模数式桥梁伸缩缝预制锚固区现场荷载试验与有限元力学分析

为了探究桥梁伸缩缝预制锚固区底板性能,建立了具有钢箱-混凝土结构的桥梁伸缩缝有限元模型,设计了现场车辆的静荷载试验,得出了不同荷载下同一测点处的有限元计算应力与现场试验应力。通过对比有限元计算与现场试验结果,得出桥梁伸缩缝钢箱底板的应力随着底板厚度增加而减小,验证了钢箱有限元模型的合理性;利用有限元模型进行结构优化,得出100 kN荷载下8~20 mm钢箱底板均符合设计规范。

模块型桥梁伸缩缝疲劳试验研究

模块型桥梁伸缩缝 (MBEJ)由于其伸缩变形能力大、密封防潮性能优良 ,越来越引起世界的广泛关注并被工程界所接受。模块型桥梁伸缩缝在使用过程中要经历数百万次的车轮疲劳循环荷载的作用 ,因此疲劳性能就成为评价模块型桥梁伸缩缝的一个最重要的力学性能指标。利用MTS疲劳试验机和设计加工的加载设备 ,同时施加伸缩缝在工作过程中可能承受的垂直和水平荷载 ,对标准模块型桥梁伸缩缝产品试件进行了静载和先后两次 2 0 0万次不同荷载幅值的疲劳试验。试验结果表明 ,伸缩缝中心梁和支撑梁的残余应变随疲劳循环次数的增加而增加 ,而荷载幅值的提高将在很大程度上提高累计残余应变的增长速率。

模数式桥梁伸缩缝固有频率及结构参数灵敏度分析

为更全面地了解模数式桥梁伸缩缝动态响应,以ZL480模数式桥梁伸缩缝为研究对象,应用ANSYS软件建立其参数化模型,分析改变横梁间距BHK、中梁支撑刚度K2和缝宽B等参数对其固有频率和灵敏度的影响。研究结果表明:当横梁间距BHK从1 m增加到2 m,间距增加100%,第1阶固有频率ω1减小了32.6%;中梁支撑刚度K2从40 000 N/mm增加到100 000 N/mm,刚度增加了150%,第1阶固有频率ω1增加了24%;随横梁间距BHK的减小、横梁下支撑刚度K4、中梁支撑刚度K2、中梁刚度K1的增大,模数式桥梁伸缩缝固有频率逐渐增大,且灵敏度依次降低;缝宽B及横梁刚度K3的改变对其固有频率影响不大。

模数式桥梁伸缩缝水平向动力学响应分析

运用有限元分析软件对模数式桥梁伸缩缝进行水平向动力学研究,建立了其水平向有限元动力学模型,研究了车轮对中梁的水平冲击以及车速、中梁弹性支承刚度及预压量、滑动摩擦系数和剪切弹簧刚度的变化对中梁水平位移的响应特性。研究表明,当车速高于100 km/h,中梁弹性支承刚度小于70 000 N/mm时,应考虑车轮对中梁的水平冲击,当车速低于120 km/h,中梁弹性支承刚度及预压量分别大于80 000 N/mm和0.3 mm,滑动摩擦系数大于0.03,剪切弹簧刚度大于400 N/mm时,此时中梁水平位移小于0.5 mm,且车轮对中梁的水平冲击也可不考虑。

桥梁模数式伸缩缝疲劳性能试验研究

为了研究模数式伸缩缝的疲劳性能,开展了一种新型浅埋桥梁模数式伸缩缝的静力和疲劳试验。设计了一种桥梁模数式伸缩缝的加载装置,可模拟实际工程中伸缩缝所承受的垂直和水平荷载;分析了疲劳后伸缩缝荷载-挠度曲线和残余应变的变化规律;研究了模数式伸缩缝的疲劳裂纹类型、裂纹产生位置及疲劳破坏特性。结果表明:随着疲劳循环次数的增加,伸缩缝的刚度退化明显,伸缩缝中梁和横梁的残余应变增大;模数式伸缩缝疲劳裂纹以C型为主,中梁和横梁组件焊接部位易发生疲劳破坏。研究可为建立模数式桥梁伸缩缝的疲劳寿命评估模型提供参考。

地震序列下拉索模数伸缩缝联间限位分析

主震作用下桥梁结构可能已发生联间相对变位,强余震作用将进一步加剧桥梁上部结构的碰撞或落梁灾害,以某连续梁桥为例进行地震序列分析,并对比有无拉索模数伸缩缝两种情况下的地震响应,结果表明:拉索模数伸缩缝能够有效限制主余震各阶段联间相对位移,对避免主震后产生联间残余位移的桥梁结构在强余震作用下发生碰撞、落梁具有重要意义;同时,拉索模数伸缩缝使桥梁各联间协同作用,从而墩梁相对位移得到相应的控制,桥墩受力亦有所改善。

