钢-混组合连续箱梁施工预拱度设置影响因素研究

为确定合理的临时支撑间距与拆除时机、负弯矩区剪力连接件类型及是否设置桥面板预留槽等,以便于钢-混组合连续梁桥设置合理的预拱度,以某(40+75+75+40)m钢-混组合连续梁桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,分析相关设计与施工因素对预拱度设置的影响规律。结果表明:钢梁拼装时应采用临时密支撑,并在正弯矩区桥面板混凝土浇筑后再拆除临时支撑;负弯矩区应采用抗拔不抗剪连接件,桥面板正、负弯矩交界区域应设置桥面板预留槽;仅边跨设置向上的混凝土收缩徐变预拱度值,而中跨不需设向下的混凝土收缩徐变预挠度值。该桥边、中跨跨中钢梁制造预拱度分别为17.7mm和161.9mm,施工时考虑了10mm的弹性变形预抬值。成桥时组合梁线形误差在±10mm内,满足设计要求。

大跨径波形钢腹板箱梁桥截面竖向温度梯度研究

依托山东省高广高速公路小清河3号桥为研究对象,对其波形钢腹板箱梁横截面进行长期温度观测。基于全年温度较高时段(5—7月)现场实测数据,采用数理统计的方式研究其截面竖向温度分布规律及温度标准值。结果表明:波形钢腹板箱梁截面竖向温度呈非线性分布,顶板温度变化最大,波形钢腹板整体温度分布较为一致,钢混连接部位温度变化最小;通过分布拟合假设检验,截面竖向温度服从对数正态分布;以重现期为50年计算了小清河3号波形钢腹板连续箱梁桥的竖向温度标准值,并提出了竖向温度梯度分布模式。

MgO钢纤维混凝土单轴受压应力-应变全曲线的试验研究

采用单轴压缩试验,进行了MgO钢纤维混凝土单轴受压应力应变全曲线研究,分析不同掺量的MgO和钢纤维的复合作用对混凝土全曲线本构参数的影响规律。结果表明:单掺8%MgO混凝土的峰值应力比普通混凝土提高了4.8%,但砂浆孔隙率增加了6.7%,韧性指数降低了22.5%,不适合用于承受冲击荷载的结构中;单掺1%钢纤维后,混凝土性能有了一定程度的增强,强度和韧性指数分别提高了6.1%和17.8%;复掺8%MgO和1%钢纤产生了“超叠加”效应,进一步提高了混凝土性能,峰值应力比普通混凝土提高了17.0%,韧性指数提高了35.2%,孔隙率减小了31.6%,能有效避免结构的无明显特征的脆性破坏,适用于对混凝土强度和韧性要求较高的结构。

钢-混凝土连续组合梁负弯矩区抗裂设计优化研究

虽然钢-混凝土连续组合梁桥在支座处负弯矩区混凝土桥面板处施加了预应力,但仍然存在桥面板拉应力过大导致混凝土开裂的问题。为解决这一难题,以山东省广饶县小清河特大桥2号主桥为例,在对钢-混凝土连续组合梁桥的设计难点及其相关技术措施进行评价的基础上,基于部分组合技术及桥面板混凝土分步浇筑技术,对钢-混凝土连续组合梁桥的支座处负弯矩区的受力性能进行优化设计。基于Midas Civil有限元模型,重点对该组合梁桥负弯矩区的抗裂性、支点反力及全桥刚度进行研究。研究结果表明:同时使用部分组合技术和桥面板混凝土分步浇筑技术,桥梁营运期内负弯矩区混凝土桥面板始终受压;仅采用部分组合技术或桥面板混凝土分步浇筑技术,桥梁营运期内负弯矩区混凝土桥面板受到拉应力作用,且拉应力较大。由此可知,综合使用部分组合技术和桥面板混凝土分步浇筑技术,可以有效降低钢-混凝土连续组合梁桥负弯矩区混凝土桥面板的拉应力,防止混凝土桥面板开裂,改善桥梁耐久性。

