型钢-混凝土组合加固技术在空心板桥中的应用

装配式空心板桥由于铰缝损伤而出现"单板受力"问题,为增强梁板间的横向连接,提出型钢-混凝土组合加固技术,以寿昌江二号桥(装配式预应力钢筋混凝土简支空心板桥)为背景,简述该技术在该桥中的应用。型钢-混凝土组合加固是在沿梁底铰缝两侧设置剪力键,纵向锚贴U形钢板,并在U形钢板和铰缝间灌注高强自密实灌浆料。为检验加固效果,对该桥第2跨进行加固前、后的静载试验。结果表明:加固后该桥跨中应变平均降低20%,挠度平均降低25%以上,桥梁的刚度有所提升;加固后1号板的横向分布系数增大,1号与2号梁板间的铰缝损伤得到修复。实践证明,型钢-混凝土组合加固技术可增强主梁间的横向联系,能有效解决"单板受力"问题。

钢筋混凝土拱桥极限承载力的参数研究

采用压溃理论和三维仿真模型,分析了钢筋混凝土拱肋在几何非线性、材料非线性、几何缺陷以及混凝土压碎、开裂、骨料嵌锁等因素耦合作用下的极限承载力,以使它的确定更符合实际.重点研究了初始几何缺陷、截面形式、荷载形式和矢跨比等对钢筋混凝土拱肋极限承载力的影响.研究结果表明:混凝土材料的力学特性对大跨径钢筋混凝土拱桥的极限承载力有明显影响;大跨径钢筋混凝土拱肋的极限承载力随初始几何缺陷的增加按分段二次曲线规律减小,与拱肋长细比遵循三次曲线关系规律.

套箍法加固石拱桥主拱圈的正截面承载力的理论分析

针对石拱桥拱圈加固后的正截面承载力计算问题,提出了考虑加固前截面受力状况及加固材料不同力学性能的计算方法。对加固后的拱圈进行应力应变分析,得出界限破坏的3种形式,对每种界限破坏形式利用截面的协调变形和截面材料的应力应变关系,分析了其极限状态时组合截面的相对界限受压区高度,得出加固后石拱圈最后的破坏模式主要与加固前的初应变及加固层的厚度有关。对应于3种破坏形态从理论上推导出套箍法加固石拱圈在二次受力时的正截面承载力计算公式。计算公式充分考虑了加固前的构件应力水平、加固后截面不同材料组成及构件破坏形态的影响,比现有加固规范的计算取值更趋于合理,为同类加固结构的设计和计算提供了依据。

高韧性树脂钢丝网混凝土侧面加固RC偏压柱试验研究

为探究超强高韧性树脂钢丝网混凝土(HTRCS)加固技术对拱桥拱肋的加固效果,设计制作6根钢筋混凝土柱试件进行偏心受压试验,研究加固前、后钢筋混凝土柱在偏心压力作用下的裂缝发展、破坏形式、开裂荷载和承载力、荷载~侧向挠度曲线等,并分析加固层作用机理。结果表明:HTRCS加固不会改变钢筋混凝土偏心受压柱的破坏形态,但能有效地改善大偏心受压柱的裂缝发展形态;HTRCS加固能显著提高偏心受压柱的极限承载力和大偏心受压柱的抗裂性能,对于远轴侧加固的大偏心受压柱和近轴侧加固的小偏心受压柱,HTRCS加固效果最优;HTRCS加固能够提高偏心受压柱的刚度。

钢筋混凝土拱基于模态频率的承载能力评估

基于钢筋混凝土拱破坏过程中模态频率的变化规律,进行了承载能力评估方法的研究。对某旧桥中的2根钢筋混凝土拱肋进行了加载过程中的模态试验。基于试验结果和有限元分析研究了有初始损伤和完好的钢筋混凝土拱破坏过程中的模态变化规律,并采用曲线拟和的方法对钢筋混凝土拱的极限承载能力进行了预测。结果表明,该拱接近破坏时模态频率会下降,但各阶模态频率的下降程度与最弱刚度截面的位置有关;拱破坏过程中第1阶模态频率值与所受荷载之间的关系可近似用二次方程来描述。

既有钢筋混凝土拱肋破坏过程中的内力变化

对某既有钢筋混凝土拱肋的试验结果进行了较详尽的研究。首先基于静力和模态试验得出,既有拱肋的刚度并非一致下降,而具有波动变化的特征。然后基于模型修正技术,通过不断调整结构刚度参数以获得与试验结果相一致的策略,计算了该拱肋的初始刚度分布和加载各阶段的刚度分布。在此基础上研究了既有钢筋混凝土拱肋破坏过程中内力变化的一些规律。最后利用这些成果进行了极限荷载验证。结果表明基于内力变化规律来推求极限荷载的方法具有较高精度。

