临时钢桥面板在桥面结构快速修复工程中的应用

本文以北京三元桥大修为依托工程,介绍了临时钢桥面板在桥面结构快速修复工程中的应用。通过力学计算分析,确定临时钢桥面板的结构尺寸及支撑方式,并提出了与之配套的施工工艺,保证桥面板顺利施工完成。每日夜间6h中断交通,分段进行覆盖临时钢桥面板—凿除混凝土—钢筋调整、焊接—吊模安装—浇筑混凝土—桥面养护的工作,白天采用临时钢桥面板确保交通正常通行。实践证明这种方法安全可行,可为以后类似桥面板的拆除和新建提供技术指导和参考。     

组合拱桥混凝土桥面板有效宽度研究

用于拱桥结构中的钢与混凝土组合梁,由于剪力滞效应的存在,同一截面上的混凝土桥面板不能完全相同地参与组合梁的受力。现行的设计规范中没有有关拱桥中组合梁混凝土桥面板有效宽度的规定,这对按梁格法分析组合拱桥的受力带来一定困难。本文结合对一带有连续组合梁的多跨拱桥进行的受力计算,研究了混凝土桥面板的应力在横桥向的分布规律,分析了混凝土桥面板有效分布宽度在纵桥向的变化情况,并讨论了荷载和结构细节变化对混凝土桥面板有效宽度的影响程度。     

基于板单元的钢-混凝土组合斜拉桥桥面板配筋优化设计

单索面钢-混凝土组合箱形截面斜拉桥由于存在索力传递效应、箱形截面扭转畸变、剪力滞效应等使其空间受力特征显著，所以如采用“传统1D杆系模型+横向框架模型”的设计理论，将会忽略桥面板面内水平剪应力，导致工程实践中桥面板斜向开裂病害发生。JTG 3362—2018《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》提出设计应关注箱形截面的空间应力体系。基于新规范提出的基于平面应力的板单元结构设计方法，并将其应用于上海市昆阳路闵浦三桥斜拉桥混凝土桥面板的承载力配筋设计中。结果表明，基于平面应力的板单元结构设计方法与完整空间效应下的混凝土桥面板受力特征相吻合，能够准确识别结构重点关注的桥面板位置，并有效防止桥面板斜向开裂等病害的发生，从而可以指导钢-混凝土组合断面桥梁的混凝土桥面板配筋设计。     

公铁两用桥宽体桥面板架设安装技术

枝城、九江和南京等公铁两用桥升级改造的不断开展,标志着我国首批公铁两用桥梁维修周期的到来,而上述桥梁改造的主要内容为将原公路混凝土桥面板更换为正交异性钢桥面板。新制桥面板因其结构特点,单体尺寸较宽、质量较大,同时受空间、既有结构等多种边界条件限制,传统的架设方法、安装工艺等均无法使用。结合九江长江大桥升级改造桥面板架设安装施工,重点对公铁两用桥宽体桥面板架设安装技术进行研究。     

组合梁斜拉桥桥面板抗裂性研究与工艺控制

总结了组合梁斜拉桥混凝土桥面板裂缝的类型及成因,从钢主梁和钢横梁的连接程度来研究它们对桥面板抗裂性的影响,提出了三种湿接缝钢筋可行的连接形式,通过试验探索组合梁斜拉桥混凝土桥面板湿接缝处裂缝的产生机理,进一步优化湿接缝钢筋的合理构造设计。     

钢-混组合连续梁桥负弯矩区桥面板徐变效应研究

针对混凝土徐变易引起钢-混组合连续梁桥负弯矩区混凝土桥面板开裂问题,运用Midas/Civil建立6×85m港珠澳大桥钢-混组合连续梁桥有限元模型,分析负弯矩区混凝土桥面板徐变对主梁结构影响的规律。结果表明:混凝土徐变作用下,成桥前3年负弯矩区混凝土桥面板压应力下降较快,10年时最大压应力为-3.2 MPa;成桥10年边跨主梁最大挠度为-17.67mm,其中前3年主梁变形达到93.04%。说明徐变对港珠澳大桥钢-混组合梁桥成桥前3年影响最为显著,成桥10年内负弯矩区混凝土桥面板一直处于受压状态。     

