火灾下预应力混凝土T形截面梁破坏模式研究

为了给出火灾下预应力混凝土薄腹梁的破坏准则,针对火灾下预应力混凝土T形截面梁桥的破坏问题,研究火灾高温传导模式和热传导混合边界条件,设定预应力混凝土T形截面梁的火灾作用模式,分析其温度场分布状态,并给出预应力混凝土T形截面梁变形破坏的计算细节和判定条件。采用热力场耦合计算方法,研究不同火灾模式下预应力混凝土T形截面梁桥的破坏模式,跟踪不同火灾模式下预应力混凝土T形截面梁的梁肋变形和翼缘板变形路径。研究结果表明:仅预应力混凝土T形截面梁的梁肋受火时,梁肋的破坏时间和翼缘板的破坏时间相同,其耐火时间相对于其他受火模式较长;预应力混凝土T形截面梁下部单侧受火时,T形截面梁的截面产生显著畸变,受火侧翼缘板的破坏先于梁肋的破坏,破坏时间提前10min;预应力混凝土T形截面梁下部和顶部均受火时,两侧翼缘板的破坏均先于梁肋的破坏,破坏时间提前10min;预应力混凝土T形截面梁顶板受火或整体受火时,T形截面梁的破坏时间相对较早,为40~60min,顶板受火对预应力混凝土T形截面梁的耐火极限影响显著,该研究可为预应力混凝土薄腹梁的抗火性能研究和抗火设计提供理论依据。     

T形梁桥单面受火后荷载横向分布系数研究

为了研究T形梁遭受单面火灾后,预应力混凝土T形梁桥荷载横向分布系数随延火时间的变化规律,采用Ansys建立实体有限元模型,施加不同的火灾工况,换算T梁截面在高温下的刚度折减,计算受火后梁的荷载横向分布系数并对其时延变化规律进行分析。结果表明:T梁桥在单面受火后,荷载横向分布系数无明显变化。     

П形截面主梁斜拉桥剪力滞效应分析

以温州某∏形截面预应力混凝土梁斜拉桥为背景,采用数值计算方法,通过分析自重、斜拉索索力、预应力、对称活载及其组合作用下的剪力滞效应问题,研究该种桥型主梁剪力滞系数的分布规律。结果表明,∏形断面在单项荷载作用下的剪切变形从梁肋向两侧逐渐减小,且轴向力作用能减弱剪力滞效应;在作用效应组合下,截面出现负剪力滞现象,这亦为同类桥型设计应注意的问题。     

火灾作用下剪力钉抗拔性能研究

为研究钢-混组合梁中剪力钉在不同温度场下的抗拔破坏模态和承载力,以某铁路桥钢-混组合梁为基础设计剪力钉试件,采用Abaqus软件建立试件有限元模型,分析剪力钉试件在双面受火、混凝土单面受火和钢板单面受火3种形式下的抗拔破坏模态、荷载~位移曲线和承载力,并根据承载力结果拟合不同温度下剪力钉的抗拔承载力计算公式。结果表明:钢-混组合梁在常温下和混凝土单面受火时,其受拉破坏模态为混凝土脆性破坏、剪力钉被整体拉出;在双面受火约10min后,其受拉破坏模态变为剪力钉的延性断裂;钢-混组合梁双面受火时,剪力钉的抗拔承载力在短时间内就会受温度影响急剧下降,30min后下降速度变慢,受火15,30,180min时,其抗拔承载力比常温时分别下降33.2%、59.1%、79.1%;混凝土单面受火时,剪力钉的抗拔承载力随受火时间下降较慢,受火180min时,其抗拔承载力比常温时下降10.2%。     

基于HC温升曲线的T梁抗弯承载能力分析

为研究预应力混凝土T梁在火灾后承载能力随延火时间的变化规律,采用ANSYS建立实体模型,通过施加不同的火灾工况,设计材料在高温下的强度折减,计算不同火灾工况下的抗弯承载力并对其安全性进行评估。结果表明,T梁在桥面受火时承载能力衰减程度低,承载力满足要求;T梁腹板底部及多面受火时,承载能力衰减速率先迅速后缓慢,在一段时间后均不满足要求。     

