九江长江大桥公路桥钢桥面铺装结构设计研究

针对九江长江大桥公路桥上部结构加固改造工程的钢桥面铺装环境,分析九江长江大桥的环境气候条件、交通状况预测、改造前后结构变化,总结钢桥面铺装典型材料与典型结构,优选出“下层EA+上层SMA”铺装方案,采用70℃车辙试验、-15℃弯曲试验验证钢桥面-铺装复合结构的温度稳定性,采用拉拔试验、剪切试验验证钢桥面-铺装复合结构的层间粘结性能,采用五点式疲劳试验与三点式疲劳试验验证铺装结构的疲劳性能,采用理论计算法验证钢桥面-铺装复合结构的刚度。结果表明,EA在密水性、水稳定性、高温稳定性和抗疲劳性能方面表现优异,改性SMA表面抗滑性能优异,对于行车安全十分有利;“下层EA+上层SMA”铺装结构的界面安全性、变形协调性能、抗疲劳性能、维养便捷性以及抗滑性能均表现优异,适应于九江长江大桥公路桥的结构特点、交通条件与所处位置的气候特征。

九江长江大桥列车振动对钢桥面铺装复合体系的影响研究

为研究列车振动对钢桥面铺装复合体系力学行为的影响,以九江长江大桥公路正桥(改造后,采用正交异性钢桥面铺装复合体系)为背景,采用Abaqus有限元软件建立加载公路车辆荷载的模型与同时加载公路车辆荷载和列车振动荷载的模型,对比分析2种模型钢桥面铺装复合体系力学响应的变化规律。结果表明:与仅承受公路车辆荷载相比,列车振动与公路车辆荷载耦合作用不会改变公路路面与横隔板位置处的应力分布规律,最大应力的位置也保持不变,虽然会大幅度增加钢桥面铺装复合体系的应力,产生较大的竖向位移,但整体上在可控范围内;在设计和施工等阶段需采用更高的标准来保证桥梁结构的使用性能。

九江长江大桥防锈粘结层粘结性能试验研究

为研究钢桥面铺装中防锈粘结层对热拌环氧沥青混合料施工工艺的适应能力,以九江长江大桥结构改造工程中使用的“环氧富锌漆+环氧粘层油”防锈粘结体系为研究对象,设计分步检测试验,以高温处理前后防锈粘结层的拉拔能力变化程度为指标,验证钢桥面铺装防锈粘结层的耐高温性能;以“钢板-防锈粘结层-铺装层”体系的剪切强度与拉拔强度为指标,研究环氧黏层油用量对粘结层性能的影响;通过多次浸水试验模拟,探讨粘结剂在受到水损害后力学性能的劣化规律。试验结果表明“环氧富锌漆+环氧粘层油”防锈粘结体系具有良好的抵抗高温作用的能力,可以满足热拌环氧沥青混合料的施工要求;当环氧黏层油用量在0.4~0.6 L/m 2时,其粘结性能较好;在浸水环境下,粘结层的剪切强度与拉拔强度均有所下降,在浸水初期,下降幅度最大。

旧水泥混凝土路面改造方案研究

本文结合工程实际和理论设计,基于苏州市吴江区周湖线水泥混凝土路面改造工程项目,对原有水泥混凝土路面的使用状况进行了检测和评价,并根据检测评价结果针对性地提出旧混凝土路面的处治方法和加铺改造方案,为今后其他旧混凝土路面的改造工程提供借鉴参考。

高架地铁列车环境振动传播规律的数值模拟

为研究地铁诱发的环境振动在周围土体和邻近建筑物内的传播规律,建立了31自由度地铁车辆模型以及桥梁-土体-建筑三维有限元模型,并进行了数值研究.首先,通过三角级数法获得可靠的轨道不平顺谱,建立车辆-轨道动力学模型,得到车辆随机振动荷载时程谱;然后,将荷载时程谱加载到桥梁-土体-建筑三维有限元模型上,计算得到周围土体和临近建筑内关键点位的振动幅值,并对计算结果进行频谱分析,获得各点的振动功率谱函数.研究结果表明:地铁环境振动在地面上的传播存在明显的方向性,竖向振动占主导地位;高层建筑12层以上部分需重点考虑水平面上的振动;传播过程中10 Hz以上的高频振动衰减较快,距轨道中心30 m以外的环境振动以低频振动为主.