索力对钢混组合梁斜拉桥影响分析

文章以钢混组合斜拉桥为研究对象,采用有限元软件Midas-Civil2015进行数值模拟,通过增大索力5%,分析比较其对混凝土桥面板应力、钢主梁应力和主梁竖向变形值的影响,分析结果表明索力变化对主梁竖向变形、钢主梁应力的影响均比较明显,对混凝土桥面板应力影响较小。     

正交异性钢-混凝土组合桥面板截面优化研究

为了比较正交异性钢-混凝土组合桥面板中各个截面参数对组合桥面板截面特性的影响,寻找较为合理的正交异性钢-混凝土组合桥面板的详细尺寸,计算推导了正交异性钢-混凝土组合桥面板的抗弯承载力表达式,分析了截面中不同混凝土厚度、钢板宽度等参数对承载力的影响,利用Matlab编写了计算程序并调用了优化工具箱,得到了不同跨径、不同梁高、不同应力限值下的合理截面尺寸。     

浅谈大跨度组合梁斜拉桥钢梁制造工艺

随着桥梁技术的发展,为了发挥各自材料性能的优势和降低造价,在大跨度公路桥梁中越来越多地采用钢—混组合梁结构,钢梁采用工厂制造、桥位高强螺栓连接,混凝土预制桥面板通过剪力件与钢梁固接形成整体承载结构。本文结合我公司承担的某斜拉桥钢梁制造工程,简要介绍钢—混组合梁斜拉桥钢梁的制造工艺。     

板-桁组合钢桁梁斜拉桥钢桥面板与主桁结合时机的选择

随着正交异性钢桥面板的广泛应用,板-桁组合结构桥梁得到了极大的发展。为探求钢桁梁现场拼装时板桁最优结合时机,以某连续钢桁梁公路斜拉桥为例,采用大型通用有限元计算分析软件ABAQUS,建立该桥钢桁梁标准节段的三维有限元模型,模拟分析了钢桥面板与主桁和中纵梁、钢桥面板与上横梁的连接按照不同先后顺序施工时,焊接温度场对钢桁梁主桁上弦杆、上横梁和中纵梁受力和位移的影响。综合比较计算结果,建议先连接钢桥面板与主桁上弦杆和中纵梁,后连接钢桥面板与主横桁架的上横梁。     

Fatigue evaluation of steel-concrete composite deck in steel truss bridge——A case study

An innovative composite deck system has recently been proposed for improved structural performance. To study the fatigue behavior of a steel-concrete composite bridge deck, we took a newly-constructed rail-cum-road steel truss bridge as a case study. The transverse stress history of the bridge deck near the main truss under the action of a standard fatigue vehicle was calculated using finite element analysis. Due to the fact that fatigue provision remains unavailable in the governing code of highway concrete bridges in China, a preliminary fatigue evaluation was conducted according to the fib Model Code. The results indicate that flexural failure of the bridge deck in the transverse negative bending moment region is the controlling fatigue failure mode. The fatigue life associated with the fatigue fracture of steel reinforcement is 56 years. However, while the top surface of the bridge deck concrete near the truss cracks after just six years, the bridge deck performs with fatigue cracks during most of its design service life. Although fatigue capacity is acceptable under design situations, overloading or understrength may increase its risk of failure. The method presented in this work can be applied to similar bridges for preliminary fatigue assessment.     

Bending performance of composite bridge deck with T-shaped ribs

This paper proposes a new type of steel-concrete composite deck, which is composed of orthotropic steel deck (OSD) with T-shaped ribs, concrete plate and studs connecting OSD and concrete plate. The OSD can act as framework for concrete plate and contribute to load bearing capacity at the same time, which could save construction time. Compared with conventional OSD system, this new type of composite bridge deck can also improve fatigue performance.ƒConsidering that this type of composite deck is not yet applied in practical engineering and its mechanical performance is not revealed in previous literatures, two full-scale specimens were designed and manufactured in this research. The mechanical performance, particularly, bending capacity in positive and negative region was carefully tested and analyzed. The load-deflection curve, load-slip relation, strain distribution in concrete and steel were obtained. The test results showed that the plastic performance of this kind of composite bridge deck was satisfying and the bending capacity was high.     

