铝合金桥面板合理断面形式拓扑分析和优化

在简要综述铝合金桥梁桥面板结构形式的基础上,利用ANSYS拓扑技术进行铝合金桥梁桥面板结构形式的拓扑优化分析,得到铝合金桥面板的概念模型;考虑铝合金桥面板的强度和刚度要求以及铝合金挤压生产能力,设计了两种铝合金桥面板,并对所设计的2种铝合金桥面板细部尺寸进行了优化分析.研究表明,采用ANSYS拓扑得到的铝合金桥面板具有足够的刚度,可以满足公路桥梁荷载的要求;不同荷载工况下两种铝合金桥面板的整体刚度比较接近,无竖向支撑的铝合金桥面板的刚度要略大于有竖向支撑的铝合金桥面板.     

现有桥面板加固方法综述

桥面板在桥梁结构中直接承受交通荷载是桥梁结构体系的重要组成部分。随着重型车辆的增加和桥梁服役时间的增长,发现部分桥梁结构中桥面板受损严重,因此针对桥面板发展出了一系列的加固修复方法。围绕国内外桥面板加固的技术的研究发展现状,介绍了外贴钢板加固,FRP材料加固(外贴FRP片材加固,外部FRP(筋)格栅加固,体外预应力FRP筋加固和嵌入式FRP筋材)技术的应用和研究发展情况,分析其优点与不足,以促进针对桥面板加固方法的研究工作的开展。     

装配式桥梁预制混凝土桥面板安装施工工艺

济祁高速公路淮合段寿县淮河特大桥引桥工程采用装配式钢‐混凝土组合桥梁结构。桥墩、桥面板、钢板梁均采用工厂预制,现场拼装工艺。大规模应用了预制装配式技术,使桥梁构件工厂化、标准化和模数化。预制桥面板吊装就位后,桥面板外伸钢筋与钢板梁上焊接剪力钉绑扎形成钢筋网,通过现浇混凝土湿接缝连成一体,保证了连接质量,提升了桥梁的整体性能。形成的装配式桥梁预制混凝土桥面板安装施工方法,为今后类似的桥梁施工提供了可以借鉴的方法。     

钢板组合梁桥混凝土桥面板精细化空间分析

钢板组合梁桥结构具有受力明确、施工方便、便于工业化、标准化应用等优点.混凝土桥面板安全性、耐久性是影响桥梁结构全寿命周期的关键因素.钢板组合梁桥面板明显具有空间受力特性,建立精细化空间网格模型研究了双向板空间受力、小横梁支承刚度、剪力滞效应等结构空间受力性能,为桥梁设计提供参考.     

开口U形肋组合桥面板基本力学性能

为了检验所提出的开口U形肋组合桥面板在桥梁使用中的受力性能,并区分其与常规桥面板的受力性能,设计制作了3个不同桥面板试件,其中包括1个混凝土桥面板、1个正交异性钢桥面板、1个带U形肋组合桥面板.通过静力试验测试了不同桥面板在荷载作用下负弯矩区混凝土开裂情况、桥面板不同部位的结构应变和变形、极限承载力等.试验结果表明,在车轮荷载作用下,开口U形肋组合桥面板的应力远远低于正交异性钢桥面板的应力,避免了桥面板钢结构疲劳的发生;在重量比混凝土桥面板小57%的情况下,组合桥面板的承载力是混凝土桥面板的1.42倍;在用钢量约为钢桥面板1/2的情况下,二者的承载力相当.     

T形肋正交异性组合桥面板力学性能

为了检验所提出的T形肋正交异性组合桥面板在局部车轮荷载作用下的受力特性及这种桥面板在桥梁第二体系中的受力性能,并区分其与常规桥面板的受力性能,设计制作了4个不同桥面板试件,其中包括一个混凝土桥面板,一个正交异性钢桥面板,两个不同尺寸的T形肋正交异性组合桥面板.通过静力试验测试了不同桥面板在荷载作用下负弯矩区混凝土开裂情况、桥面板不同部位的结构应变和变形等.试验结果表明T形肋正交异性组合桥面板在车轮荷载作用下其局部应力水平显著低于正交异性钢桥面板,相同宽度的T形肋正交异性组合桥面板其极限抗弯承载力分别是混凝土桥面板和钢桥面板的2.30倍和1.57倍以上,表明T形肋正交异性组合桥面板具有较强的抗疲劳性能.     