再生集料沥青混凝土高温形变损伤机理研究

为了探究再生集料沥青混凝土高温形变的损伤机理,采用不同再生集料用量制备沥青混凝土,通过单轴贯入试验测试再生集料对沥青混凝土抗剪切性能的影响规律,并基于X-ray CT获取高温形变破坏前后其内部细观结构的演化特征。研究结果表明:再生集料的附着水泥砂浆具有多孔隙结构特征,沥青混凝土中水泥砂浆与沥青砂浆界面呈高孔隙率的弱联结状态;粗集料的级配加权球形度为0.812~0.825、加权棱角性指数为1.023~1.125时,再生集料沥青混凝土的高温抗剪切强度最佳;再生集料用量增大会导致沥青混凝土细观结构损伤加剧,水泥砂浆内部、水泥砂浆与沥青砂浆界面的破坏是沥青混凝土高温形变损伤主要诱因;再生集料替代沥青混凝土中天然骨料的用量应控制不超过50%。研究论证了再生集料形貌和内部界面损伤对沥青混凝土高温性能的影响规律,对再生集料沥青混凝土路面的应用具有一定的理论和实践意义。

昆山市机场旧水泥混凝土路段换板处治方案研究

以昆山市机场路维修整治工程中的水泥混凝土换板处治问题研究为例,采用人工调查旧水泥混凝土路面的病害并通过路面状况指数和断板率进行评价,通过探地雷达调查统计基层病害,针对病害严重区域通过钻芯取样分析病害发生的原因,结合上述调查分析,对旧混凝土板换板处治方案进行了探讨,为旧混凝土板的换板处治提供参考建议。

灌入式复合路面技术应用研究

本文基于常州市某省道路段路面大修工程中灌入式复合路面工程应用,从沥青基体混合料的级配、水泥砂浆的性能要求、复合材料的性能要求提出相应指导意见。结合工程施工时的关键技术及质量控制方法,为今后灌入式复合路面的设计及施工提供参考依据。

基于灰色关联分析的定向权重式架空输电线路状态模糊评价方法

为了准确把握输电线路结构健康状态,提出了基于灰色关联分析的定向权重式架空输电线路状态模糊评价方法。该方法通过关键劣化因素搭建模糊评价体系,并基于待评地区历史数据,通过灰色关联分析法构建对于该地区的定向权重集,同时通过改进的三角梯形隶属度函数表征状态分布,可以得到直观性工程赋值结果。实例分析表明,该评价方法有利于准确评判输电线路的实际运营状态,并可指导状态检修。

沥青混凝土高温摊铺下钢梁支座体系温度效应

沥青混凝土高温摊铺所引起的钢桥正交异性板结构温度效应备受关注,为研究高温摊铺引发的钢梁支座体系温度效应,依托九江长江大桥的公路桥加固改造工程,采用生死单元法模拟了钢桥面沥青混凝土动态摊铺施工过程,建立了密支座钢梁摊铺温度场模型,结合现场温度监测数据确立了高温摊铺下钢梁节段的温度场时空分布规律,在此基础上,仿真模拟了不同工况下钢梁支座体系的力学响应,并剖析了高温摊铺下支座体系温度效应的影响因素。研究结果表明:沥青混凝土高温摊铺下钢桥面板的温度先急剧上升,摊铺完成约12 min后逐渐下降直至稳定,夏季热拌环氧沥青混凝土(摊铺温度为185℃)摊铺下钢桥面板的最高温度达到96.1℃,钢梁节段的竖向最大温差达到55℃;高温摊铺会导致钢梁支座体系产生较大的支反力,摊铺宽度增大,支反力显著提高,当摊铺宽度超过5 m时,支座最大竖向拉力将超出其承载能力,当摊铺宽度超过8 m时,最大横向支反力将超出支座承载能力;对于纵向有连续固定支座的钢梁节段,纵向连续固定支座数目对竖向支反力和横向支反力的影响较小,但高温摊铺时会产生远超支座承载能力的纵向支反力,支座结构存在安全隐患。研究可为类似钢梁支座体系的沥青混凝土摊铺施工方案设计和支座处置提供理论支撑。

基于变异函数模型的钢桥面防腐层施工质量评价

为评价钢桥面防腐层施工质量,针对车载抛丸设备、手推式抛丸机、人工打磨除锈工艺随机选择6组10 cm×10 cm区域检测粗糙度,分析了3种除锈工艺粗糙度指标的数学特征与施工质量的变异性;针对全断面机械喷涂与人工滚涂工艺,分别检测车载抛丸设备除锈后的桥面板基面喷涂面上覆盖16 m×27 m区域共9×10个点的漆膜厚度,基于变异函数模型研究了2种喷涂工艺的变异特征,通过球状模型拟合得到变程、块金值、基台值等参数,从横向与纵向着重分析了机械喷涂面漆膜厚度的空间分布规律。结果表明,车载抛丸设备施工的粗糙度检测数据全部合格,手推式抛丸施工的粗糙度检测合格率为93.3%,人工打磨的粗糙度合格率仅为66.7%;车载抛丸设备施工的粗糙度变异系数值都稳定在平均值附近,其施工波动性最小;全断面机械喷涂施工的基台值为307.95、365.39,小于人工滚涂的540.89、373.42,机械喷涂工艺的总变异性小于人工滚涂;机械喷涂面漆膜厚度的分布具有各向异性。建议在钢桥面防腐层施工中增大车载抛丸设备与全断面机械喷涂设备的使用比例,尤其注意搭接处抛丸与喷涂质量的控制。