燃油火灾下预应力混凝土梁耐火试验

为研究预应力混凝土（PC）桥梁遭遇燃油火灾时的耐火性能，设计制作了3榀大比例PC简支缩尺模型试验薄腹梁，包括1榀箱形截面梁和2榀双T形截面梁，以荷载水平和截面类型为试验参数，开展了燃油火灾升温条件下PC梁局部受火试验。获取了梁截面混凝土温度和预应力钢束温度变化、跨中挠度变化、有效预应力衰变、裂缝开展、爆裂分布与深度以及耐火极限相关试验数据，深入探索了燃油火灾高温下PC梁的损伤演化规律和破坏模式。试验结果表明：梁截面各测点温度在受火期间随着受火时间的增加其整体趋势不断升高，由于水分的蒸发造成温度曲线在100 ℃~120 ℃之间有一明显的缓平段，箱形截面梁箱内温度在达到100 ℃后几乎保持不变。停火后，混凝土内部和预应力钢束温度持续升高，距受火面距离越远，在停火后升温持续时间越长，预应力钢束在停火后最高升温161 ℃。火灾下PC梁挠曲变形分为受火初期显著增长、受火中期缓慢增长和受火后期急速增长3个阶段，最终由于预应力钢束断裂表现出明显的脆性破坏特征。按常温下适筋梁设计的PC模型试验梁在火灾高温下呈现为少筋梁破坏特征；钢束的有效预应力在火灾高温下表现出先增加、后衰减，最后被拉断应力突然降低的三阶段变化特性。箱形闭口截面梁的混凝土温度和预应力钢束温度均低于双T形开口截面梁，其耐火性能明显优于双T形开口截面梁，破坏时预应力钢束临界温度分别为397 ℃和319 ℃。荷载水平由0.35增加至0.55时，火灾下PC梁耐火极限降低21%，破坏时预应力钢束临界温度由416 ℃降低至319 ℃。研究成果可为PC桥梁耐火试验提供方法指导，为其抗火设计和灾后应急提供理论依据。     

斜拉桥π型主梁恒载剪力滞效应

π型主梁在斜拉桥中得到较为广泛的应用,因梁肋与桥面板刚度不同,截面上产生剪力滞效应,应力分布呈现出不均匀特征。现规范中缺乏对π型主梁剪力滞效应计算的相关规定,且已有研究主要针对箱梁与T梁桥,对π型主梁剪力滞效应研究较少。主梁受自重、预应力以及索力综合作用,剪力滞效应较为复杂,是研究中的难点。本文以某斜拉桥为例,采用有限元方法对π型主梁在最大双悬臂以及成桥2个关键施工工况下的恒载剪力滞效应展开研究。     

轴向荷载横桥向对称布置下的双主肋主梁剪力滞效应

针对斜拉桥双主肋主梁等工程实际,研究轴向荷载作用位置相对截面形心在横桥向对称偏移时的双主肋主梁剪力滞效应,推导了桥面板上任一点正应力和剪力滞系数的计算公式。结果表明:当轴向荷载横桥向作用位置从ξ=0向ξ=b对称移动时,桥面板将经历负剪力滞效应-无剪力滞效应-正剪力滞效应的变化过程,结论与有机玻璃模型Ansys解吻合良好。轴向荷载横桥向对称变位引起的双主肋主梁剪力滞效应明显,建议在结构设计时予以考虑。     

波纹钢腹板与平钢腹板组合T梁桥力学性能对比分析

为研究波纹钢腹板-混凝土组合T梁桥与平钢腹板-混凝土组合T梁桥力学性能优劣,以某3跨钢-混组合连续T梁桥为背景,采用非线性有限元软件建立2种腹板(平钢腹板和波纹钢腹板)形式的全桥实体模型,分析二者在车辆偏载作用下桥梁的纵向弯曲、横向挠曲、刚性扭转及稳定性能,并进行对比。结果表明:与平钢腹板-混凝土组合T梁桥相比,波纹钢腹板-混凝土组合T梁桥抗弯刚度可提高10%,桥面板抗裂性可提高约20%,两者剪力滞系数接近;两者纯扭刚度相差不大,整体横向挠曲性能接近;波纹钢腹板-混凝土组合T梁桥扭转刚度略大,跨中最大转角约为平钢腹板-混凝土组合T梁桥的85%,腹板扭转附加剪应力不到平钢腹板-混凝土组合T梁桥的一半;波纹钢腹板-混凝土组合T梁桥的前5阶屈曲因子是平钢腹板-混凝土组合T梁桥的5~8倍,线弹性稳定性极大,且腹板无需额外设置加劲肋,经济优势较大。     

预应力混凝土空心板梁火灾中行为特点的试验研究

桥梁结构遭受火灾时内部会产生不均匀的温度场,温度场的分布及其随时间的变化十分复杂。开展室内火灾试验,使3片足尺预应力混凝土空心板梁经受不同程度的火损,探究试验梁的温度场分布、梁体变形以及应力应变的变化规律。3片试验梁在相同的火场温度(仅受火时间不同)下进行火灾模拟,各片梁的爆裂程度却不相同,在进行温度场计算时需考虑每片梁的混凝土爆裂程度。借助有限元软件ANSYS模拟梁体的温度场时考虑实际爆裂情况,得到的计算结果与试验数据吻合度较好。各片梁经受火灾时的应变变形具有相似的规律性,借助有限元软件ABAQUS得到梁体的受力和变形计算模型,计算结果显示在火损时间小于1 h时,模型与实测吻合较好,可用于分析大部分的实际火灾情况。     

