连续刚构桥V形墩的极限承载能力分析

依托某双幅大跨度V形墩预应力混凝土连续刚构桥工程,运用有限元软件ANSYS建立了V形墩的关键节点三维实体非线性模型,分别对其截面、腿钢筋应力及裂缝分布在极限状态与正常使用极限状态下的承载能力进行定量分析,同时参照现场实测数据,将V形墩承载能力进行修正。得出结论:在承载能力极限状态下,V形墩处于大偏压破坏,允许K值约为9;正常使用极限状态,V形墩钢构截面的边缘最大压应力控制着允许活载超载系数,K值约为6;钢筋应力与裂缝宽度在相关规范约束下允许的活载超载系数约为6;通过考虑V形墩刚构桥在成桥后及使用前的实测应力与理论应力差异,得出修正后V形墩的允许K值为4.8,减小幅度达20%。     

大跨度连续刚构桥V形墩极限承载力研究

奉化江南翔桥为（80＋130＋80） m双幅三跨V形墩混凝土连续刚构桥,V形墩斜腿采用单箱双室预应力钢筋混凝土箱形结构。为确保该桥通行安全,了解V形墩在运营状态下的实际极限承载力,采用有限元法建立V形墩三维实体非线性模型,定量分析承载能力极限状态及正常使用极限状态下,以允许活载超载系数 K为表征的V形墩极限承载力,并结合现场监测数据,对 K值进行修正。结果表明：V形墩在截面承载能力极限状态下的允许 K值约为9,破坏形态为大偏压破坏;在正常使用极限状态下的允许 K值约为6,由截面边缘最大压应力控制;在V形墩的钢筋应力及裂缝宽度限制条件下的允许 K值约为6;以V形墩实测的成桥应力代替相应状态下的理论值,修正后的允许 K值约为4．9,该桥V形墩在运营状态下的实际极限承载力较高。     

钢筋混凝土连续弯箱梁桥病害原因分析与加固处理

采用Midas/Civil有限元软件建立某高速公路匝道桥有限元模型,计算结果表明:原桥梁设计设计合理;即使活载增大1倍,桥梁上部结构仍能满足承载能力极限状态要求,但部分截面开裂,裂缝宽度不满足正常使用极限状态;通过正常使用极限状态裂缝宽度反推活载可以看出,当活载增大到原设计活载的1.27倍时,9号墩顶最先达到正常使用极限状态,这说明桥梁检测中发现的裂缝有可能是由超载车辆引起;粘贴钢板、粘贴碳纤维两种加固方案均可行,综合两种加固方案的分析结果,粘贴钢板加固方案较为合理,在实际工程中采用粘贴钢板加固方案,加固以后结构承载能力有一定提高。     

初始应力状态对加固后混凝土梁力学性能的影响

加固后混凝土梁的力学行为与加固时的既有截面初始应力状态密切相关,为了解在不同的初始应力状态下加固混凝土梁的力学性能,通过模型试验,对3片结构参数相同的混凝土试验梁,分别在不同的初始应力状态下采用增大截面法加固,并进行正常使用极限状态与承载能力极限状态下的加载试验,对试验梁的承载力、钢筋与混凝土的应变及裂缝发展过程进行分析。结果表明:在不同的初始应力状态下,加固混凝土梁的正常使用极限状态的承载力存在明显差别;加固后混凝土梁的变形不满足平面假定,其承载力计算必须考虑分阶段受力的影响;初始应力状态对极限承载力影响不大。     

刚构-连续组合梁桥在矮墩大跨桥中的应用分析

以某主跨为(70+120+70)m的矮墩大跨桥为例,通过对预应力砼连续梁桥、预应力砼刚构桥、预应力砼刚构-连续组合梁桥在持久状况正常使用极限状态下正截面抗裂和持久状况下正截面压应力对比,分析预应力刚构-连续组合梁桥用于矮墩大跨桥的优势。     

