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考虑脱空效应的钢抱箍受力理论分析

桥梁建设 2023年第6期53卷 95-102页

作者：顾颖古松邓继清孔超任松波西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010 西南交通大学希望学院四川成都610400

为研究脱空效应对钢抱箍承载能力的影响,假定混凝土柱在钢抱箍夹持下不发生变形,将钢抱箍在脱空点视为铰链,基于力与力矩的平衡,建立了考虑脱空效应的钢抱箍受力理论公式。以光明大桥为背景,针对其盖梁施工采用的钢抱箍,采用数值模拟对... 详细信息

为研究脱空效应对钢抱箍承载能力的影响,假定混凝土柱在钢抱箍夹持下不发生变形,将钢抱箍在脱空点视为铰链,基于力与力矩的平衡,建立了考虑脱空效应的钢抱箍受力理论公式。以光明大桥为背景,针对其盖梁施工采用的钢抱箍,采用数值模拟对推导公式进行验证。结果表明:钢抱箍脱空后,其未脱空段的环向力会增大,因此建议在钢抱箍设计时,尤其是在验算钢抱箍强度时应考虑环向力增大的不利影响;本文给出的脱空弧度及脱空位移推导公式,能较为准确地确定脱空范围与最大脱空位移出现位置,但由于忽略了柱的压缩变形,脱空位移偏大16%左右;钢抱箍脱空后,竖向承载能力随着紧箍力偏心率的增大而增大,对于钢抱箍的常用尺寸,承载能力可提高18.3%~31.2%;基于实体单元的模拟结果也证实了钢抱箍的局部脱空现象,并显示混凝土在脱空起讫位置会出现应力集中,该现象有可能导致混凝土的局部压溃,故建议对该处混凝土采用橡胶垫或结构胶等措施进行防护。

关键词：桥梁工程钢抱箍脱空效应承载能力脱空范围脱空位移受力分析有限元法

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钢抱箍受力特性与承载能力试验研究

公路交通科技 2023年第12期40卷 74-81页

作者：古松吕勇康顾颖邓继清孔超西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010 宜宾市天宜锂业科创有限公司四川宜宾644200 西南交通大学希望学院土木工程学院四川成都610400

为探究钢抱箍的受力特性,保证其设计承载能力满足道路桥梁工程的要求,采用了1∶4缩尺模型,通过3组对比试验研究了螺栓紧箍力、箍身高度及钢-混界面状态对钢抱箍竖向承载能力的影响。结果表明:钢抱箍在螺栓紧箍力下会在加劲板末端发生局... 详细信息

为探究钢抱箍的受力特性,保证其设计承载能力满足道路桥梁工程的要求,采用了1∶4缩尺模型,通过3组对比试验研究了螺栓紧箍力、箍身高度及钢-混界面状态对钢抱箍竖向承载能力的影响。结果表明:钢抱箍在螺栓紧箍力下会在加劲板末端发生局部脱空,同时螺栓承压板处的混凝土圆柱也会出现局部压溃,对此可分别采取压注结构胶和设置橡胶垫板的措施进行局部处治;在外荷载作用下钢抱箍的荷载-位移曲线呈现典型的3段式特征:线性增长段、平稳段和下降段,且当外荷载值接近线性增长段末端的起滑点时,钢抱箍有滑移风险;钢抱箍服役时箍身的竖向应力很小,主要承受环向应力,而环向应力呈现两头大中间小的特征,加劲板末端的环向应力突变值较箍身中部均匀应力值增大了5~8倍;箍身未屈服时钢抱箍竖向承载能力随螺栓紧箍力线性增大,在螺栓紧箍力不变的情况下,箍身高度对钢抱箍竖向承载能力的影响较小;当钢-混界面摩擦系数取0.3、螺栓拧紧力矩系数取0.18时,按现有理论公式计算的钢抱箍承载力值与实测值的偏差在5%以内,精度较高且结果偏于安全,但钢-混界面润湿会导致钢抱箍的承载能力降低约18.3%,对此可以通过提高安全系数的方式在设计中予以考虑。

