横向分段施工预应力混凝土斜箱梁极限承载能力研究

为了分析横向分段施工预应力混凝土斜箱梁(简称分段合成斜箱梁)与整体浇注预应力混凝土斜箱梁(简称整体浇注斜箱梁)极限承载能力差异,建立分段合成斜箱梁和整体浇注斜箱梁的两个大比例试验模型;在两个模型的关键截面布设应变和挠度测点,采集两者在分级加载试验过程的挠度、应变数据,观测混凝土开裂情况。对采集的数据整理分析,比较两者在加载过程中结构的开裂情况、极限承载能力大小和受力性能的差异。根据结构受力特点,提出分段合成斜箱梁极限承载力的有限元分析方法;应用有限元程序ANSYS对两个试验模型的极限承载能力进行分析,分别与试验结果进行比较,验证了有限元模型的准确。通过试验和有限元比较分析,结果表明分段合成斜箱梁跨中截面湿接缝的混凝土先于整体浇注斜箱梁混凝土开裂,整体浇注斜箱梁梁肋底部混凝土先于湿接缝对应位置的混凝土开裂,且前者的开裂荷载低于后者,但两者的极限承载力相差甚微,基本相等;通过有限元分析斜交角和抗弯抗扭刚度比两个参数,表明整体浇注斜箱梁的极限承载能力随着斜交角的增加而增大,随着抗弯抗扭刚度比的减小而增大,但增大幅度较小。     

基于现场监测的超宽弯斜混凝土箱梁力学特性分析

为掌握宽弯斜混凝土箱梁的荷载效应分布特征,以某5×20m的预应力混凝土连续梁桥(箱梁宽54m,曲线半径小,斜交)为背景,开展从混凝土箱梁浇筑至运营前共1年的监测,采集并分析箱梁的应变和挠度;基于梁格法,建立箱梁有限元模型,分析箱梁纵、横向应力及竖向挠度。结果表明:监测期内,箱梁的应变和挠度变化显著;钢束张拉后箱梁跨中底板横向压应变小幅减小;满堂支架拆除后箱梁应变调整1～2d;箱梁纵向应变长期趋于平稳;预应力引起跨中上拱,曲线内侧至外侧上拱幅度逐渐减小;跨中断面横向应变比例集中在0～1且极值相差很小;弯桥与直桥跨中断面纵向应力差与曲线半径正相关;弯扭耦合作用下箱梁外侧箱室挠度陡增;宽跨比较大的曲线箱梁可按梁格法计算,进行纵向配束,并加强横向设计。     

节段现浇预应力混凝土宽箱梁后浇湿接缝的早龄期受力分析及开裂控制

针对节段现浇预应力混凝土箱梁后浇湿接缝在早龄期因收缩导致的开裂问题,以嘉鱼长江公路大桥为背景,通过试验测试了该桥施工阶段箱梁混凝土早龄期力学性能,得到了箱梁节段混凝土的收缩预测模型。基于此,采用有限元软件Midas/FEA建立了湿接缝及相邻节段箱梁的有限元模型,分析了湿接缝在混凝土收缩作用下的应力场,并对不同的预应力张拉方案进行了分析。结果表明:湿接缝在混凝土收缩和相邻节段约束作用下,其在混凝土浇筑后第3 d在结合面位置由收缩导致的拉应力达到了1.8 MPa,为该龄期混凝土抗拉强度的87%,因此需在此时进行预应力的张拉以降低混凝土拉应力,防止混凝土在早龄期开裂;若湿接缝按常规方案张拉预应力,湿接缝早龄期最大主拉应力均小于混凝土即时抗拉强度,但其28 d最大主拉应力为2.75 MPa,为该龄期混凝土抗拉强度的93%,存在开裂风险;在该文提出的张拉方案下,湿接缝在早龄期最大主拉应力比常规方案降低了22.2%~32%,有效保证了后浇湿接缝在早龄期的抗裂性要求。     