体外预应力节段预制胶拼梁抗弯极限承载能力模型试验研究

为研究体外预应力节段预制胶拼梁的抗弯极限承载能力和破坏模式,以某3×30m一联连续箱梁桥为背景,以偏不利的实桥中跨为研究对象,根据相似理论,设计制作了一跨缩尺比为1∶3的10m简支工字型试验梁,按照设计承载能力极限状态跨中最大正弯矩荷载组合和活载超载2个阶段进行了分级加载试验。结果表明:跨中最大正弯矩工况下,梁体强度和刚度满足设计要求,结构整体受压,处于弹性受力状态;超载工况下,梁体底板逐渐消压,跨中附近接缝截面底板开裂,随后裂缝逐渐变宽并竖直向上延伸,直至荷载超过接缝截面抗力设计值后,顶板局部混凝土压碎,而钢绞线未屈服;体外预应力节段预制胶拼梁具有较大的抗弯极限承载能力,可能发生的破坏模式为跨中附近接缝截面顶板混凝土受压破坏。     

预应力砼Ⅴ形墩刚构桥墩身截面弯矩-曲率分析

介绍了Ⅴ形墩截面弯矩-曲率分析的基本理论和基本假定,分析了砼Mander本构模型和钢筋应力-应变双折线模型;以某预应力砼Ⅴ形墩刚构桥为例,基于砼Mander本构模型和钢筋应力-应变双折线模型,应用有限元软件MIDAS/Civil分析Ⅴ形墩截面的弯矩-曲率曲线,为桥梁墩身的延性计算提供借鉴。     

运营状态下特大悬索桥无损检测及承载能力评估

为评价特大悬索桥在运营状态下的承载能力状态,选择某长度为1 108 m的双铰钢桁梁悬索桥作为研究对象。通过现场无损检测的方法确定桥梁结构的各分项检算系数,同时,利用有限元软件构建桥梁数值模型,考虑不同荷载工况下的桥梁承载能力状态。结果表明,桥墩结构强度、变形和裂缝宽度符合正常使用极限状态要求;加劲梁承载能力经过系列验算后,均能满足承载能力使用要求;对比悬索桥重要构件吊索在损伤前后的索力发现,计算索力值小于修正后的应力限值,说明吊索受力处于安全状态。总体而言,考虑桥梁的折减系数后,桥梁实际承载能力整体有所削弱,但仍能满足原设计使用要求。     

超宽整幅式中央双柱墩大悬臂下部结构 的静、动力分析

以某工程项目上、下层共线设计的超宽整幅式中央双柱墩大悬臂下部结构为例,如何保证盖梁施工阶段应力状态、正常使用极限状态按全预应力设计、活载按单幅桥满载且最外车道超载最不利布置、地震作用下结构的安全问题,则成为需重点研究的内容,因此有必要对本项目推荐的下部结构进行静、动力分析,以保证结构的安全。     

预制超高性能混凝土π形梁桥的设计与初步试验

为解决传统混凝土简支梁桥接缝多、易开裂、耐久性低等问题,提出一种新型预制超高性能混凝土（UHPC）π形梁桥结构。研究了超高性能混凝土π形梁桥的主梁形式,并与相同30 m跨径传统混凝土T形梁桥进行了对比,结果表明其自重仅为传统混凝土T形梁桥的47%。参考材料试验结果,取设计用UHPC受压本构关系为线弹性,受拉本构关系为理想弹塑性,并根据法国超高性能纤维配筋混凝土（UHPFRC）结构规范对π形梁进行承载能力极限状态及正常使用极限状态下的配筋设计。为探究超高性能混凝土π形梁的抗剪及抗弯性能,对2根1：2截面缩尺梁模型进行试验研究及非线性有限元分析。结果表明：超高性能混凝土π形梁桥的初裂应力及承载能力均满足工程要求;纵向配筋率的提高能够显著提高梁底纵向开裂应变,限制裂缝开展;按法国规范计算相应荷载下的裂缝宽度值大于试验测量值,理论计算偏安全;试验值与模拟值吻合较好,验证了ABAQUS损伤塑性模型中所取材料参数的准确性和适用性;受拉塑性参数中的极限拉应力对于模拟结果影响较大,需根据试验获得准确数值。     