模数式伸缩装置压缩控制弹簧性能控制指标的试验研究

压缩控制弹簧是模数式伸缩装置中位移控制系统的重要弹性元件,其主要作用是当伸缩装置两端发生位移时,通过压缩控制弹簧中聚氨酯的压缩弹性变形,调整中梁的间距,使伸缩缝的间隙均匀。文章探讨了压缩控制弹簧性能控制指标和检测方法,进行了试验样品的试验研究,对压缩控制弹簧的冲击弹性、压缩刚度、全位移压缩变形等性能控制指标提出了一些建议。

大位移模数式伸缩装置技术性能监测与分析

近年来国内外很多大跨度桥梁上的大位移模数式伸缩装置发生工作状态异常,甚至出现伸缩装置的局部损坏。为掌握此类伸缩装置的实际工作行为,对一座大跨度悬索桥上的大位移模数式伸缩装置进行了连续十个月的技术性能监测,获得该桥伸缩装置的伸缩量累计值、伸缩量值、伸缩单元运动速度等参数。分析了该桥伸缩装置的实际工作特点并讨论了环境因素和使用条件对伸缩装置工作性能的影响。

SD型模数式伸缩缝耦合动力学研究

以SD型模数式伸缩缝为研究对象,运用有限元分析软件ABAQUS对SD型模式伸缩缝进行耦合(竖向和水平)动力学研究。其中,建立了完整的耦合动力学理论模型,模拟在行驶的汽车通过伸缩缝时,伸缩缝中梁竖向和水平向振动响应特性。研究结果表明:不考虑车辆制动力以及不同车速情况下,伸缩缝中梁竖向振动位移与水平振动位移之间几乎没有什么影响。因此,对伸缩缝竖向和水平向振动响应研究时可以单独进行研究,从而可以简化研究,提高效率。制动力对伸缩缝水平振动位移影响比较大。如果考虑制动力的影响,水平振动位移的增大会对伸缩缝结构产生不利的影响。不考虑制动力情况下,采用德国规范分析得到的水平振动位移最大值为0.235 mm,采用我国规范并忽略制动力下分析得到最大水平振动位移几乎接近于零;而最大竖向振动位移比按照我国规范并忽略制动力影响的条件下分析得到的小21%。在不同速度80 km/h,120 km/h条件下,采用德国规范分析得到的伸缩缝最大竖向振动位移与我国规范分析得到的相比分别小16%和19%。

公路桥梁模数式伸缩缝质量控制探讨

文章通过对贵州省多条高速公路桥梁模数式伸缩缝的设计及施工现状的调研,针对目前桥梁伸缩缝选型、安装设计,伸缩缝产品工地质量检测、安装质量控制方面存在的问题进行了探讨,提出了相应的对策,供工程设计和施工参考。

高速公路D160型模数式伸缩缝病害成因分析

以青银高速公路为例,详细阐述我国高速公路D160型模数式伸缩缝的病害形式以及产生原因,对实践具有一定的指导作用。

桥梁单元式多向变位梳形板伸缩缝施工技术

介绍了单元式多向变位伸缩缝的适用条件和特点,以京张高速公路桥梁伸缩缝型钢变形病害处置过程为例,介绍了单元式多向变位伸缩缝的施工工艺,并对单元式多向变位梳形板伸缩缝和传统的模数式伸缩缝进行了对比。

考虑伸缩缝参数影响的连续梁桥车-桥耦合动力响应研究

伸缩缝劣化对车-桥耦合动力响应规律影响显著。为考虑伸缩缝参数变化对车-桥耦合动力响应的影响,结合车-桥耦合动力响应分析方法及车轮过缝的力学特性,提出了车轮过缝单点接触时变力模型。并采用伸缩缝局部振动模态提取法及模态综合法建立了考虑伸缩缝参数影响的车-桥耦合动力响应分析模型(车-缝-桥耦合动力响应分析模型)及其数值求解方法,并基于实测数据验证。进而以实测三跨连续梁桥为对象,探究了车辆过缝与否,伸缩缝高差、间隙,车速、车辆布置、车质量等参数对车-缝-桥耦合动力响应的参数影响规律。结果表明:端部支座外侧设置伸缩缝,会降低连续梁桥主梁跨中位移响应,但会增加桥梁端部的车致冲击作用;相同桥长条件下,车辆过缝会增大桥梁的位移和加速度响应,且加速度响应增大更为明显;伸缩缝高差会降低第一跨的竖向位移响应,但会增大其他两跨的竖向位移响应,伸缩缝高差对不同区域的车致冲击作用(系数)影响显著;伸缩缝附近车致冲击作用随伸缩缝间隙的增大而增大;车速较低时,主梁竖向峰值位移和冲击系数波动较小,并在80 km/h车速附近出现峰值;主梁各跨跨中的动位移均随着车辆数目的增多而增大,但各跨跨中的位移冲击系数不一定增加;桥梁冲击系数随车质量的增加而减小。在桥梁设计时应考虑伸缩缝参数变化对桥梁不同区域车致冲击作用变化的影响。