基于UHPC华夫桥面板应用的桥梁性能提升方法

为了改善大跨度钢-混凝土组合梁桥动静力性能,提出采用超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)华夫桥面板替换普通混凝土桥面板的设计方法。首先推导出考虑UHPC抗拉强度的双筋截面矮肋宽翼缘T梁极限抗弯承载力计算公式,并提出桥梁结构整体建模时以等效材料异性板模拟华夫板的简化方法,最后,以某中承式系杆拱桥为例,设计UHPC华夫桥面板,并对比桥面板分别采用混凝土平板或华夫板时的桥梁结构动、静力性能差异。研究结果表明:双筋截面矮肋宽翼缘T梁抗弯极限承载力计算公式所得结果与试验值的比值平均值为1.04,变异系数为0.09,说明本文公式适用于抗弯极限承载力计算;等效材料异性板与UHPC华夫桥面板竖向位移的比值平均值为1.01,变异系数为0.039,可见等效材料异性板能较好地反映华夫板刚度;与混凝土平板相比,UHPC华夫桥面板可使桥面板质量减轻40%,有效减小成桥恒载下20%的吊杆索力,拱肋和钢梁关键截面最大应力减小13%～16%,并使结构自振频率增大9%～10%,桥梁结构安全性得到提高。     

基于连续损伤理论的桥面板疲劳损伤分析

随着交通量的增长,公路桥梁的疲劳损伤问题越来越突出.为了保证桥梁的使用安全,对其进行疲劳寿命评估是当前很重要的课题.构建了一种基于连续损伤力学的非线性损伤累积模型,对桥梁主体结构钢筋混凝土桥面板的疲劳损伤进行了数值模拟,得到了其疲劳损伤累积的变化规律和疲劳寿命.计算结果表明,钢筋混凝土桥面板的疲劳损伤在桥梁运行后期增长速度较快,需加以关注;模型计算的疲劳寿命与实验结果比较吻合,证明了该模型的可靠性.     

球扁钢肋组合桥面板局部与整体力学性能

为了检验所提出的球扁钢肋组合桥面板在桥梁中使用的受力性能,设计制作了2个带球扁钢肋组合桥面板试件和1个正交异性钢桥面板试件.通过静力试验,测试桥面板不同部位的结构应变和变形,考察了球扁钢肋组合桥面板在车轮荷载作用下的局部受力性能,以及在正、负弯矩作用下的整体受力性能.试验结果表明:在车轮荷载作用下球扁钢肋组合桥面板的疲劳细节处应力水平非常小,大大降低了桥面板钢结构发生疲劳破坏的可能性;试件截面应变沿高度的分布符合平截面假定,在受弯破坏极限状态下,混凝土与钢板之间无明显滑移和脱层,球扁钢组合桥面板的钢板与混凝土之间组合作用良好;该种组合板具有良好的延性,并有较高的承载能力.     

钢筋混凝土桥面板疲劳寿命评估

为确保桥梁使用安全,对混凝土桥面板进行疲劳寿命评估十分迫切.基于疲劳损伤累积理论和混凝土桥面板车轮移动疲劳加载下试验数据,并引入模型相关系数,用来考虑桥面板实际寿命和试验寿命的差异,建立了混凝土桥面板疲劳寿命预测模型,对混凝土桥面板的疲劳寿命进行评估.分析比较了采用英国BS5400、欧洲规范Eurocode和美国AASHTO规范中标准疲劳车评价混凝土桥面板疲劳寿命的差异性,以及车辆超载对桥面板使用寿命的影响.计算结果表明:疲劳标准车技术参数对混凝土桥面板的疲劳寿命影响较大,应研发适用于桥面板疲劳分析的车辆荷载模型;在没有实桥调查数据情况下,建议优先采用BS5400规定的车轮活载频谱值;当车辆超载20％以上时桥面板寿命下降显著,超载40％以上时桥面板寿命将低于10年,因此在桥梁运营中应严格禁止超载20％以上车辆的通行.     

基于UHPC的高性能桥梁结构研究与应用

超高性能混凝土（UHPC）是一种具有超高力学性能和超长耐久性的水泥基复合材料,为桥梁结构的创新和高性能化带来了新的可能性. 近些年来,国内外学者持续开展了桥梁结构领域UHPC的研究,并不断推动工程应用,取得了长足的进步. 本文介绍了作者团队基于UHPC所研发的几种高性能桥梁结构,包括开裂在役钢桥面UHPC加固新结构、危旧混凝土梁桥UHPC加固结构、UHPC矮肋桥面板结构、UHPC大跨径箱梁结构、中小跨径UHPC装配式桥梁结构、UHPC-NC组合装配式桥梁结构、UHPC装配式盖梁结构和UHPC防撞结构等最新研发的结构形式,详细介绍了上述各类结构的特点和优势、理论和试验研究进展、实际工程应用,以期分享UHPC高性能桥梁结构研发和应用经验.     

基于小生境Pareto遗传算法的混凝土桥面板维修优化

混凝土桥面板是桥梁组成部分中最易损坏的结构单元,维修频率最高.研究了在各种约束条件下如何得到混凝土桥面板最佳维修策略问题.建立了桥面板维修的多目标优化模型,同时满足费用最小化以及性能最大化等多个相互冲突的目标,并采用小生境Pareto遗传算法(NPGA)求解.结果表明,基于NPGA的桥面板维修优化方法提供了一系列可行解供桥梁管理者根据偏好进行挑选,增加了维修策略的选择范围.这种方法既可以避免单目标优化无法考虑其他影响因素的缺点,又可以克服多目标优化传统解法的某些不足,提高了维修决策的科学性、合理性,适于指导桥梁维修工程实践.     

