高性能轻型组合桥面结构铺装实验研究

结合某连续钢箱梁桥基本概况,对桥面铺装前后横肋、纵肋、面板三种构件及不同构件连接部位的受力或变形状况进行了试验检测,结果表明STC桥面铺装可以明显降低U肋与面板连接部位局部应力,但U肋与横隔板连接部位弧形缺口处的改善效果不明显,对U肋与箱梁腹板连接部位的改善效果有限。     

单向预应力UHPC连续箱梁桥面体系优化设计研究

为方便布置体内预应力束和进一步改善桥面板受力状态,对大跨单向预应力UHPC (Ultra-high Performance Concrete)连续箱梁桥的桥面体系进行优化设计,提出新型正交异性UHPC矮肋板桥面体系方案。以广东省某桥为工程背景,进行了基于正交异性UHPC矮肋板桥面体系方案的UHPC箱梁结构试设计并开展相关的试验研究。结果表明：①与矩形桥面板方案相比,优化的正交异性UHPC箱梁矮肋板桥面体系自重可减少17.0%,并可在矮肋板纵肋处方便地布置体内束;与华夫桥面板方案相比,可在不明显增加桥面体系自重的前提下,大幅减小桥面板的纵向应力,降幅可达46.8%;②基于正交异性UHPC矮肋板桥面体系的UHPC箱梁方案试设计整体计算满足受力要求,桥面体系计算中标准组合作用下桥面板最大纵向拉应力2.66MPa,横隔板最大横向应力6.09MPa;③试验及计算结果表明,矮肋板试件初裂名义应力8.84MPa,抗裂设计名义应力限值10.70MPa,UHPC箱梁横隔板上弦板底面横向应力达到8.43MPa时仍处于线弹性受力阶段,表明试设计方案能满足设计要求。     

刚性桥面铺装的受力特性分析

在对刚性桥面铺装受力特性进行分析的基础上,以陕西某一工程建筑为例,根据该刚性桥梁的结构概况,采取三维有限元方法,对该工程中铺装层在空心板企口缝处的相关剪应力状况进行了计算分析,并总结了刚性桥面铺装层对空心板之间的粘结性能,以供参考。     

大跨钢桥桥面铺装结构受力分析

桥面铺装试验模型的横断面是两边各有一个闭口肋,中间有三个开口肋的结构,横向具有刚度不均匀性,不宜采用正交异性板弯曲理论进行计算。本文根据虎门大桥桥面铺装及室内试验模型的特性提出了钢桥面铺装力学分析方法,为钢桥面铺装设计与施工提供了一定的理论依据。     

新型的钢桥面铺装设计

在友谊大道高架桥的钢箱梁工程中,采用大型通用有限元程序ANSYS软件对其进行受力分析,通过调整界面层的弹性模量大小为主要影响因素进行结构受力分析.结果表明:超高性能混凝土(UHPC)作为界面层的新型钢桥面铺装方案可有效阻止大跨径钢箱梁桥面铺装病害的发生.     

UHPC提升钢桥面板纵肋-横隔板连接疲劳性能研究

文章采用有限元方法分析了钢桥面板纵肋-横隔板连接四个典型构造细节在有无UHPC铺装情况下的轮载应力响应,并对比UHPC铺装层对其疲劳性能的提升效果。研究结果表明,在无刚性铺装情况下,构造细节H、HD、LS和LZ的最不利应力分别为-82.1 MPa、28.3 MPa、43.3 MPa和-42.9 MPa;在采用50 mm厚UHPC铺装后,构造细节H、HD、LS和LZ的最不利应力分别下降为-45.6 MPa、13.0 MPa、14.7 MPa和-12.0 MPa;UHPC铺装层对钢桥面板纵肋-横隔板连接各构造细节的疲劳性能提升明显,其中构造细节LZ的疲劳寿命提升高达45.4倍。     

公路混凝土桥水泥混凝土桥面铺装的理论及其设计方法

本文通过结构的线弹性理论，考虑桥面铺装层本身的功能要求，对铺装层的受力进行了简化，并根据实际状况提出了若干假定，在此基础上，提出了以梁板体的最大弯矩为基础，以桥面铺装开裂和剥离为控制指标的混凝土桥面铺装的计算方法并给出了算例及适用条件。     

桥面铺装对预应力混凝土空心板受力性能影响的试验研究

桥面铺装层与行车道板结合良好时,可参与结构受力.为研究铺装层对结构受力性能影响,分别对有、无铺装层的两片空心板进行正截面承载能力试验,研究铺装层对空心板跨中混凝土应变分布、挠度、裂缝开展规律以及破坏形态的影响.试验结果表明桥面铺装层空心板共同受力性能良好,铺装层能显著提高结构开裂荷载和极限承载能力,增大结构刚度和改变结构破坏形态.并参考相关文献对构件刚度、开裂荷载和极限承载力进行计算,与试验结果进行比较,对考虑铺装层作用时空心板计算提出建议.     

