不同温度场改良条件下箱梁温度应力的细部分析

现有不会出现拉应力的全预应力混凝土箱形梁的某些局部位置,经常产生不少严重的裂缝;针对这一现象,以我国桥规中温度梯度为基础,通过有限元软件Midas FEA模拟连续刚构桥0号块温度场的不同程度改良,对比仿真分析箱体结构在升降温条件下,纵、横向温度应力分布规律及其改良幅度;并研究了温度梯度不同改良程度下,箱梁顶板温度应力沿顶板高度的分布情况。得出结论,当箱梁内外温差由规范的14℃改良为10℃与5℃时,温度应力改良幅度为分别为原来的28%与64%左右,改良幅度较明显;箱体结构的温度主应力主要分布在表层20cm内,为表层应力。     

下白石大桥箱梁悬臂施工控制技术研究

下白石大桥为145 2×260 145m的大跨度预应力混凝土连续刚构桥,大桥施工监控中根据施工量测反馈数据,运用神经网络理论方法进行计算参数的识别,采用自适应控制系统理论,对大跨度桥梁的挠度进行预测,指导下阶段的施工;在箱梁适当位置放置温度传感器,实测箱梁水化温度在箱梁顶板、腹板以及底板的温度分布情况;研究混凝土材料水化热放热的特性,得到箱梁水化放热温度分布规律;选取箱梁控制截面,埋设应力(应变)传感器,并与理论值比较,得到了施工过程中连续刚构桥的应力变化规律;通过测量施工过程挠度以及温度随时间同步变化规律,得到了施工过程中温度对长悬臂箱梁挠度的影响规律;并在成桥后进行长期监测,得到了连续刚构桥桥面线形的长期变化规律.     

横向温度梯度对连续刚构桥应力和变形的影响

为分析横向温度梯度对直线、曲线连续刚构桥应力和变形的影响,该文采用对比分析法及二元方差分析法,通过建立有限元模型得出了横向温度梯度对连续刚构桥应力和变形的影响规律。结果表明:平曲线半径变化显著影响横向温度梯度作用下的连续刚构桥的应力和变形;横向温度梯度显著增大直线及曲线连续刚构桥箱梁截面一侧的压应力,同时明显增大连续刚构桥的横向变形。     

广东虎门辅航道连续刚构桥混凝土箱梁的温度梯度研究

根据广东虎门辅航道连续刚构桥混凝土箱梁日照作用下的温度观测结果,研究箱梁沿断面高度方向的温度梯度分布规律。在参考国内外相关规范基础上,采用非线性回归方法提出该桥混凝土箱梁的温度梯度模式。利用空间有限元计算手段,针对箱梁的变形和应力对温度梯度模式的敏感性进行对比分析。研究结果表明,温度梯度模式对结构性能的影响很大。依据该桥温度观测数据提出的温度梯度计算模式可作为连续刚构桥混凝土箱梁日照温差作用下结构计算的重要参考。     

基于实测的混凝土箱梁腹板横向温度效应研究

为研究混凝土箱梁腹板横向温度梯度的特征以及横向温度梯度对桥梁结构应力的影响,以某大桥连续刚构辅桥为背景,对混凝土箱梁腹板横向温度效应进行研究。该桥为主跨268m的连续刚构桥,南北走向,分幅布置,墩顶处混凝土箱梁腹板厚度达到1m。基于该桥1年的实测温度,首先使用最小二乘法拟合实测温度,得到箱梁腹板横向正、负温度梯度;然后通过有限元方法计算分析实测温度梯度中考虑与不考虑腹板横向温度梯度时的温度效应。研究结果表明:腹板横向正温度梯度可只考虑单侧腹板,腹板横向负温度梯度则考虑腹板两侧对称布置;考虑腹板横向正温度梯度时,底板上缘拉应力增值较大;考虑腹板横向负温度梯度时,腹板外侧纵向应力由压应力变为拉应力,应力明显增大,混凝土箱梁腹板的横向温度效应在桥梁设计中不可忽略。     

