典型重车作用下混凝土简支空心板桥冲击效应分析

对于自重小、活恒载比较大的中小跨径混凝土空心板桥,过桥车辆自身动力特性对桥梁车载动力冲击的影响不容忽视.选取4种标准跨径的装配式混凝土空心板桥,考虑车速、桥面不平度等因素影响,基于自编的车桥耦合振动计算程序,通过数值分析方法开展重车车型对桥梁车载动力冲击效应影响的分析.结果表明,除桥面平整度状况和车速外,重车类型也是显著影响桥梁动力冲击效应的重要因素.基于数值分析结果,提出考虑重车车型和桥面状况两类因素的简支空心板桥动力冲击系数修正公式及参数的取值方法.     

多车激励下波形钢腹板连续梁桥沥青铺装动力学响应

为研究多车激励作用下大跨径桥梁桥面铺装层的动力学响应,建立含有Fiala轮胎的多刚体实车模型以及大跨径桥梁有限元精细模型,考虑桥面随机不平顺激励,构建包含桥面铺装层的车-桥刚柔耦合系统动力学模型。计算准静态条件下桥梁控制截面的挠度,并与现场静载试验进行对比,验证了所建车-桥耦合模型的正确性与计算结果的有效性。研究不同编队多车荷载作用下波形钢腹板连续箱梁桥铺装的动力响应,不同工况对于车辆后轴悬架力和垂向轮胎力的影响,结果表明：多车荷载相比于单个车辆荷载所引起的动力响应更大,更容易引起桥面铺装和桥梁结构的早期损伤;在车辆数量相同、车速相同、前后车距相等的情况下,车辆行驶编队不同时所引起的桥面铺装层最大挠度、最大纵向应力和最大横向剪应力分别增大了19.7%、23.5%和8.0%,且最大纵向拉应力和剪应力均发生在防水混凝土-混凝土梁之间,容易产生早期疲劳开裂;车辆后轴悬架力随着载重增加而增大,垂向轮胎力随着速度和载重增加而增大。     

新规范下的钻孔灌注桩桩长计算

运用新桥规进行静定结构的桩基础长度计算,采用公路-Ⅰ级荷载标准,以标准跨径16m、桥面全宽10m、桥面铺装12 cm防水混凝土＋5 cm沥青混凝土、盖梁长度10.5m的预应力空心板桥为例来说明钻孔灌注桩的桩长计算与老桥规的不同。     

拼宽对既有桥梁的加固效应研究

采用新桥与既有桥梁拼宽,可对既有桥梁起一定的加固效应。以桥梁拼宽前后横向分布系数的变化为指标,反映拼宽后新桥对既有桥梁的加固效应。研究了5 m、8 m、10 m、13 m和16 m跨径的钢筋(预应力)混凝土板桥,以及20 m、30 m和40 m跨径的预应力混凝土I梁桥拼宽前后荷载横向分布系数的变化。研究结果表明:桥梁拼宽后,大多数情况下主梁(板)的横向分布系数均有所下降。既有桥梁主梁越靠近新桥,横向分布系数下降幅度越大,桥梁跨径越大,拼宽后新桥对既有桥梁的加固效应越明显。     

钢板-混凝土组合加固预应力混凝土箱梁

为了研究钢板-混凝土组合加固技术在桥梁加固工程中的应用,提出了钢板-混凝土组合加固预应力混凝土箱梁的抗弯极限承载力计算公式,采用ANSYS软件选用合理单元类型和材料本构关系,对采用钢板-混凝土组合加固的某火灾受损预应力混凝土箱梁桥进行了非线性有限元数值模拟分析对比,并做了加固后效果验证性荷载试验,还对组合加固和粘钢加固效果进行了对比。结果表明：简化公式计算结果与数值分析结果偏差在5%以内;加固后结构关键截面抗弯极限承载力提高30%以上,应变校验系数降低为0.57～0.70,挠度值减小明显,结构基频提高了19%,横向分布系数理论值与实测值比值为0.93～1.05,吻合良好;组合加固梁体校验系数降低为0.66～0.82,较合理且相对均匀,结构受力协同性较好,更有利于提高结构整体受力性能。     