基于雷达图的既有钢筋混凝土拱肋承载力评定

通过构建以不规则五边形最小面积为特征向量的评价函数,将对既有钢筋混凝土拱肋承载力的定性描述定量化,并利用雷达图推算出承载力评定的检算系数Z1的标度评价值,有效地消除了各项因素之间的线性关系。基于最小二乘法拟合了检算系数Z1与其标度评价值之间的曲线方程。用检算系数Z1对不考虑损伤的有限元计算结果进行修正,获得承载力评定值,并对两片服役多年的既有钢筋混凝土拱肋的承载力开展试验研究。结果表明,承载力评定值与试验结果吻合较好,可为既有钢筋混凝土拱肋的承载力评估提供科学依据。

大跨度钢筋砼拱桥有平衡重转体施工

用普通钢筋混凝土球铰和普通千斤顶按有平衡重转体施工的工艺修建大跨度钢筋混凝土箱型拱桥,由于不需要大型复杂的缆索吊装设备和技术,工艺简单,把高空作业、水上作业、吊装悬拼作业转换为岸边陆上常规土建作业,因而施工安全、施工简易、质量可靠、造价低,特别适用于山区桥梁建设。

钢筋混凝土拱桥的极限承载力

本文针对大跨度钢筋混凝土拱桥结构在变形、失稳破坏期间产生的几何非线性和材料非线性的特性，采用有限变形理论和混凝土的本构关系，对钢筋混凝土拱桥进行了极限承载力分析，并以钢筋混凝土拱的模型试验结果验证了理论分析结果．

考虑材料劣化的钢筋混凝土压弯构件承载力演化试验研究

拱、柱等压弯构件作为一种基本构件形式,常应用于高层建筑、大型空间结构和大跨桥梁中。随着服役年限的延长,其不可避免地会遭受锈蚀、碳化等。基于结构的安全性角度出发,其承载力的演化一直是学界与工程界最为关注的问题之一。为研究锈蚀对钢筋混凝土(RC)压弯构件极限承载力的影响,本工作以RC拱桥为基本研究对象,设计制作了15片同截面尺寸的RC柱,基于法拉第定律获取锈蚀构件,讨论了初始锈胀裂缝的分布情况,研究了锈胀柱的裂缝发展、跨中变形和应变、极限承载力及破坏形态。基于数字图像相关技术,揭示了锈损RC压弯构件破坏全过程应变场演化规律。结果表明:(1)随着锈蚀率的增加,锈胀裂缝分布范围、宽度、长度呈增长趋势,RC柱纵向/横向刚度降低,压缩位移/挠度增大,承载能力下降,承载力最大下降40%;(2)偏心距较小的锈蚀柱在荷载作用下的截面应变仍基本符合平截面假定,随着偏心距的增大,平截面假定存在失效趋势;(3)锈胀未改变偏压的失效模式,所有压弯构件均为受压侧脆性破坏,锈蚀损伤改变了压弯构件初始偏心距,小偏心构件存在向大偏心破坏演变的可能;(4)因锈胀裂缝影响,横向应变分层明显。本工作系统描述了锈损RC压弯构件承载力演化行为,可为基于等效梁柱法的RC拱桥承载力衰变分析奠定基础。

钢筋混凝土拱桥极限承载力的参数分析

采用空间有限元模型,研究了活荷载分布方式、拱圈混凝土的强度、拱圈面内的抗弯刚度、矢跨比和初始几何缺陷等参数对钢筋混凝土拱肋极限承载力的影响。研究结果表明:拱圈混凝土的强度、拱圈面内的抗弯刚度和矢跨比是决定大跨度钢筋混凝土拱桥极限承载力的3个关键设计参数;初始几何缺陷会降低结构的极限承载能力,但降低的程度很小,一般情况下可以忽略该参数的影响;矢跨比在一定范围内取值时,随着矢跨比的降低,钢筋混凝土拱桥的极限承载能力也随之减弱,且不同的矢跨比取值范围对极限承载力的影响程度不同。

既有钢筋混凝土空心板梁抗弯承载力分析

对服役20年的2片8 m跨度钢筋混凝土空心板梁进行了两点对称加载破坏试验。采用ABAQUS软件,基于混凝土损伤塑性模型且考虑了混凝土膨胀角、黏性参数,建立了试验梁非线性有限元模型。模型计算的梁体挠度、混凝土和钢筋应变与试验结果吻合良好。对试验梁破坏过程的分析表明:利用ABAQUS混凝土损伤塑性模型能很好地模拟试验梁受力破坏情况;通过模型拉伸损伤计算能很好地对梁的裂缝产生位置及发展趋势进行预测;试验梁正常使用极限承载能力明显下降而抗弯极限承载能力略有升高。