基于实测的混凝土箱梁腹板横向温度效应研究北大核心

为研究混凝土箱梁腹板横向温度梯度的特征以及横向温度梯度对桥梁结构应力的影响,以某大桥连续刚构辅桥为背景,对混凝土箱梁腹板横向温度效应进行研究。该桥为主跨268m的连续刚构桥,南北走向,分幅布置,墩顶处混凝土箱梁腹板厚度达到1m。基于该桥1年的实测温度,首先使用最小二乘法拟合实测温度,得到箱梁腹板横向正、负温度梯度;然后通过有限元方法计算分析实测温度梯度中考虑与不考虑腹板横向温度梯度时的温度效应。研究结果表明:腹板横向正温度梯度可只考虑单侧腹板,腹板横向负温度梯度则考虑腹板两侧对称布置;考虑腹板横向正温度梯度时,底板上缘拉应力增值较大;考虑腹板横向负温度梯度时,腹板外侧纵向应力由压应力变为拉应力,应力明显增大,混凝土箱梁腹板的横向温度效应在桥梁设计中不可忽略。     

预应力混凝土箱梁应力测试技术研究

通过讨论钢弦式应变计在预应力混凝土连续刚构桥施工监控中箱梁关键性控制截面应力测试的应用,研究了混凝土箱梁的应力测试方法,分析了由温度、混凝土弹性模量和混凝土收缩与徐变所带来的应力测试误差,使混凝土构件的实测应力更接近于结构真实应力。以某预应力混凝土连续刚构桥为工程背景,利用钢弦式应变计进行箱梁悬臂浇筑过程的应力跟踪测试,得到较为准确的箱梁结构实测应力。     

梅山龙宫资水大桥施工监控计算

针对实际工程梅山龙宫资水大桥大跨柱式墩预应力混凝土连续刚构桥,采用结构有限元软件,按施工过程,建立分析模型,分析获得了箱梁累计挠度和关键位置的应力。结果表明:成桥后考虑10 a徐变作用,箱梁最大累计挠度产生在边跨,其值为-54 mm;成桥阶段,箱梁全截面受压,其底板压应力大于顶板压应力,最大值为-10. 1 MPa,结构强度满足要求。计算成果为大桥悬臂施工线形、应力监控提供理论依据。     

刚构桥施工监控成桥线形温度因素控制分析

文章以某空腹式连续钢构桥施工作为工程背景,对刚构桥施工时的温度场和温度效应所引起桥梁线形的改变加以研究。以2h作为时间间隔对施工阶段的温度场信息进行了采集,用指数函数对箱梁截面的竖向温度梯度函数进行拟合。采用有限元的方式建立了某桥关键截面的节段模型,研究了上部结构关键截面温度梯度分布,并以此进行模拟分析了时变温度荷载作用下的刚构桥线形变化的影响,为桥梁施工、设计提供参考。     

连续刚构桥聚酯纤维混凝土0号块受力性能研究

为研究聚酯纤维混凝土连续刚构桥0号块箱梁的空间受力,文中以江西省枇杷洲右溪聚酯纤维混凝土连续刚构桥为背景,建立全桥有限元模型及0号块箱梁实体模型,通过对比桥梁施工过程中关键截面的监测应力验证模型准确性,进而分析最大悬臂与成桥工况下0号块箱梁的应力变化规律。结果表明,聚酯纤维掺入后的0号块箱梁在2种工况下,顶、底板顺桥向应力变化规律一致且应力分布均匀;2种工况下,顶板应力变化幅度不超过2.5 MPa,底板变化幅度约为1 MPa;此外,箱梁横隔板部分位置出现拉应力,最大拉应力为0.305 MPa,需加强横隔板位置处配筋。     