减梁增肋法加固空心板桥的力学性能

为研究减梁增肋法加固前后空心板桥的力学性能及验证加固效果,以一座30m跨径预应力空心板梁桥为例,通过加固前后的静力试验数据分析与对比,研究了加固前后空心板桥主要力学性能的变化规律。研究结果表明：采用减梁增肋法加固后的空心板桥测试截面应力与挠度明显减小,横向分布趋于均匀;加固前后应变和挠度实测数值对比可见,加固后桥梁测试截面应变实测值为加固前的27%～83%,挠度实测值为加固前的28%～45%,应力及挠度显著降低,表明加固后旧梁板受力状况明显改善,承载力得到有效提升,加固效果明显。     

大跨径连续刚构桥长期下挠影响因素分析

以贵都高速大跨径预应力混凝土连续刚构桥(芭茅冲大桥)为工程实例,采用有限元程序Midas/Civil对其进行施工过程和运营阶段仿真计算,分析混凝土超重、预应力损失、混凝土收缩徐变、刚度损失等因素对大跨径预应力混凝土连续刚构桥跨中长期挠度的影响。计算结果表明:混凝土超重和桥面铺装施工误差导致的自重增加均可引起桥梁跨中长期挠度增加,徐变系数、环境相对湿度的变化、预应力损失等因素对桥梁跨中长期下挠影响显著;梁体刚度降低跨中长期挠度增加较多,且早期刚度的降低对桥梁跨中挠度增加影响较大。     

在役桥梁实测荷载横向分布系数研究与应用

实测荷载横向分布系数是桥梁荷载试验的重要内容,该指标是评定桥梁横向传力性能的主要依据。结合某装配式空心板桥的跨中挠度测试结果,讨论了基于实测挠度计算荷载横向分布系数的方法。计算结果表明,《公路桥梁承载能力检测评定规程》（送审稿）建议的实测荷载横向分布系数计算公式没有考虑横向布载车辆数的影响,在静载数据处理中应予以修正。     

20m预应力混凝土简支空心板桥的结构校验系数统计分析

分别采用基于四分位法和基于平均值95%的置信区间的方法,对28座20 m预应力简支空心板桥竣工静载试验实测应变校验系数和挠度校验系数进行数据分析,得到如下主要结论:应变及挠度的校验系数基本服从正态分布;基于四分位法的结果与相关规范更加吻合。基于四分位法的检验系数分析结果是:在4车正载时的挠度和应变校验系数分别为0.49~0.70,0.47~0.70;在4车偏载时的挠度和应变校验系数分别为0.45~0.69,0.46~0.70。     

预应力混凝土空心板梁静力荷载试验分析

本文进行了跨径为20m的预应力混凝土空心板静力载荷试验,对梁的整体挠度、梁截面应变以及抗裂性试验数据进行了详细分析。结果表明：（1）该梁的刚度满足设计要求;（2）实测应变沿截面高度呈线形变化,符合平截面假定;应力校验系数为0.562,满足试验规范的要求;（3）在最大级试验荷载作用下,未发现有横向裂缝产生,试验空心板梁满足设计要求。     

基于总应变裂缝本构的箱梁混凝土注胶修复机理研究

混凝土箱梁结构在长时间运营荷载和环境作用下产生的裂缝,影响着结构的整体性和耐久性,灌注式注胶是修复混凝土裂缝的有效方法.基于总应变裂缝本构模型并考虑横向约束效应的影响,通过Midas FEA建立箱梁有限元模型分析结构的应力、应变及荷载系数之间的关系,荷载系数大于0.5后箱梁各个特征节点逐渐呈现出非线性特征.在胶液渗流机理的基础上,对箱梁实体裂缝模型进行中高压灌注式注胶修复,并对修复后箱梁各个特征点进行应变量测和底板跨中挠度监测,结果表明底板跨中应变和挠度分别较修复前减小18%和25%,修复效果良好.     

桥面铺装对简支空心板桥受力行为的影响研究

为了研究桥面铺装层对简支空心板桥受力性能的影响,将有限元计算结果与实桥静载试验结果进行了对比,分析了考虑及不考虑铺装层两种情况下的空心板桥在受力行为上的差异,研究了设有不同设计参数或状态铺装层的空心板桥受力特性的差异及其变化规律;研究结果表明铺装层可以有效地削减简支空心板桥的反应;通过加厚铺装层、增强连续性可以改善空心板桥的受力,其中采用桥面连续结构方法效果更为明显.研究结果对同类桥梁设计有一定的借鉴意义.     