宁波南翔桥V墩实体分析

V墩连续刚构桥由于造型美观,经济性较好,近年来有不少应用。V墩连续刚构的斜撑与梁和基础刚接,其交叉处受力比较复杂,必须细致地研究处理,避免出现裂缝。通过对宁波南翔桥V墩的实体分析,优化了空心与实心截面的过渡倒角,加大了0号段底板的圆弧半径,合理配置了普通钢筋。宁波南翔桥V墩设计及分析结果可为类似结构提供一定的参考。     

UHPC-T形梁斜截面抗裂性能试验

为研究UHPC梁的斜截面抗裂性能并提出合理的评价指标和设计建议，以期能充分利用UHPC超高的抗拉性能及优秀的裂缝控制能力，设计了5片预应力UHPC-T形梁，并完成其静力加载模型试验，试验参数为剪跨比、箍筋和钢纤维含量，获得了开裂荷载、裂缝分布和应变等关键试验结果。试验结果表明：当剪跨比增加时，开裂荷载会减小，斜裂缝宽度的发展速度却加快；箍筋对开裂荷载影响较小，但能抑制斜裂缝的发展；钢纤维含量的增加会提高开裂荷载和减缓斜裂缝的发展速度。根据材料力学公式推导出斜截面开裂剪力计算公式，进一步采用极限平衡法建立正常使用阶段斜裂缝宽度的计算方法，计算值与试验值吻合良好且偏于安全。通过计算实测开裂剪力作用下斜截面的主拉应力可知：开裂时斜截面的主拉应力会超过UHPC的抗拉强度，不仅体现了UHPC的应变硬化特性，还反映了UHPC梁良好的斜截面抗裂性能。对比各国规范的斜截面抗裂设计规定，中国规范建议稿的容许应力值较为保守。基于开裂时的主拉应力水平和各国规范规定，建议放宽整体预应力UHPC梁的主拉应力限值，取为60%的弹性极限抗拉强度并考虑纤维分布的不均匀性。对于允许开裂的UHPC梁，应验算正常使用阶段的...     

基于可靠度的钢筋UHPC受弯梁材料分项系数研究

为确保规范的计算公式满足可靠度要求,对在编《公路桥涵超高性能混凝土应用规范》正截面抗弯承载力表达式中的UHPC材料分项系数进行分析与校准。基于现有文献,收集整理中国共648个UHPC抗压强度、210个抗拉强度和53根受弯梁的试验数据,得到相关变量的统计参数。随后建立4 158根UHPC受弯梁的计算空间,采用蒙特卡洛模拟对其进行可靠指标计算与敏感性分析,考察截面类型、材料强度、截面纵筋率及活恒载效应比等参数对钢筋UHPC受弯梁可靠指标的影响。基于分析,对计算空间进一步细分,以截面纵筋率为0.05、活恒载效应比为0.05~0.5的T形梁截面可靠指标均值达β_T=4.2为目标,校准钢筋UHPC梁受弯状态下的UHPC材料分项系数。研究结果表明：抗力统计参数中,UHPC抗压强度、抗拉强度以及梁抗弯承载力计算误差均不拒绝正态分布;受弯状态下UHPC梁截面可靠指标主要受活恒载效应比与截面纵筋率的影响,而材料强度影响较小;活恒载效应比越低,截面纵筋率越高,其可靠指标越低;当活恒载效应比从0.05升至1.0时,可靠指标提升幅度较大;且活恒载效应比大于0.5时,可靠指标均高于4.2。当截面纵筋率从0.005升至0.05时,可靠指标下降较为明显;而当截面纵筋率高于0.05后,可靠指标几乎保持不变;同等条件下,矩形截面梁的可靠指标要稍高于T形截面梁;建议钢筋UHPC梁受弯状态下的UHPC材料分项系数取值为1.3。     