混凝土双曲拱桥病害与加固研究

结合结构特点对混凝土双曲拱桥的常见病害进行深入的病因分析与研究,同时针对维修加固及改建方法进行详细阐述,对混凝土双曲拱桥的病害防治具有积极意义。

满堂支架现浇上承式钢筋混凝土空腹式箱形拱桥落架分析

针对满堂支架现浇上承式钢筋混凝土空腹式箱形拱桥落架的研究。以一座(30+50+30)箱形m上承式钢筋混凝土空腹式箱形拱桥为例,利用Midas/civil 2015建立拱圈满堂支架有限元模型,分析了不同落架顺序对于拱圈的影响,得出满堂支架的一次性落架会造成落架过程中拱圈的拉应力偏大,致使拱圈的抗拉安全储备较小。通过分析得出一种将一次性落架与循环落架结合的落架方法,这种落架方法使落架过程中的拱圈拉应力变小,增大了拱圈的抗拉能力的安全储备。

混凝土拱桥剩余承载能力有限元分析

根据结构分析的有限元方法、桥梁设计规范和桥梁承载能力评定规程,在桥梁病害调查和构件力学性质现场检测的基础上,通过建立能反映桥梁实际病害的结构分析力学模型,对某运营中的混凝土拱桥主要受力构件进行必要的验算与分析,评估了结构构件和桥梁的剩余承载能力,对该桥的加固与维修提供了技术依据.

石柱黄龙大桥荷载试验与加固设计

为提高石柱黄龙大桥的承载能力,使其能满足公路-II荷载等级的要求,通过全桥检查和荷载试验及有限元计算分析,对该桥目前的技术状况和承载能力进行了评价;在此基础上采用钢筋混凝土套箍、高压注浆等综合技术进行加固处理。该桥加固后经2 a多通车运行证明加固效果良好。

双向锚贴型钢-混凝土组合加固空心板桥技术应用研究

以温州大桥引桥加固工程为例,针对装配式空心板桥部分铰缝损伤引起的单板受力问题,提出了双向锚贴型钢-混凝土组合加固的方案。设计在损伤较为严重的空心板底部跨铰缝锚贴U型钢混组合纵梁,并在U型钢混组合纵梁的首尾与跨中处锚贴矩形钢混组合横梁,形成纵横双向的加固体系设计方案,并建立了加固前后的全桥有限元实体模型,对加固设计方案的有效性进行了分析和试验验证。最后,将所提加固方案与常规锚贴型钢-混凝土组合加固进行了综合对比,结果表明:双向锚贴型钢-混凝土组合加固效果良好,加固后空心板桥板间传力得到了有效恢复。

大跨径钢筋混凝土拱桥极限承载力分析

以马蹄河特大桥(上承式钢筋混凝土拱桥)为工程背景,分析了钢筋混凝土拱桥的第一类弹性稳定问题,研究不同加载方式、矢跨比、拱圈面内抗弯刚度对第一类稳定的影响。对该桥在恒载作用下的第一类弹性稳定问题、第二类弹性稳定问题(几何非线性问题)和第二类弹塑性稳定问题(极限承载力问题)进行了对比分析,并对达到极限荷载时的破坏形式和破坏过程进行了分析。

大跨度转体施工工艺拱桥施工阶段稳定性问题研究

对采用转体施工工艺的三种大跨径上承式钢筋混凝土箱型拱桥,分别建立有限元模型。提取了一阶及二阶失稳模态,对转体施工阶段稳定性进行对比研究。结果表明,宽跨比在1/20以内的开口箱,在转体施工阶段,安全系数基本能满足要求;宽跨比较大,开口箱高度相对较高时,安全系数较高;转体阶段,在L/4处拱圈上缘可能会出现拉应力。

不同车道荷载加载方式对空腹式拱桥的受力影响分析

对于空腹式钢筋混凝土拱桥,车道荷载需在上部主梁上进行布载,通过排架立柱传递至主拱圈,直接在主拱圈上加载车道荷载会造成一定的误差。通过对拱桥进行车道荷载布载,计算出在不同的活载加载方式下主拱圈的内力响应,对比各个工况下主拱圈关键截面位置处的内力,分析直接在主拱圈进行车道荷载的加载方式是否适用,为工程设计提供一些依据。