软硬沥青复配温拌改性沥青混合料路用性能研究

软硬沥青复配温拌改性沥青混合料是借助软沥青的低粘度实现沥青混合料的低温拌和,采用"干法"工艺在拌和过程中添加岩沥青,利用岩沥青的抗老化性能来保证沥青混合料的路用性能。采用劈裂强度试验评价老化时间及硬沥青掺量对软硬沥青复配混合料性能的影响,并在最优掺量及老化时间条件下验证其路用性能。结果表明:软硬沥青复配混合料的劈裂强度随老化时间的延长和硬沥青掺量的增加而增大。软硬沥青复配混合料在水稳定性、高温、低温性能等方面与热拌沥青混合料性能相当,表现出优异的路用性能。

基于温拌沥青混合料性能的不同温拌剂性能评价

温拌沥青混合料因具有节能减排等优点,已成为道路工程领域的研究热点。为了研究不同温拌剂对沥青混合料性能的影响,促进温拌沥青技术的推广与应用,研究Sasobit、Aspha-min、Evotherm三种温拌剂对沥青胶结料和沥青混合料性能的影响。结果表明:相较于热拌沥青混合料,Sasobit和Aspha-min可以改善沥青的高温性能,提高混合料的抗车辙性能;Evotherm温拌剂能够显著提高沥青的低温性能,提高温拌混合料的劲度模量。

三跨连续波形钢腹板箱梁桥力学特性研究

伴随着桥梁跨度的增加,减轻桥梁自重变得越来越重要。波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥作为一种新型钢混组合结构,它充分利用混凝土和波形钢腹板的材料优点,有效降低了自重,提高了桥梁的跨越能力。文章以某三跨连续波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥为工程背景,对波形钢腹板和预应力体系的构造特征进行了介绍,并且借助桥梁工程软件迈达斯对其进行建模,对该类桥梁的力学特性计算分析。主梁中混凝土顶板和底板主要承担弯矩,而波形腹板主要承受剪力。通过建立模型来模拟卫河大桥成桥后的受力状态,并进行了顶底板正应力验算,钢腹板剪切屈曲验算以及竖向挠度验算。

大跨径波形钢腹板箱梁内衬混凝土温度效应

为开展波形钢腹板内衬混凝土温度梯度研究,对内衬混凝土截面温度进行测试,通过统计分析得到混凝土及波形钢腹板的温度分布规律。研究表明:24 h内顶、底板及腹板温度近似正弦分布,且顶板与向阳侧腹板受太阳辐射影响,温度变化幅度大于底板和背阳侧腹板;由于混凝土和波纹钢的比热容和吸热散热能力不同,在1 d中温度最低(8∶00)时,内衬混凝土温度大于波纹钢温度,在1 d中温度最高(16∶00)时,波纹钢温度大于内衬混凝土温度;对波形钢腹板横向温差进行拟合,得到其设计基准期内(100年)横向温差设计值,其背阳侧内衬混凝土与波纹钢温差呈梯形分布,向阳侧内衬混凝土与波纹钢温差呈正弦曲线分布。

波形钢腹板PC组合箱梁桥异步施工全过程分析

为进一步研究波形钢腹板PC组合箱梁桥的新型施工工艺--异步悬臂浇筑施工,以山东小清河特大桥为工程背景,基于Midas FEA有限元分析软件,建立全桥上部结构精细化实体有限元模型,通过划分62个施工阶段来模拟异步施工全过程,并对施工过程中混凝土和波形钢腹板的应力及结构挠度进行详细分析。研究结果表明:在异步施工过程中,结构受力合理,应力始终处于安全范围内,验证了工法的可行性,并根据结构应力和挠度变化规律对施工监控提出了建议。

波形钢腹板工字双主梁组合梁桥设计与计算分析

波形钢腹板工字组合梁桥是一种新型的钢-混组合结构桥梁,其结构形式为顶板为混凝土结构、腹板为波形钢腹板的布置方式。在混凝土顶板发生徐变、收缩时,钢腹板可自由伸缩。以某30m波形钢腹板工字双主梁组合梁桥为背景,介绍了波形钢腹板的构造特征,并且借助桥梁工程计算软件迈达斯对其进行建模,对该类桥梁的力学特性计算分析。主梁的弯曲应力主要由混凝土顶板承受,而剪应力主要由波形钢腹板承受。通过建立模型来模拟成桥后的受力状态,并进行了顶板正应力验算、钢腹板剪切屈曲验算以及竖向挠度验算。