大跨连续组合箱梁桥的概念设计

简要说明大跨连续组合箱梁桥概念设计的意义,明确概念设计阶段应该考虑的主要技术问题.从总体布置、负弯矩区设计方法、结构关键构造、施工方法及其与设计的结合等方面,对该桥型概念设计所应把握的规律与要点进行分析论述.对负弯矩区桥面板设计原则、钢梁局部屈曲理论与构造的发展、设计与施工的相互依存性等关键问题的技术动态进行阐述,并指出其对大跨连续组合箱梁桥的技术与经济竞争力十分重要.     

重庆石板坡长江大桥复线桥主跨的合龙

重庆石板坡长江大桥复线桥主跨(330 m)的103 m钢箱梁段为整体吊装合龙,在温度变化下的大尺寸合龙是技术难度较高的工作。介绍在桥梁设计中对合龙的考虑和实施结果。     

96 m简支钢桁梁设计

太中线中宁黄河特大桥和永宁黄河特大桥分别采用了6-96 m双线简支钢桁结合梁和13-96 m单线简支钢桁结合梁。设计中重点对混凝土桥面板与桥面系纵横梁的结合形式、混凝土桥面板是否参与结构体系受力、高低桥面系结构形式,以及整体节点构造等设计施工中的关键性技术问题进行了深入的分析研究,确定了96 m简支钢桁结合梁合理的结构形式。     

新型 Y 形主梁大跨度桥梁方案设计研究

Y形主梁一般应用于小跨径人行桥,但实际工程中,有时也需要建设主梁呈Y形、主梁各分支交点处无条件设置桥墩的大跨度车行桥。为了适应上述条件要求,一种由“撑杆-主梁”组合受力的新型Y形主梁大跨度桥梁结构体系被提出。通过分析该结构体系的传力机制,介绍了采用该结构的某桥梁工程的设计方案和受力情况。同时,采用有限元软件分析并总结了该结构体系随主梁水平夹角变化的内力和反力变化规律,为类似建设条件下的桥梁设计提供了有益参考。     

斜交多跨预应力混凝土连续梁桥加宽技术方案研究

对某斜交多跨预应力混凝土连续箱梁的横向拼宽问题进行拼接方式分析,并定性研究拼接后支承条件的变化及其相关因素对原结构(老桥)受力的影响。拟订了3种拼接方案,对比分析了其施工难易程度和拼接前后结构的受力特点,并对有关截面进行了修正。分析表明,对该桥进行拼接在技术上是可行的。     

U型梁架桥机架设施工的关键技术

U型梁目前在全国各地的轨道交通建设中得到了越来越多的应用,但是其架设安装技术目前仍仅限于吊机吊装或龙门吊安装这一模式。现场施工条件的复杂性大大限制了U型梁的推广使用。结合上海市轨道交通11号线3标段的U型梁架设,对U型梁架桥机架设的关键技术进行了系统性的研究。实施过程表明该技术安全可靠,对今后的U型梁施工具有一定的借鉴意义。     

哈大客运专线900t箱梁架设施工质量控制

大吨位预制箱梁因其体积大、重量大,而使得吊、运、架难度大,施工质量和安全也难以保证.该文结合哈大客运专线900t箱梁成功架设经验,详细介绍了混凝土简支箱梁吊装、运输、架设过程中采用"四点受力三点平衡"、"对位、落梁"、"平面、高程控制"以及"支座灌浆"等关键工序质量控制措施,为同类工程提供有益的参考.     

先简支后连续箱梁模型弹性试验研究

详细介绍了32 m先简支后连续箱梁模型的试验情况.通过逐级加载试验,得到了模型梁在弹性阶段的竖向位移、纵向应力、支座反力的规律,并对试验结果进行分析.     

大跨度连续钢箱梁桥设计与施工

上海中环线跨共和新路立交(44 79 44 37)m连续钢箱梁桥跨径长、规模大,桥面变宽度30.8~44.1 m。为维持既有共和新路高架和地面道路的交通,采用少支架大节段拼装法施工,在施工过程中调整线形和内力,体系转换后箱梁应力和线形取得满意的结果。介绍该桥的主要设计与施工特点。     

预应力空心板梁梁高的优化设计

该文通过实际工程对预应力空心板梁梁高进行了分析研究。根据目前运营桥梁的预应力空心板梁检测结果,运营桥梁部分存在因预应力空心板梁梁高过小而引起的梁体破坏现象,这大大地降低了桥梁使用寿命。经对梁高对比验算,从结构受力及经济性等方面,分析了预应力空心板梁梁高的优化对桥梁的重要影响。