增大截面加固简支T梁的简化配筋方法

为了简化增大截面加固简支T梁在抗弯承载能力极限状态下的配筋设计过程,提出了简化配筋方法。该方法首先假设新增纵向钢筋应力未达到其设计强度值,结合截面力的平衡和变形协调不等式得到满足假设条件的一般要求,进一步推导出满足假设条件的配筋范围,根据配筋确定其最终状态后选择相对应的公式进行抗弯承载能力复核。     

百米箱形高墩柱模型试验与分析

南昆线清水河大桥主跨为７２ｍ＋１２８ｍ＋７２ｍ ＰＣ连续刚构桥，其４号墩高１００ｍ，是国内最高的铁路桥墩。为了检验设计。进行了１／１４缩尺的变截面箱形高墩桩的模型试验。试验结果表明，在使用荷载和最不利施工荷载下，控制截面混凝土和钢筋应力以及墩顶水平挠度的实测值与计算值符合良好，破坏试验说明，高墩柱具有足够的安全储备。     

预应力混凝土板梁承载能力的测试与评价

采用重力加载系统，模拟预应力混凝土板梁在正常使用极限状态的荷载效应，对试验板梁的应力、应变、挠度和裂缝进行理论计算，通过理论值与实测结果的对比分析，评价试验板梁的承载能力。     

无粘结部分预应力混凝土受弯构件设计方法

为满足承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求，必须对无粘结部分预应力混凝土受弯构件进行合理设计。论文建立了无粘结部分预应力混凝土受弯构件截面设计分析方法，首先采用预应力比率法来确定无粘结预应力筋和有粘结非预应力筋的用量，而后检查构件的实际预应力度是否满足结构的要求，并分析验算的实际抗弯强度及正常使用极限状态构件的应力、挠度、裂缝宽度。文中还给出一个设计示例。     

持续荷载与氯离子共同作用下RC梁抗弯试验研究

开展了超载和氯离子侵蚀共同作用下RC梁的抗弯破坏试验,研究了荷载等级对RC梁钢筋锈蚀率、挠度以及剩余承载力的影响.首先,进行无氯离子侵蚀作用梁的抗弯极限承载能力试验,并基于规范对挠度的规定确定了RC梁超载状态与正常使用荷载状态之间的界限.在此基础上,采用电化学的方法实现钢筋的加速锈蚀,并进行了正常使用荷载状态及两级超载作用下RC梁受氯离子侵蚀后的抗弯试验.结果表明,超载对钢筋的腐蚀,挠度的增长有放大作用,对承载力的减小有着明显的影响.实际工程中的结构绝大多数都是承受荷载与腐蚀的共同作用,在对结构进行耐久性评估时,应同时考虑以上两种因素.     

连续箱梁桥加固技术及加固效果分析

以广州番禺某连续箱梁桥加固为工程背景,采用BRCAD系统分析与规范计算相结合的分析方法,对连续箱梁桥的加固技术和加固效果进行了分析与对比。结果表明,采用主桥箱梁体外预应力加固、墩顶箱梁增设横梁及腹板粘贴钢板封闭加固裂缝带的桥梁加固方案对连续箱梁桥加固效果明显,加固后恒载作用下桥体各截面拉应力及主拉应力有不同程度的减少,主跨及附近两边跨在正常最不利荷载组合作用下,下边缘受拉区域有较大的减少,桥体的极限承载能力有较大提高。     

某高速公路跨线桥钢束钢绞线崩断对结构的影响分析

介绍了抚吉（抚州-吉安）高速公路B1标某跨线桥钢束钢绞线崩断的事故经过,采用MIDAS／CivnV2012软件进行控制截面永存正应力计算,桥梁博士V3．03进行承载能力极限状态和正常使用极限状态短期、长期效应组合验算,结果表明钢绞线崩断对结构影响较小,验算参数满足规范要求。