通车条件下预制小箱梁桥拼宽施工工艺研究

为控制通车条件下预制小箱梁拼接施工过程中拼宽湿接缝两侧挠度差,防止混凝土早期开裂,介绍小箱梁桥拼接技术的两种优化施工方案。为分析老桥保持快车道通车对湿接缝两侧变形差的影响,建立小箱梁桥有限元模型,通过计算老桥通车条件下最不利荷载效应,重点对设置夹具以控制湿接缝两侧挠度差的小箱梁数值模型进行了深入研究,并对不设置夹具、跨中设置3道夹具和满跨布置夹具的有限元计算结果进行了比较。研究结果表明：对于通车条件下的预制小箱梁桥,在新旧小箱梁之间设置施工夹具控制两侧挠度差效果有限,若不设置施工夹具,湿接缝两侧最大挠度差仅为2．32mm,属于微幅振动范畴。研究成果为同类型小箱梁桥拼宽施工提供技术指导。     

桥面板干湿混合接缝在组合梁斜拉桥中的应用研究

为提高组合梁斜拉桥混凝土桥面板横向预应力的施加效率,减少桥面板的纵向裂缝,提出一种可在混凝土桥面板与钢横梁结合前施加横向预应力的干湿混合接缝新型桥面构造。以鳌江特大桥为工程背景,采用通用有限元软件ANSYS建立局部有限元模型,计算比较传统湿接缝桥面板和新型干湿混合接缝桥面板的预应力施加效率。在鳌江特大桥上设置试验段应用干湿混合接缝新型桥面构造,现场测试施工阶段混凝土桥面板应力变化情况。结果表明:组合梁斜拉桥采用干湿混合接缝的新型桥面构造,可实现在混凝土桥面板与钢横梁结合前施加横向预应力,横向预应力施加效率提高了约70%,可减少混凝土桥面板纵向开裂;实桥测试中干湿混合接缝桥面板纵横向应力满足规范要求。     

预应力混凝土连续箱梁桥的顶板力学性能研究

预应力混凝土连续箱梁桥的顶板结构受力复杂,导致病害突出。该文以某连续箱梁桥为背景,采用有限元法和解析法分别分析了预应力混凝土箱梁顶板的横向应力及主应力分布,讨论了顶板纵向裂缝产生原因及其影响因素,发现:①施工时合理设置箱梁桥面板横向预应力钢束张拉锚固程序可以改善箱梁顶板受力性能;②采用平面梁单元模拟顶板受力可以在简化计算的基础上取得和空间分析比较吻合的结果;③合理确定腹板尺寸和底板厚度,能够调整顶板横向应力的分布。     

在役大悬臂箱梁桥顶板加劲腋纵向开裂成因分析

以某大跨度连续箱梁桥梁体顶板加劲腋纵向开裂为背景,建立考虑悬臂施工和成桥运营阶段的大桥三维实体有限元模型,分析了横向预应力张拉、挂篮前移、施工不平衡堆载、重车偏载、梯度温度等不同荷载工况对箱室顶板加腋处横向应力分布的影响。结果表明,施工/运营阶段最大组合应力接近混凝土抗拉强度标准值,对大悬臂箱梁,横向预应力张拉是引起梁体纵向裂缝的主要原因。     

八里湖大桥主梁施工模拟分析

八里湖大桥主桥为主跨132m的三塔部分斜拉桥,主梁采用C55混凝土双箱式边主梁型式(设纵、横向预应力),采用支架现浇法施工.先浇筑箱梁,然后挂设斜拉索(张拉20％索力),再张拉箱梁横向预应力.为了验证施工工序的合理性,利用ANSYS有限元程序建立16号墩两侧支架模型,模拟其施工过程,分析了横向预应力张拉和斜拉索挂设施工对支架钢管桩反力和箱梁应力的影响.结果表明,钢管桩反力和箱梁应力均满足规范要求,施工工序合理.     

