浅谈刚架拱桥维修、加固方案研究

文章在对刚架拱桥构造及其受力特点进行总结的基础上,针对其常见病害进行原因分析.结合刚架拱桥病害分析结论,分别从改善桥面板受力状态、改善拱肋受力状态及提高全桥承载能力等方面提出了3种维修、加固方案,力求最大限度提高桥梁耐久性.     

新增拱肋法在既有刚架拱桥加固中的应用

以广东省国道G321上某座既有刚架拱桥为背景,针对该旧桥的典型病害,采取横向新增5片拱肋、重新整体现浇桥面板和桥面铺装等措施对桥梁进行加固。实践表明:制定的该桥加固方案能够提高桥梁承载能力并确保施工安全可靠,为同类型既有刚架拱桥的加固维修提供参考。     

更换弦杆加固刚架拱桥技术研究与实践

以江西省宜春市老袁河大桥（刚架拱）加固提载工程为实例,依据大桥的病害及其成因,重点研究了拆除并更换部分弦杆加固的技术,以恢复刚架拱的强度与整体性。该桥还同时应用了在大、小节点、斜撑和主拱腿拱脚处外包钢筋混凝土、重建桥面铺装等加固与改造技术,可供出现类似病害的刚架拱桥维修加固参考和借鉴。     

对刚架拱桥维修加固新技术的探讨

针对某多孔刚架拱桥的结构特点及其目前出现的病害情况,经分析对比后,提出了全新加固方案。研究表明,加固方案可靠,为同类桥梁维修加固提供新的借鉴。     

刚架拱桥的病害分析及防治对策

针对已建多座刚架拱桥出现不同程度病害的问题,并通过现场检测几座刚架拱桥病害所测的资料,分析了刚架拱桥出现病害的原因,提出了相应的防治对策,以期为类似桥梁的避免出现类似病害提供参考。     

刚架拱桥拱索加固体系的受力特性

对某钢筋混凝土刚架拱桥提出了采用拱索体系的加固方法,用空间有限元对其受力特性进行了分析,并与试验测试值进行了比较.研究结果表明,对于用钢缆索斜拉法加固刚架拱桥的新结构,其空间受力效应明显;对处于软土地基上的桥的动力特征分析,必须考虑桥台与地基土壤之问的弹性抗力作用;原拱桥的面外刚度比面内刚度大,反映原拱桥具有足够的横向刚度.     

温州市灰桥浦桥的加固设计

灰桥浦桥为1-35米刚架拱桥,全桥长44.5米,桥宽50.5米。该桥于1999年4月28日建成,并于2003年10月初发现该桥桥面下沉、拱肋开裂、墩台变位等病害。本文讲述了该桥的加固设计,并结合加固完成后的荷载试验和长达18个月的定期观测结果来验证加固方案的可行性。     

跨线刚架拱桥快速拆除施工方案研究

上跨某高速公路的刚架拱桥全长52 m,因高速公路改扩建要求拟对其进行拆除施工.为保障桥下高速公路正常通行,提出了先切割拆除后整体顶升移运的刚架拱桥快速拆除施工方案.利用杆系有限元模型,分析刚架拱桥的拆除方案,并通过对关键横断面内力变化分析,评估了刚架拱桥切割方案的实际效果.利用实体有限元模型分析刚架拱桥切割后整体顶升移运过程中的变形状态,并研究了刚架拱桥采用SMPT顶升快速移运过程的安全性.结果表明,切割后刚架拱桥的内力情况仍能满足其抗力要求,但切除弦杆后近拱腿顶部存在受力较大的横断面.考虑SMPT顶升过程中支点脱空的不利工况下,剩余刚架拱桥在顶升移运过程中变形仍能满足安全要求.     

结构体系转换技术在拱桥加固中的应用

介绍了双曲拱改建成刚架拱这种结构体系转换加固拱桥的技术.对新结构体系的基本假定、计算方法和原理进行了研究,并对2种不同跨径的桥型的结构内力进行了对比.研究结果表明:刚架拱的受力性能优于双曲拱桥,且其拱上建筑轻于双曲拱,可为将双曲拱改建为刚架拱提供理论依据.     

基于柔度变化对刚架拱桥损伤识别

桥梁结构的损伤识别结果,可作为维修加固设计的依据.以龙母大桥为工程背景,提出一种识别刚架拱桥损伤的方法.即先建立空间梁单元模型,计算桥梁的竖弯振型.使用总体模型保证准则初步确定刚架拱桥的损伤位置,列出几种可能的损伤情况,并将其柔度与实测振型计算出的柔度相减,若柔度差接近0,则为最有可能的损伤情况.结果表明:合理制定测试方案和准确测试前三阶竖弯振型,是刚架拱桥损伤定位的关键.     