混凝土弯连续刚构桥二维温度梯度效应研究

根据热传导原理采用有限元法研究了混凝土箱梁温度场分布规律,结合现行桥梁规范温度梯度模式,建立了2种混凝土箱梁A类、B类二维温度梯度模式,分析了混凝土弯连续刚构桥在二维温度梯度与一维温度梯度作用下的温度效应。根据研究结果,建议结合桥梁方位应用A类二维温度梯度分析大跨径弯连续刚构桥的温度效应。     

预应力砼箱梁温度效应研究

针对温度荷载作用引起预应力砼箱梁桥产生的裂缝问题,结合某箱梁桥,建立有限元三维模型进行数值模拟,对比分析在中、英、美规范中温度梯度荷载分布模式下预应力砼连续箱梁的温度效应。结果表明,预应力砼连续箱梁在温差作用下温度效应显著,中国规范中的竖向温度梯度分布模式与美国AASHTO规范和英国BS5400规范有一定差异,在考虑温度效应时选取合适的温度梯度分布模式至关重要;各国规范在竖向正温差作用下的温度应力均超过砼抗拉强度设计值,砼结构可能开裂,实际工程中应对桥梁截面温度进行监测以准确把握结构受力情况;进行宽桥设计时不容忽视横向温度梯度的影响。     

大跨度混凝土连续箱梁桥温度效应研究

为探明大跨度混凝土箱梁桥施工及成桥阶段的温度场及温度效应，以某实际箱梁桥为研究对象，基于现场监测的温度数据，拟合得到日照作用下混凝土箱梁的竖向温度梯度模式，并在此基础上，建立桥梁各阶段的温度效应结构计算模型，重点研究了箱梁桥在现场监测及各国规范规定的温度梯度模式下的温度应力及竖向挠度分布规律，分析了现场监测得到的最不利竖向温差模式下混凝土箱梁截面的横向及竖向温度应力分布规律。研究结果表明：1)中国《铁路桥涵混凝土结构设计规范》(TB 10092—2017)规定的温度梯度模式的计算结果与依托工程桥梁现场监测结果一致性最好，英国桥梁规范接近；2)混凝土箱梁的顶板和底板主要承受横向温度应力，腹板主要承受竖向温度应力。     

内蒙古黑沟特大桥施工控制方法研究

连续刚构桥在施工阶段有其自身的结构特点,文章结合内蒙古黑沟特大桥工程实例,探讨了预应力混凝土连续刚构桥的施工控制方法。通过建立全桥有限元模型,模拟桥梁的施工过程,计算了桥梁各个施工阶段的位移和应力值,与施工现场的实测数据进行了对比分析,得到箱梁不同截面、不同施工阶段的应力和挠度变化规律,各节段预应力钢束的张拉质量和应力储备情况,实现了实时监控,达到了设计要求和预期目标。     

高速公路连续刚构桥车桥耦合振动与行车舒适性研究

基于西北某高速公路连续刚构桥梁,对车桥耦合振动与行车舒适性进行了研究,结果表明,随速度的增大,跨中截面的动挠度冲击系数也会随之出现增加的趋势,尤其是中跨跨中截面的动挠度冲击系数会出现明显增大的现象,边跨跨中界面的动挠度冲击系数则增加并不显著,而波形刚腹板连续刚构桥的中跨和边跨跨中界面的动挠度冲击系数则相比于混凝土腹板结构的刚构桥而言,增加更为明显。同时伴随着高速公路路面的平顺程度等级的不同,其跨中振动感也会随着有所差异,当其降低的时候,波形刚腹板组合箱梁连续刚构桥的跨中截面振动效果更为强烈,其冲击系数和动挠度也出现大幅上升现象,因而对于连续刚构桥的车桥耦合振动现象而言,路面不平顺度也是十分重要的影响因素。而对于不同的路面平顺度的前提下,研究表明波形钢腹板组合箱梁连续刚构桥振动要比混凝土腹板连续刚构桥大。随车重的增加,墩顶纵向位移随之增大,两种桥型中跨跨中及边跨跨中截面动挠度冲击系数的增长情况均呈现波动性起伏,但是总体而言,波形刚腹板连续刚构桥的中跨和边跨跨中界面的动挠度冲击系数则相比于混凝土腹板结构的刚构桥而言,增加更为明显。路面等级与车速均是影响行车舒适性的主要因素,路面等级较低时,车桥系统振动会加剧。     