关键词：桥梁工程设计承载能力对比试验钢抱箍理论公式

用于独柱墩加固的注胶钢抱箍承载性能与设计优化研究

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用于独柱墩加固的注胶钢抱箍承载性能与设计优化研究

作者：陈俞嘉西南科技大学

学位级别：硕士

独柱墩梁桥因其简洁的外观、超强的户外适应性以及相对较低的造价而被广泛应用于公路工程和市政工程。然而随着近年来经济发展,车辆数量急剧增加,道路超载现象频繁出现,独柱墩梁桥发生倾覆破坏的概率增大,这给人们生命财产造成损失。在... 详细信息

独柱墩梁桥因其简洁的外观、超强的户外适应性以及相对较低的造价而被广泛应用于公路工程和市政工程。然而随着近年来经济发展,车辆数量急剧增加,道路超载现象频繁出现,独柱墩梁桥发生倾覆破坏的概率增大,这给人们生命财产造成损失。在多起事故发生后独柱墩曲线梁桥抗倾覆安全评估验算及加固设计逐渐成为研究热点。近年来,为了提高独柱墩桥梁的抗倾覆能力,出现在独柱墩上增设钢抱箍盖梁的加固结构。该结构主要由钢抱箍和牛腿(将梁底压力传递给钢抱箍的结构)两部分组成。为了进一步提高该结构竖向承载能力,在钢抱箍与独柱墩的界面注入结构胶,即“注胶钢抱箍”。当前,对注胶钢抱箍的受力模式及承载性能的研究还鲜有报道,也缺乏相对统一的设计理论。对此,本文围绕“注胶钢抱箍承载力性能与优化设计”开展了相关研究,主要研究工作与结论如下:(1)在已有钢抱箍加固独柱墩理论研究的基础上,对注胶钢抱箍的受力模型进行分析,得到注胶钢抱箍竖向承载能力主要由钢-混界面摩擦力(未注胶部分)和钢-混注胶界面抗剪能力这两部分组成。由此,初步建立了注胶钢抱箍竖向承载力的计算公式。(2)注胶钢抱箍主要通过胶体界面剪切承担竖向荷载。因此,本文根据受力模式等效,在忽略竖向力弯矩效应的假定下,将曲面钢抱箍受力模式等效为平面钢-混注胶界面的剪切受力模式,以此开展数值模拟及试验研究。通过试验结果和数值模拟结果对比分析可以得出:在不考虑弯矩的情形下,钢-混注胶界面的破坏模式主要由自身强度决定,破坏模式为混凝土浅层剥离破坏,其承载力大小与混凝土面层抗剪强度、结构胶抗剪强度、法向荷载相关。在实际工程中建议在进行独柱墩加固前可提前对混凝土墩柱进行凿毛处理提高混凝土面层抗剪强度,从而提高结构承载力。(3)结合试验与数值模拟,对钢-混注胶界面中竖向荷载值、胶体布置进行参数化分析得出:(1)当仅布置一道结构胶时,随着结构胶宽度的增加,钢-混注胶界面承载力逐渐增大,但增长速率逐渐变缓,当结构胶宽度由50mm增至100mm时,混凝土与结构胶连接部位的最大剪应力值减小量达到21.93%;当结构胶宽度≥150mm时,混凝土与结构胶连接上表面最大剪应力减小速率小于5%,结合经济性与实用性,建议当布置一道结构胶时结构胶宽度取150mm～200mm;(2)对两道结构胶的情形进行试验与数值模拟分析,发现当结构胶布置厚度、总宽度相同时,两道结构胶布置优于仅一道结构胶布置,所以现场结构胶布置时多条布置形式更合理,布置间距建议取25mm～75mm。根据结构胶的布置厚度无量纲分析,得出结构胶越厚,钢-混注胶界面的承载性能越差,所以结构胶不应太厚,建议只要能达到满足注胶工艺要求的最小厚度即可。(4)不考虑法向压力(沿钢板法向施加的压力)影响,采用数值模拟得到不同胶体间距D、胶体宽度B及胶体数量S下,钢-混注胶界面抗剪承载力V数据点。依据数据点,采用MATLAB软件进行拟合,得到抗剪承载力V关于B、D及S的计算公式。将得到计算公式叠加钢-混摩擦力f计算公式,得到注胶钢抱箍竖向承载力计算。并将公式用于实际工程案例中,得出推导公式适用于实际项目,为以后相关设计提供参考。(5)依据竖向荷载作用下,钢抱箍牛腿的压力迹线(表征传力路径的迹线),基于ANSYS软件,以“最小用料实现最大承载能力”为目标,对钢抱箍牛腿优化设计,得出牛腿最优形状及加劲肋曲线最优设计公式。根据分析结果,建议牛腿长高比取[0.7,0.9]。