预制小箱梁桥拓宽施工工艺研究

建立桥梁结构拼宽前后Abaqus实体模型,首先计算4种交通组织方案下老桥拼宽侧的跨中挠度,作为施工期选取交通管制方案的依据;然后以拼宽湿接缝两侧挠度差为控制指标,通过计算不同交通组织方案下新老桥挠度差随时间的变化,探索接缝混凝土强度发展的趋势和传递横向剪力的机理。最后,重点对不同分时分段浇注方案下接缝挠度差减小效果进行深入研究,并对4种两阶段分段浇注方案的有限元计算结果进行了比较。研究结果表明:通车条件下20 m长的预制小箱梁桥,在接缝周期小于3 d时选取5-10-5分段浇注方案效果较好。     

波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁塑性铰长度研究

为研究波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的塑性铰长度问题,采用有限元数值计算与既有试验数据相结合的方法,确定这类箱梁在地震等破坏荷载下的内力重分布及塑性变形能力。基于OpenSees平台建立了波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的非线性有限元数值计算模型,利用2个不同学者的试验数据,从破坏荷载、跨中挠度、体外预应力筋应力增量、混凝土压应变等方面验证了数值计算模型,并对比分析了计入剪切变形和不计入剪切变形对箱梁挠度的影响;在此基础上,对影响波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁塑性铰长度的参数进行了研究。最后,通过比较已有公式的塑性铰长度计算值与数值模拟值,提出了适合波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的塑性铰长度计算式。结果表明:实际计算中可以不计入剪切变形对波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁挠度的影响;剪跨比和有效预应力对波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的塑性铰长度有显著影响,而受拉钢筋面积和混凝土强度对该类箱梁塑性铰长度的影响相对较小。     

Study on Model Experiment of Prestressed Concrete Skewed Box Girder with Transversely Segmental Construction

he　prestressed　concrete　skewed　box　girder　with　transversely　segmental　construction　was　brought　out　on　the　basis　of　the　need　in　the　engineering,both　model　experiments　and　FE　analysis　of　the　presented　construction　and　the　beam　box　with　integral　construction　were　carried　out　With　the　analysis　of　the　obtained　data　by　mathematical　statistics,comparison　of　table　and　graph,and　the　corresponding　FE　analysis,the　difference　of　mechanical　performances　of　both　constructions　was　analyzed　under　various　experimental　loading　cases　The　results show　that　(1)　the　deflection　of　the　presented　construction　is　about　53%　larger　than　that　of　the　beam　box　with　integral　construction,the　longitudinal　strain　is　135%　larger　than　that　of　the　latter,and　the　longitudinal　strain　of　the　cast　concrete　is　59％　as　large　as　that　of　the　same　area　at　the　beam　box　with　integral　construction　before　concrete　cracking;　(2)　there　exists　stress　redistribution　in　the　cross-section　of　presented　construction,which　can　restrain　the　tensional　distortion　of　the　wet?joint,and　the　value　of　the　stress　cannot　be　computed　by　the　current　FE　program     

钢吊箱整体起吊时力学性能分析

钢吊箱整体起吊是钢吊箱施工中的一个重要阶段,为了确保其安全性,需对钢吊箱在整体吊装阶段的力学性能进行全面分析。首先分析了钢吊箱在整体吊装阶段需要考虑的计算工况,然后通过建立有限元模型,对两种不同形状钢吊箱整体起吊时的力学性能进行了全面分析,结果表明:钢吊箱结构整体构造合理,但局部应力集中较严重,椭圆形钢吊箱可以不设钢管支撑和支撑桁架,对于风和水流的阻力系数小,因此,宜优先采用椭圆形钢吊箱。     

预应力混凝土箱梁桥施工中的裂缝成因分析与修补

针对预应力混凝土连续箱梁桥施工过程中箱梁悬臂端底板出现纵向裂缝的现象,在预应力张拉过程中采用光纤传感技术对悬臂端底板受力状态进行实时监测,将监测结果与拆模后的观测情形对比,证明此种监测方法能有效反映混凝土箱梁结构在施工过程中的响应.通过理论分析找出了底板裂缝成因,并利用有限元软件ANSYS对整个施工结构进行数值模拟,得出不考虑混凝土箱梁与外模板之间摩擦作用时箱梁结构的应力、位移值,与实际观测结果比较吻合.最后,采用BICS工法对梁体裂缝进行了修补.     