连续刚构桥悬臂浇筑施工中停工对截面挠度影响研究

依托某在建连续刚构桥监控项目,采用有限元软件模拟实际施工过程,分析了连续刚构桥悬臂施工过程中停工阶段截面挠度实测值和理论值差异;并对不同停工位置,不同停工时间分各种情况展开研究;对影响停工阶段截面发生挠度值大小和方向的主要原因进行了总结。结果表明,不同停工位置、不同停工时间产生截面挠度均有较大差异;应力环境变化对停工阶段徐变效应产生截面挠度影响比重较大。实际施工过程中应依据停工时间、环境要素、工程特点结合仿真模型预估结构悬置期间可能挠度值,做好主动调整。     

预应力混凝土箱梁结构日照温差应力分析

预应力混凝土桥梁受太阳辐射,结构表面至一定厚度范围内将产生温度差,与此同时,梁体自身对其内部纤维形成约束,从而出现温度应力。运用ANSYS软件建立了连续刚构桥主梁实体单元模型,重点考虑温度梯度影响,通过对比分析不同形状梁截面对温度应力的反应,得出腹板与顶板间加腋对腹板因温度梯度引起的拉应力影响甚微。提出腹板温度应力对预应力混凝土桥梁结构的设计过程影响甚重,须加以考虑,可供同型桥梁设计参考。     

分阶段施工对成桥后温度效应仿真分析的影响

以山西某座连续刚构桥为例,运用有限元软件Midas Civil仿真分析了悬臂施工阶段中的收缩徐变等因素对结构成桥后箱梁应力的影响,得出了2种工况下由整体升降温以及温度梯度升降温而引起的温度应力,变化趋势一致,两者之差很小,只有在边中跨和中跨附近下缘的温度应力有较小的出入。最终得出采用有限元软件研究桥梁结构温度效应中是否考虑施工阶段对分析结果影响不大,可以省去施工阶段的分析。     

大跨径曲线连续刚构桥冲击系数影响因素

针对大跨径曲线连续刚构桥的结构特点,以白土北江特大桥主桥为例,研究不同曲率半径对大跨径连续刚构桥冲击系数的影响。建立不同曲率半径的连续刚构桥有限元模型,利用车桥耦合振动方程得出响应峰值的相应变化规律。研究表明,在曲率半径较小时,结构最不利截面冲击系数变化较大。随着曲率半径的增大,控制截面挠度、弯矩和扭矩冲击系数都呈减小趋势,但当曲率半径为250m,冲击系数值较大;墩顶截面弯矩冲击系数变化幅度较小,但扭矩冲击随曲率半径增大而增大。     

连续刚构桥施工监测及参数敏感性分析

连续刚构桥有其自身的结构特点和施工技术,为研究连续刚构桥施工控制过程中各类参数对其结构力学行为的影响程度,以跨越桃江的某连续刚构桥为工程依托,通过有限元模型对连续刚构桥施工监控的主要参数进行单参数敏感性分析,并结合实桥的监测数据进行对比分析。结果表明,容重、预应力损失、施工荷载、年温差对主梁的挠度有很大影响,为主梁线形的主要控制参数;容重、预应力损失、局部日照温差对主梁应力影响显著,为主梁应力的主要控制参数;弹性模量参数对主梁的挠度与应力影响很小。线形、应力监测数据表明：桥梁的线形流畅,符合设计要求;实测应力稳定,变化趋势一致,可认为结构是安全的。