State-of-the-art of long-span bridge engineering in China

This paper introduces the state-of-the-art of longspan bridge engineering in China with emphases on recent long-span bridge projects, bridge deck configuration and material, design codes of long-span bridges and improvement of aerodynamic performance. The recent long-span bridge projects include thirty-eight completed suspension bridges, cable-stayed and arch bridges with a main span over 400 m, and eighteen major bridges are under construction. The bridge deck configuration and material, with prestressed concrete decks, steel-concrete composite decks and steel box decks together with several popular cross-sections, are presented. The third part briefly outlines four design codes, including static and dynamic design for highway long-span bridges, and the recent engineering experiences gained from several aerodynamic vibration control projects of long-span bridges are shared in the last part.     

面向未来的高性能桥梁结构研发与应用

为从根本上解决混凝土桥、钢桥及钢 混凝土组合桥中的共性技术难题,并提升桥梁结构的性能与品质,笔者团队以超高性能混凝土（UHPC）为基础,研发了面向未来的高性能桥梁结构体系。介绍了笔者团队研发的4类高性能桥梁结构:①钢-超高韧性混凝土（STC）轻型组合桥面结构,其中的STC是钢桥面专用的UHPC;②钢 UHPC华夫板轻型组合桥梁结构;③单向预应力UHPC薄壁连续箱梁结构;④全预制快速架设UHPC城市桥梁结构。通过大量静力和疲劳试验,掌握了各类UHPC桥梁结构的基本受力性能,并建立了计算理论和设计方法。列举了钢 STC轻型组合桥面结构已推广应用于中国的17座钢桥,涵盖了梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥等各类基本桥型,典型应用包括湖南岳阳洞庭湖二桥等重大工程。到目前为止,各实桥运营状态良好,钢 STC未出现任何病害问题。综合而言,高性能桥梁结构有望突破现有桥梁中的技术瓶颈,具有广阔的应用前景。     

山西漪汾桥加固设计方案比选

以山西漪汾桥为例,对正交异性钢桥面与结合梁方案进行了对比,阐述了两者的优缺点,比较发现钢-混凝土组合梁能充分发挥钢材与混凝土这两种材料的优势,且钢梁架设计完成后可作为混凝土结构施工的模板。     

大型有限元计算在叠合梁安装中的应用

开口钢箱叠合梁,开口钢箱在下部,砼桥面板在上部,受力非常合理,其充分利用了钢材抗拉性能和砼抗压性能,而且减轻了桥梁的自重。由于开口钢箱叠合梁安装过程受力复杂,可能会引起砼的开裂,因此开口钢箱叠合梁在安装过程需要验算砼桥面板的应力。该文通过大型有限元软件计算分析,验算2跨连续开口钢箱弯桥在安装过程中是否会开裂。     

空间组合桁梁桥受力特点及剪力滞分析

桁架组合梁桥包括复合桁梁桥和组合桁梁桥。组合桁梁桥是指将一般钢桁梁的上、下弦和混凝土桥面板结合在一起共同受力的结构。通过对奉干公路浦南运河空间组合桁梁桥的有限元计算,分析了空间组合桁梁桥的传力特点,通过桥面板应力分布得到有效宽度,揭示了腹杆轴力与桥面板剪力滞现象之间的关系,为组合桁梁桥的设计提供参考。     

桥面连续简支梁桥路面修补数值模拟浅析

对一已建二级公路桥梁进行了桥面修补的数值模拟分析,分别采用了钢纤维混凝土、钢纤维混凝土＋碳布、环氧混凝土、环氧混凝土＋碳布4种修补方案,分析表明：各种修补方案在车道荷载作用下的应力水平远远低于降温20℃工况下的应力水平,温度工况应该是桥面裂缝修补方案更需要关注的工况,得出钢纤维混凝土＋碳布修补方案最佳的结论。     

钢纤维混凝土桥面铺装技术

介绍了钢纤维混凝土的基本性能,确定了钢纤维混凝土配合比。结合某高速公路大桥工程实例,对其在桥梁桥面铺装施工中的具体问题进行探讨,指出钢纤维混凝土的分散工作、投料顺序、运输和浇筑过程中的注意事项及采取的有效措施。结果表明工程质量良好,营运期维修费较低,延长了使用寿命。     

波钢一钢筋混凝土组合桥面板承载力试验研究

对一块简支半单元波纹钢一钢筋混凝土组合桥面板进行了模型试验,结果表明：这种新型桥面板整体工作性能良好,刚度较大;结构破坏时具有较高的承载力,安全储备较高。