钢纤维混凝土在桥面铺装施工中的应用

作为桥梁最主要的结构层之一,桥面混凝土铺装能有效改善行车条件,提高行车的舒适性。本文通过铺装钢纤维混凝土、设置桥墩连续筋等施工应用,得出了混凝土铺装技术具有提高桥面平整度,减少车轮对桥梁结构的冲击力,将集中荷载均匀分布到每片梁板上,保证每片梁板均匀受力,为以后类似桥面施工起了很好的参考作用。     

装配式板桥桥面铺装设计探讨

装配式板桥桥面铺装层的早期破坏大大降低了桥梁的使用寿命,针对这一问题,作者作了详细的调查,并在此基础上对铺装层的病害原因进行了分析,建立了装配式板桥桥面铺装结构的受力模型,对其进行了受力分析,并提出了确定铺装层厚度的较为可行的方法。本文基于简支混凝土铺装层受力及其与主梁的共同工作,从结构受力的角度分析研究装配式板桥桥面铺装层结构。     

Performance of steel bridge deck pavement structure with ultra high performance concrete based on resin bonding

This research investigated a pavement system on steel bridge decks that use epoxy resin (EP) bonded ultra-high performance concrete (UHPC). Through FEM analysis and static and dynamic bending fatigue tests of the composite structure, the influences of the interface of the pavement layer, reinforcement, and different paving materials on the structural performance were compared and analyzed. The results show that the resin bonded UHPC pavement structure can reduce the weld strain in the steel plate by about 32% and the relative deflection between ribs by about 52% under standard axial load conditions compared to traditional pavements. The EP bonding layer can nearly double the drawing strength of the pavement interface from 1.3 MPa, and improve the bending resistance of the UHPC structure on steel bridge decks by about 50%; the bending resistance of reinforced UHPC structures is twice that of unreinforced UHPC structure, and the dynamic deflection of the UHPC pavement structure increases exponentially with increasing fatigue load. The fatigue life is about 1.2 × 10⁷ cycles under a fixed force of 9 kN and a dynamic deflection of 0.35 mm, which meets the requirements for fatigue performance of pavements on steel bridge decks under traffic conditions of large flow and heavy load.     

水泥混凝土桥桥面铺装结构组合方法分析

建立了三种不同桥型的有限元模型,论证了铺装层厚度对铺装体系受力的影响,得出大跨径水泥混凝土桥铺装体系受铺装层厚度的影响较小,并建议结构组合设计应更多地从铺装层材料功能角度上考虑。     

Fatigue life estimates for a slender orthotropic steel deck

Fatigue cracks in several types of welded joints and geometrical details have been reported to occur in a large number of slender orthotropic decks of existing steel bridges in many parts of the world. Some of these cracks are initiated very early, a few years after the bridge is brought into service. That is why it is said that fatigue life estimation for the welded joints of orthotropic decks is not an easy designing task. This is so because the random variation of local stresses is sensitive to many factors, in particular to those involved in the dynamic interaction between the vehicle’s tyres, the pavement and the steel structure.This paper presents and discusses the main causes for the observed cracks and the outcome of the ultimate fatigue life estimates for typical welded and geometrical details of a slender orthotropic deck with trapezoidal cross-section longitudinal ribs. This is the deck of an existing long-span steel bridge, which has been strengthened by adding a reinforced concrete layer fixed with shear studs to the steel deck top plate. This was done to avoid continued and extensive repair work and to enhance the fatigue life expectancy of the steel deck structure. The fatigue life estimation is done with the aid of refined numerical modelling and in situ experimental strain measurements and also by taking into account all the built-in structural alterations, changes in volume of traffic and in vehicles loading which have occurred during this bridge’s 32 years of service life.     

