,荷载重。为了分担部分主桁受力,主桥上层公路桥面系采用钢密横梁+混凝土板结合梁体系,混凝土板与钢横梁之间采用剪力钉进行连接,混凝土板的预应力钢束锚固于钢横梁上。下层轨道桥面系采用纵横梁+正交异性板整体桥面体系,端部压重区段采用箱体结构,内部灌注铁砂混凝土进行压重。对比现有工程中设置平弦和不设置平弦两种桥面系处理方式的优缺点,为满足三角形桁架结构的外观要求,下层轻轨桥面系在桁高变高位置处采用了创新形式的桥面结构,即多点支承式整体桥面系。此桥面系设置边纵梁,边纵梁及箱型横梁形成稳定的平面框架,并通过竖向支座支撑在主桁斜腹杆伸出的牛腿上,结构受力明确。在受力方面,对标准断面的上、下层桥面系作了详细的框架计算。结果表明结构刚度和应力均在规范要求的范围内。对比较突出的横梁扭转问题进行了深入分析,建立横向框架和局部有限元模型进行了结构安全性验证。针对主桁斜腹杆伸出的牛腿传力位置进行了精细化的结构有限元分析,验证了该部位各组成板件的应力符合规范要求,可保证本桥的结构安全。