关键词：钢抱箍加固结构胶有限元试验研究优化设计

钢抱箍法及Revit软件在桥梁拆除施工中的应用

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建筑技术 2023年第18期54卷 2262-2265页

作者：宋延成施鹏程中建二局第三建筑工程有限公司北京100070

基于河南浚县桥梁灾毁恢复重建工程,探讨钢抱箍法及Revit软件在桥梁拆除施工中的应用。通过对施工工艺及现场施工控制要点进行反复论证优化,形成一套包含便道施工、抱箍安装、平台搭设、盖梁拆除等关键工序的施工工艺。借助Revit及Fuzo... 详细信息

基于河南浚县桥梁灾毁恢复重建工程,探讨钢抱箍法及Revit软件在桥梁拆除施工中的应用。通过对施工工艺及现场施工控制要点进行反复论证优化,形成一套包含便道施工、抱箍安装、平台搭设、盖梁拆除等关键工序的施工工艺。借助Revit及Fuzor软件对桥梁拆除人员机械平面布置、吊装站位、工期计划等进行模拟实施,确保拆除过程的科学合理、安全高效。

关键词：桥梁拆除钢抱箍 Revit软件施工便道

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钢抱箍同步顶升技术在独墩柱桥梁中的应用

广东土木与建筑 2022年第10期29卷 84-86页

作者：燕志刚广东精特建设工程有限公司广州510620

以往桥梁支座需要更换和维修时,需搭设临时支撑,施工复杂且造价高。因此提出一种同步顶升技术,通过在原柱墩处设置钢抱箍平台,拓展独墩柱顶部施工面积,从而安装顶升设备。经实际工程检验,该技术施工简便、结构受力合理、安装拆卸方便、... 详细信息

以往桥梁支座需要更换和维修时,需搭设临时支撑,施工复杂且造价高。因此提出一种同步顶升技术,通过在原柱墩处设置钢抱箍平台,拓展独墩柱顶部施工面积,从而安装顶升设备。经实际工程检验,该技术施工简便、结构受力合理、安装拆卸方便、可重复使用,在安全平稳地将桥连续箱梁同步顶升到位的同时,有效降低工程造价、缩短施工工期,可为同类独柱墩桥梁施工提供技术参考。道桥工程需要采用新技术、新方案来保障桥梁结构安全,钢抱箍作为一种桥梁维护新技术,有利于我国道桥事业广泛发展,提高我国经济效益。

关键词：钢抱箍桥梁支座同步顶升独柱墩

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空心板梁桥钢抱箍加固技术研究与应用

城市道桥与防洪 2023年第11期 139-144,M0014页

作者：王宝红颜利张亮谢震瑜赵健张鹏上海培宏公路养护技术有限公司上海市200082 上海市浦东新区道路运输事业发展中心上海市200129 上海浦东公路养护建设有限公司上海市200137

针对空心板梁桥铰缝病害研发了切实可行的钢抱箍法加固技术方案。在每跨内设置2~3道横桥向钢箍,将空心板梁捆绑在一起,增强横向联系。该加固技术科学可靠,施工方便快捷。并且对加固材料、施工工艺进行了系统研究。在开展工艺试验的基础... 详细信息

针对空心板梁桥铰缝病害研发了切实可行的钢抱箍法加固技术方案。在每跨内设置2~3道横桥向钢箍,将空心板梁捆绑在一起,增强横向联系。该加固技术科学可靠,施工方便快捷。并且对加固材料、施工工艺进行了系统研究。在开展工艺试验的基础上,应用于实桥加固。通过实桥试验检测看出,钢抱箍对于提高空心板梁整体性有显著效果。加固后的桥梁经过2 a的运营,状况良好,钢抱箍本身结构及注浆填筑都保持完整,桥面没有反射裂缝。证明该加固技术可实施性强、加固效果佳,是一项推广价值很高的加固技术。

关键词：空心板梁铰缝病害钢抱箍加固技术增强横向联系