正交异性钢桥面板疲劳裂纹的维修加固方法

正交异性钢桥面板的疲劳裂纹是既有钢桥的常见病害,其维修加固难于新桥建设,必须遵守耐久性等基本原则。钢桥面板的维修加固方法分为三类:第一类是改进铺装层结构,减小整个钢桥面板所有部位的应力;第二类是局部补强或者改进纵向加劲肋的构造;第三类是直接对发生疲劳裂纹的局部进行维修。如果疲劳裂纹比较严重,如纵向加劲肋与横肋之间的连接失效、或者纵向加劲肋与面板的连接焊缝处裂纹向上贯穿面板等,则需要同时采用第一类和第三类加固方法。     

扁平钢箱梁桥面铺装应变分析

针对现有钢箱粱外腹板附近桥面铺装开裂这一主要破坏形式，采用有限元分析的手段对钢桥面铺装层进行力学分析，计算以典型扁平钢箱梁为基础，研究了沥青铺装层在车轮荷载作用下的横向应变分布的变化规律。确定最不利加载位置。     

钢-UHPC组合桥面板分段浇筑矩形接缝的轴拉性能

钢-UHPC(ultra-high performance concrete)组合桥面板中UHPC分段浇筑接缝导致局部的抗拉性能下降,可能引发严重的耐久性及安全问题。以实际工程中的组合桥面板UHPC矩形接缝为对象开展抗拉性能试验研究和理论分析。通过对组合桥面板接缝试件进行轴拉试验,考察了配筋率对矩形接缝区域抗裂性能的影响,揭示了矩形接缝的抗裂机理,探讨了接缝界面的黏结性能。试验结果表明：接缝开裂始于角隅处,接缝区域UHPC裂缝发展不明显,且接缝断裂面相对平整,属于脆性破坏。矩形接缝的抗裂机理分为横边抗裂与纵边抗脱离。接缝的抗裂能力取决于新旧UHPC界面的黏结强度,且接缝在轴拉状态下的界面黏结强度为3. 6～4. 7MPa。根据试验结果,对于处于轴拉状态下的UHPC矩形接缝,在按接缝不开裂或控制开裂宽度小于0.05mm进行设计时,构件的名义拉应力应分别低于3.5MPa或6.0MPa。此外,针对UHPC轴拉本构模型,基于能量等效原理及UHPC塑性简化模型,提出了UHPC软化段的等效残余抗拉强度,进而推导了配筋UHPC轴拉构件的主裂缝间距计算公式及接缝与UHPC主裂缝间距计算公式。对比试验结果,推导的主裂缝间距公式具有较好的精度,以期为实际工程应用提供理论参考。     

宽幅水泥混凝土桥面铺装全断面浇筑施工工艺

为防止分幅施工缝对混凝土桥面铺装整体受力性能的影响,在江西九江长江公路大桥项目完成护栏施工后,采用单幅全联一次性浇筑混凝土桥面铺装,并用平板振捣器进行振捣,提浆整平机提浆整平,人工磨光机收光找平,确保了混凝土桥面铺装施工质量。     

沥青混凝土桥面铺装早期病害原因分析

对钢筋混凝土桥柔性桥面铺装的早期病害及其原因进行了分析,在总结当前国内桥面铺装结构主要方法的基础上,从桥面铺装的破坏形式,结构理论与设计,施工工艺等方面进行了全面剖析。     

钢桥面沥青混合料铺装应变动态响应实测研究

掌握钢桥面沥青混合料铺装层在车载作用下的真实力学特性对桥面铺装体系设计有重要意义,而现阶段现场桥面铺装层的力学实测数据仍偏少,尤其缺乏对铺装层不同温度下服役时力学特性的长期监测。为此,该研究对钢桥面双层SMA混合料铺装进行现场实桥加载试验,实测铺装层在低温、中温、高温3种服役温度下的应变响应数据。试验结果表明,钢桥梯形肋正上方铺装层混合料在中低温服役状态下主要承受压应变的作用,而在高温服役时则主要承受拉应变的作用;动载作用过程中铺装层底纵向应变会出现拉压应变交替作用的现象,而横向应变只体现为拉应变或压应变的形式;加载车行驶速度对混合料的应变极值均有明显的影响,加载车低速行驶时混合料层底横向及纵向变形最为显著。同时,研究利用加载试验中铺装层应变响应时程曲线,计算不同加载状态下混合料对应的加载频率数值,计算结果可为钢桥面铺装混合料室内试验中加载频率参数的确定提供参考。