轻轨箱形桥梁的模态比较与桥型优化

比较箱梁不同桥型的抗扭刚度差异,优化箱梁桥型,对于国内大量建设城市轨道交通尤为重要.通过对五种轻轨箱形桥梁的有限元建模,归纳总结了五种箱形桥梁前10阶的固有频率和振型特征,并对模态分析结果进行了横向、纵向的对比,同时还研究了固有频率和结构刚度的关系,最后对轻轨箱形桥梁的桥型进行了优化.结果表明,带端隔墙和横隔板箱梁的抗...     

大跨度钢筋混凝土箱形拱桥无支架施工技术

上承式钢筋混凝土箱形拱桥，采用节段预制，缆索吊机安装，扣锚索悬臂架设。锚索采用岩锚形式，是利用峡谷两岸的岩体进行悬臂架设拱桥的一种新方法。     

温度效应对箱形梁桥施工监控影响的研究

在箱形梁桥悬臂施工中,监控精度受多种因素影响。其中,温度效应的作用较大,且温度变化对桥梁结构挠度和受力都将产生影响。那么,对箱形梁桥监控中温度应力的分析显得更为重要。现基于有限元方法,按照设计温度梯度变化进行数值分析,进而探索温度荷载作用,施工过程中悬臂箱梁顶板和底板的应力变化规律。基于此,确保箱形梁桥施工的受力安全,并有益于桥梁线形的合理控制。其研究成果可为箱形梁桥施工监控提供一定理论和技术支持,且对提高箱形梁桥的耐久性具有重要意义。     

预应力RC-UHPC简支组合箱梁设计

为改善混凝土箱梁的受力性能，提出预应力RC-UHPC简支组合箱梁新结构。以实际工程中某现浇预应力单箱双室简支箱梁桥为工程背景，开展设计研究，采用预应力RC-UHPC组合箱梁替代原设计的现浇箱梁，通过理论分析和MIDAS CIVIL相结合的方式，探讨了此结构的计算方法，并对设计的箱梁进行设计计算，结果表明所设计的新结构的抗弯承载力和最大变形量等均符合现行设计规范的要求。通过对原设计箱梁和新型箱梁的造价、施工便利性、耐久性等方面进行比较，发现所提出的新型箱梁的造价与原设计箱梁较为接近，但其混凝土和预应力筋的用量比原现浇桥减少了49.6%和21.1%，可采用预制吊装方案，施工方便，且腹板采用的UHPC抗裂性、耐久性均得到明显提高，具有广阔的应用前景。     

江东大桥索梁锚固区极限承载力分析

以江东大桥为背景,对自锚式悬索桥索梁锚固区借助通用有限元软件建立锚固区的精细板壳模型,研究锚同区各板件在最不利荷载组合作用下的受力特性,根据各板件的应力应变关系模型,分析锚箱结构的极限承载能力.计算结果表明:钢锚箱应力沿着传力路径由锚固位置向加劲梁方向逐渐减小.在最不利荷载组合作用下,Mises应力最大值为144 MP...     

杭州湾跨海大桥70m预制箱梁出海码头设计与施工技术

杭州湾跨海大桥Ⅷ标段70m整孔预制箱梁单片重约2200t，该箱梁出海码头属沿海地区重级动载类码头，码头设计充分考虑了浪、潮、台风、不良地质等恶劣环境条件的影响，并与施工紧密结合，既显著降低了成本，又实现了设计与施工上的多项技术创新。重点介绍码头设计方案的比选、结构设计及计算要点、主要施工技术。     

某连续箱梁桥底板裂缝检测评估及原因分析

某桥为四跨预应力混凝土连续箱梁桥，主梁拆模后发现梁底出现大量裂缝。为查明裂缝出现的原因以及对桥梁的影响，对主梁进行了检测评估，并采用有限元软件进行了结构检算。检测结果表明：主要病害为箱室空腔下方底板存在横向及其他走向的裂缝，综合桥梁检测和检算结果分析可知，箱梁底板裂缝并非是由预应力损失而导致的梁体开裂，可能为在施工过程中由于养护措施不当、支架变形等因素引起的裂缝，对箱梁的结构使用性能影响不大，但会影响其的耐久性。对裂缝维修处治后，动静载试验结果表明，本桥受力状态良好，校验系数在规范允许范围之内，试验过程中未发现因加载而引起的新裂缝以及旧裂缝扩展。