基于位移差曲率的下承式拱桥吊杆损伤识别

依据摄动有限元理论研究了拱桥吊杆损伤对拱桥位移的影响,提出了基于吊杆损伤前后拱桥位移差曲率的吊杆损伤识别方法,即先测出吊杆损伤前后的拱桥位移,求出位移差曲率,再依据位移差曲率曲线进行损伤识别。通过某下承式拱桥的有限元模型分析,表明该方法不仅能准确识别出损伤吊杆的位置,而且还能大致判断出吊杆的损伤程度,验证了该方法的正确性。该方法不仅适用于单根吊杆损伤的识别,而且还适用于多根吊杆损伤的识别,测试简单、精度较高,适合于工程应用。     

RC刚架拱桥的板桁组合加固及动力特性

钢筋混凝土（RC）刚架拱桥常见的加固方法大多属于局部加强而非整体改造,因此对于改善结构受力性能的作用极其有限,难以满足我国现阶段公路交通荷载日益增大的需求。针对以上问题,文中首先提出了一种新型加固方法——板桁组合加固法,该加固方法在主梁两侧架设钢桁架,通过植筋、焊接、铺设钢筋网和浇筑混凝土等措施使钢桁架与主梁牢固连接,形成板桁组合结构,从而使结构受力从主梁受力体系转变成板桁组合受力体系,实现对结构受力的优化;然后,利用该方法对某刚架拱桥进行加固改造,通过有限元仿真模拟与桥梁动载试验,对该新型加固方法的有效性和实用性进行验证。结果表明：加固后结构自振频率有效提高;竖向刚度和承载力显著增大;结构一阶面内竖弯频率理论值较加固前提高80.5%,公路-I级荷载作用下加固后结构下挠值较加固前减小56.8%,混凝土构件应力水平较加固前减小10.9%～69.8%;该加固方法对结构的动力特性具有改善作用,加固后结构的竖向振动效应小于加固前且实测冲击系数远小于现行规范值,结构动力性能良好。     

基于病害检测的连续刚构桥震害预测方法研究

在连续刚构桥的运营过程中,桥梁各部件可能出现锈蚀、变形、腐蚀、开裂等多种病害,这些病害可以使桥梁各部件的功能退化甚至消失,使它们达不到设计时的抗震要求,严重影响其抗震性能。在对连续刚构桥的构造特点及病害加以分析的基础上,研究了连续刚构桥病害对其抗震性能影响的评价,并用扣分的形式加以表现。     

多点激励下大跨度连续刚架拱组合桥的空间地震响应分析

新光大桥位于广州新光快速路主干线,是世界上第一座三跨连续钢桁拱与钢筋混凝土V型刚构结合的钢-混凝土组合体系桥梁,主桥跨度为177 m 428 m 177 m,在目前同类型桥梁中,主桥长度位居世界第一. 该桥结构新颖、造型独特. 本文以广州新光大桥为例,详细分析了大跨度连续刚架-拱组合结构桥梁在纵桥向和横桥向地震一致激励和多点激励作用下的地震响应. 研究表明多点激励对主拱肋上、下弦杆以及V型刚架斜腿地震内力响应均有较大影响,而对边拱肋轴力影响很小,并且纵桥向多点激励要比横桥向多点激励对结构的影响要明显.     

下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥受力分析

东莞大汾北水道桥为主跨128m的下承式钢管混凝土刚架系杆拱.本文以该桥为分析对象,建立了全桥空间有限元计算模型,对结构进行静力分析和动力特性分析,着重进行了结构弹性一类稳定与抗震性能分析,以为此类桥型设计提供参考.     

钢筋混凝土刚架拱桥荷载横向分布系数数值分析研究

为研究横向联系强弱对钢筋混凝土刚架拱桥整体受力性能的影响,利用空间有限元分析软件建立整体模型,分析了4种不同跨度的刚架拱桥,研究横向刚度对刚架拱桥荷载横向分布系数的影响规律,并与传统弹性支承连续梁法的计算值进行对比。结果表明,按弹性支承连续梁法计算的荷载横向分布系数普遍偏小;横向刚度直接关系到荷载横向分布的大小,传统的设计理论与桥梁结构实际的受力存在严重差距,在设计时应予以注意。     

松原龙华松花江特大桥桥型方案优化设计研究

对松原市龙华松花江特大桥的桥型方案做了较详细的设计研究,论述了该桥桥型方案的设计过程,分别介绍了简支转连续T梁桥、预应力混凝土连续箱形刚构桥、双塔双索面预应力混凝土斜拉桥、中承式钢管混凝土拱桥和连续钢箱梁悬索桥等5种桥梁结构型式,将各方案从结构受力、施工养护难易程度、使用舒适性、桥梁美观及造价等方面进行比较,最后确定采用预应力混凝土连续箱形刚构桥.     

土的弹性抗力与墩顶固结结构物的联合计算

将土、基础及上部结构物视为一个整体，在计入土的弹性抗力后对多跨无铰拱和连续刚构的上下部结构进行联合计算，并给出了算例，可供设计参考。     

近断层脉冲型地震动作用下黏滞阻尼器和双调谐质量阻尼器对曲线高墩刚构桥减震控制

为研究粘滞阻尼器(VD)和双调谐质量阻尼器(DTMD)对曲线高墩刚构桥的减震控制效果,基于OpenSees建立某曲线高墩刚构桥的非线性分析模型,选取三条近断层脉冲型地震动对其进行动力时程分析。分别探究了VD的阻尼系数和阻尼指数,以及DTMD的上下层结构的阻尼比、质量比、频率比等阻尼器参数对其在曲线高墩刚构桥中的减震效果影响规律。结果表明：在本文分析VD的阻尼系数、阻尼指数变化范围内,VD对曲线高墩刚构桥墩顶位移减震率在9.42%~15.28%范围内,近断层脉冲型地震动作用下粘滞阻尼器对曲线高墩刚构桥的减震效果不佳。设计较优的DTMD控制下曲线高墩刚构桥的结构内力减震效果在45%左右,结构位移加速度在55%~75%范围内,DTMD可用于曲线高墩刚构桥减震控制中。