桥面板损伤度检测的研究

文中主要阐述运用模态分析技术和神经网络方法结合进行损伤度检测的研究，用损伤后桥面板刚度的衰减来定义损伤度，用结构动侧的固有频率作参数，对已经测出损伤位置的桥梁结构的桥面板进行损伤度的检测，从而验证神经网络检测损伤度的正确性。     

高速公路桥梁桥面板养护方案多目标决策方法

针对桥梁养护决策效率低、养护资金不足和分配不合理等问题,提出了一种高速公路桥梁桥面板养护方案多目标决策方法.首先,建立养护技术数据库以储存养护技术的量化数据;之后,使用基于熵权的理想点(TOPSIS)法和层次分析法(AHP)分别确定高速公路网络内桥梁桥面板养护优先级系数和养护目标的权重;然后,构建以0-1背包问题为基础的多目标决策模型;最后,以辽宁省沈阳市绕城高速(G1501)公路上5座桥梁为案例验证该方法的有效性.结果表明,该方法在养护决策的过程中能够充分考虑桥梁桥面板的养护优先级,制定合理、有效的养护策略,从而有效支持公路桥梁养护管理决策.     

正交异性钢桥面板U形纵肋对顶板承载力的影响

随着桥梁向大跨度发展,在钢桥中越来越多地使用重量较轻的正交异性钢桥面板来代替过去常用的混凝土桥面板。钢桥面板除了有桥面作用外,还作为主梁的一部分发挥作用。     

某大桥钢桥面板偏移病害仿真分析

以某大桥钢桥面板偏移病害为例,在简述大桥病害及仿真分析目的的基础上,通过变温度的非线性顺序加载分析方法,仿真分析了桥面板支座病害、转角病害、底板锈蚀等对钢桥面板支座力学工作性能的影响,以期为桥梁加固、工程病害维修处置提供参考或决策依据。     

对接接头对现代木结构桥梁SLT桥面板性能的影响

 针对现代木结构桥梁应力叠合木(SLT)桥面板性能受其对接接头的影响问题,探讨了Ritter、Crews 的设计方法以及加拿大、美国、欧洲的有关规范,并通过工程实例进行了计算分析。结果表明,对接接头会降低SLT 桥面板的强度及刚度,为了保证结构安全,需要合理设计对接接头的频率与间距,而各种设计方法及规范中,Ritter 设计方法相对安全,目前SLT 桥面板的应用在中国尚处于初期研究阶段,适合采用安全系数较高的Ritter 设计方法;在恒载和活载作用下,SLT 桥面板的挠度安全储备较应力安全储备大,采用Ritter 设计方法时弯曲应力计算值为设计值的69.2%,而挠度计算值为容许值的90.7%,因此在SLT 桥面板的应用设计中要着重考虑满足刚度要求。     

电动机械提梁机在钢-混组合箱梁预制桥面板安装中的应用

以甘肃省兰州市某公路工程建设项目桥梁工程上部结构施工为例,对双向六车道一级公路桥梁上部为宽幅钢波纹腹板-混凝土组合箱梁双钢梁的箱间预制桥面板安装施工工况进行分析,主要包括工艺原理、施工准备、测量放样、预制桥面板运输、电动机械提梁机起吊、预制桥面板安装架设等内容。针对该种施工条件,通过专门设计制作的轮胎式电动机械提梁机,将预制桥面板快速安装至钢波纹腹板-混凝土组合箱梁双钢箱梁箱之间预定位置上。这提高了施工安全性和稳定性,加快了施工进度和生产效率,减少了燃油消耗和车辆尾气的排放,对减少施工成本、提升安全环保文明施工水平具有良好的效用。     

预应力双作用提篮式钢管砼拱与钢-砼空腹夹层板组合结构的研究与应用

探讨一种崭新结构－预应力双作用提篮式钢和 与钢－砼组合空腹夹层板组合结构的力学特性与应用前景。由于提篮式拱的两侧拱肋向桥面倾斜，使得吊索随之相向倾斜，通过预应力将钢－砼组合结构将桥面板拉紧。吊索下端与桥面下缘连接，连接点在桥面板中性层以下，使得索中的预应力沿桥面板的分力对桥面产生一个有利于钢－砼组合空腹桥面板的内力重分布的附加弯矩。通过自编的索－板有限元程序和大型通用程序Algor12对根据某桥梁实际现场条件设计的组合结构模型进行离散化的动静力分析，得到了比较满意的结果。证实了预应力双作用提篮式拱与钢－混凝土组合空腹夹层板组合结构是一种可以用于工程实践的优良空间结构。     

浅谈桥面沥青混凝土铺装层的设计与施工

合理可靠的桥面铺装体系,不仅能为桥梁提供行驶性能良好且耐久的桥面,而且能作为桥面板的有效防护体系,防止水分的渗透,保证桥梁结构的耐久性。本文主要结合文献资料,对桥梁工程中桥面沥青混凝土铺装层的设计与施工方面的内容作了探讨和阐述。