模数式桥梁伸缩缝动力强度计算与影响因素分析

为了分析桥梁伸缩缝在车辆冲击荷载作用下损坏的机理,对桥梁工程中常用的模数式伸缩缝建立了有限元模型,提出了其在车轮冲击荷载作用下的动力响应计算方法,以及非对称循环荷载作用下结构脉动强度的分析方法.对典型的RBM160型桥梁伸缩缝进行了动力强度计算与影响因素分析.结果表明:(1)伸缩缝中梁跨中、中梁支座焊缝位置是动应力最大的位置,计算结果与实际工程中常见的伸缩缝破坏位置一致;(2)水平与竖向轮载共同作用下结构的最大应力显著大于竖向轮载单独作用,说明水平轮载对伸缩缝损坏影响较大,但是国内外规范关于水平轮载的取值存在差别,由此获得的伸缩缝最大应力差别较大;(3)伸缩缝最大应力随着汽车车速的增大而增大,可以通过限制车速来控制模数式伸缩缝的最大应力,确保结构的安全性;(4)中梁与横梁之间的焊缝是伸缩缝结构的最薄弱部位,该部位的最大应力与焊缝饱满度有关,通过优化焊缝饱满度可以减小最大应力,提高结构安全性.

采用拉索模数伸缩缝的斜交桥地震易损性分析

为了研究拉索模数伸缩缝对一座30°斜交角的三跨混凝土斜交连续梁桥抗震性能的影响,利用理论易损性分析方法分析了脉冲地震动和无脉冲地震动作用下拉索模数伸缩缝的减震效果,并提出了以震后维修费用曲线评价桥梁结构体系抗震性能的方法。结果表明,采用拉索模数伸缩缝后桥墩和支座的易损性均显著降低;速度脉冲效应不会改变结构的破坏模式,但对于采用拉索模数伸缩缝的斜交桥,速度脉冲效应会显著增加支座和桥墩的易损性;无论是脉冲地震动还是无脉冲地震动作用下,采用拉索模数伸缩缝均能有效减小斜交桥的震后维修费用。

波纹管膨胀节设计软件的模块化设计

本文利用软件模块化结构设计的优点，对波纹管元件强度和性能计算、各类型膨胀节的结构设计，典型管线的膨胀节补偿设计等提出了计算机设计软件的模块化设计方法，并对软件系统的结构、组成和功能进行了论述。

模数式伸缩缝优化方向探讨

本文就模数式伸缩缝优化进行简要分析,并以广州市琶洲大桥为依托,指出了该桥模数式伸缩缝在使用过程中存在的主要问题,并给出了相应的优化意见。

大位移模数式桥梁伸缩缝设计及性能评估

为实现对大位移模数式桥梁伸缩缝的受力特点及性能评估方面的系统性研究,详细地介绍了大位移模数式伸缩缝的应用现状及构造特点,并系统地分析了在车轮力作用下伸缩缝构件力的传递路径、支撑梁及弹簧支撑元件的受力模式及理论设计计算。从整体性能及局部性能两个方面对正常运营阶段中的大位移模数式伸缩缝进行了性能分析及评估。针对伸缩缝在运营阶段的病害成因提出了相对应的控制措施。

新型高分子材料在模数式伸缩缝维修中的应用研究

模数式伸缩缝是最常用的桥梁伸缩装置之一。采用现场调研、室内试验及实体工程应用等方法,对模数式伸缩缝病害、新型修补材料及施工工艺进行研究。结果表明,混凝土强度形成慢、强度低、与异型钢变形性能相差较大是导致模数式伸缩缝破坏的内在原因;高分子新型维修材料具有高强、速凝及良好变形恢复能力的特性,固化时间仅约65 min,-10℃~70℃温度条件下回弹率均在96%以上;此类材料用于维修模数式伸缩缝能够快速开放交通,且具有耐久与降噪的效果。

模数式大位移伸缩缝智能监测

通过对模数式大位移伸缩缝的构造特点分析和运营现状调研,橡胶类部件性能劣化引起变形协调系统与中梁稳定系统的失效,最终导致竖向力传力系统损坏,是伸缩缝破坏的主要原因。通过对中梁各缝宽的监控及分析能够有效反映伸缩缝易损构件的使用状况,利用远程技术数据采集,经分析后做异常缝宽的检修预警,能够有效避免伸缩缝的结构性损坏。