钢箱梁桥桥面铺装层动态响应分析

主要针对动态荷载作用,对桥面铺装层结构参数敏感性作了分析,揭示了结构参数对桥面铺装层应变的不同于静态荷载作用时的影响方式.计算以典型结构为基础,变化各种参数,考察得到的频率或铺装层最大横向正应变,定性或定量地分析了参数变化对铺装层的间接或直接影响.间接影响是基于结构频率的变化情况,低阶频率在参数变化前后发生明显变化的,表明该参数对铺装层应变影响较大,反之则可能较小.直接影响是通过铺装层最大横向正应变的变化而得到.分析显示,动荷载作用下,箱梁宽度、下部结构、顶板厚度、U肋厚度、荷载通过的横向位置等均对应变产生了较大影响,而箱梁高度对应变的影响不大.     

改进梁格法在既有双幅简支T梁结构分析中的应用

传统的梁格法难以考虑左右幅简支T梁桥因桥面铺装横向连续作用下的荷载传递问题。从桥面铺装的横向荷载传递机理出发,研究了荷载沿桥面铺装的横向传递过程,提出了一种改进的梁格法。在传统的空间梁格模型中加入板单元来模拟桥面铺装,通过梁单元与板单元节点间合理的约束耦合来模拟荷载横向传递。通过对某一既有双幅简支T梁桥进行实桥建模受力分析和静载试验,并对理论值和实测值进行对比分析,得出了与实际情况较为符合的结论、验证了改进梁格法的正确性,可为同类型桥梁分析提供参考。     

无伸缩缝预应力空心板桥板厚优化分析研究

结合某市预应力空心板桥的结构设计与桥梁通用设计图纸,采用桥梁结构设计软件,建立不同跨径和梁高的两等跨无伸缩缝预应力空心板桥的有限元模型;提出一个同时考虑受力性能和造价的优化设计方法;根据该方法分析,得出常用跨径无伸缩缝预应力空心板桥的最优板厚,为无伸缩缝桥梁在工程应用中的优化设计提供参考。     

装配式混凝土板桥桥面加固技术的试验研究

通过在装配式混凝土板板顶植筋并对桥面施加横向预应力,不但可以加强板与桥面铺装层的连接,而且还可以加强整体结构的横向整体性,增强结构对动载冲击、震动、磨耗抵抗能力.以寨河桥为工程实例,进行了植筋和预应力张拉前后10个工况的混凝土板挠度和应力的现场测试,结果表明,植筋等增加桥面预应力的措施确实能够预防桥面病害的发生,并能提高桥面的承载力,减小挠度,为相关工程提供了依据.     

预制空心板桥梁格模型的荷载试验验证

以某预应力空心板桥为例,采用梁格法建立有限元模型,用荷载试验实测数据对其挠度计算值及其挠度横向分布进行对比验证。可为空心板桥建模精细化提供参考。     

某基于管桩的全装配式双T梁桥整体受力分析

目前,公路中小跨径桥梁上部结构普遍采用空心板、T梁、小箱梁等预制结构,装配化率较高,而下部结构仍然普遍采用现浇施工的钻孔灌注桩、现浇盖梁等传统现浇结构。为了进一步提高公路中小跨径桥梁下部结构的预制装配化率,扩充桩板结构跨径系列,提出一种基于管桩的全装配式双T梁桥结构。该结构是由管桩、双T梁和现浇盖梁组成的钢构体系,可实现公路中小跨径桥梁的全装配化施工。同时,该结构全部中墩位置均实现了墩梁固结,取消了支座,大大降低了后期养护成本。     

基于协同工作系数的空心板桥铰缝性能评估

为量化评估混凝土空心板桥铰缝性能,采用Midas软件建立19.6 m跨径的空心板桥有限元模型,对跨中部位不同损伤程度的铰缝进行数值模拟,得到相应工况下板梁的横向分布影响线,提出基于铰缝协同工作系数的铰缝性能判别方法,可将铰缝状态划分为完好、轻微损伤、中等损伤、严重损伤、完全失效等5个等级.同时建立了铰缝协同工作系数与损伤度、错台、开合及挠度比等指标的数学模型,应用于实际桥梁的铰缝性能评估.     

拟静态挠度法评定梁式桥承载力

为探索快速有效的桥梁普查新方法,分析了传统的承载能力评定准则,通过承载能力基本理论和动力学与静力学的有机结合,提出用动态车辆挠度曲线取代静态挠度影响线的荷载试验改良模式——拟静态挠度法,评定中小跨径梁式桥的现有承载能力,并进行了实桥的试验对比验证。结果表明:拟静态快速检测方法测试结果达到原荷载试验结果精度的90%以上,可采用修正系数,偏安全地对中小跨径梁桥承载力进行评估;在满足检测精度的同时,可减少30%左右的经济损耗。