混凝土斜拉桥索力与预应力耦合优化

在影响矩阵思想基础上,提出基于施工过程的混凝土斜拉桥成桥内力确定方法。该方法耦合优化索力及预应力,以施工拉索初张力和预应力为设计变量,建立其对结构内力的影响矩阵,以施工阶段各控制截面应力及索力满足规范要求且索力均匀为约束条件,选取合适的成桥内力及用索量最小为目标函数,采用多目标方法优化成桥内力。该方法实现了索力与预应力的同步优化,保证了施工安全和成桥结构受力合理。     

多跨长联预应力混凝土连续箱梁桥的次轴力分析

悬臂浇筑施工的多跨长联连续箱梁桥,张拉合龙束,合龙束预加力压缩梁体产生轴向变形,合龙口一侧支座摩阻力会约束梁体轴向变形,故产生预加力次轴力。次轴力和次弯矩一样,是预应力次内力的一项,且次轴力一般体现为拉力。无论从抗裂还是从抗弯的角度看,次轴力是一种不利的内力,在设计时对它的忽略,将会产生工程隐患。以一座14跨悬臂浇筑施工的多跨长联预应力混凝土连续梁桥为背景,计算出各跨合龙束引起的次轴力。然后对次轴力产生的原理和分布特点,以及减小次轴力的措施进行了讨论。最后在规范的基础上,增加预加力次轴力的考虑项,给出多跨连续梁桥正截面抗弯设计、抗裂验算的修正公式。     

连续刚构桥合拢温度的合理确定及高温合拢对策

以一座大跨预应力混凝土连续刚构桥为工程背景,分析了不同的合拢温度对桥梁结构内力的影响,并指出合拢温度对于连续刚构桥设计的影响主要是对桥墩与桩等有关控制截面最不利组合内力的影响,在一般情况下选择低温合拢对结构受力是有利的;结合该桥高温合拢的实际情况,提出了连续刚构桥在高温合拢情况下采取预施加反顶力的施工对策,并通过结构分析与工程实践证明了采用该措施的有效性。     

宽翼缘预应力混凝土板桥的优化设计

针对桥梁工程中普遍采用的宽翼缘预应力混凝土板桥,在满足施工和使用阶段正、斜截面的强度和结构刚度及构造要求等约束条件下,以上部主梁的造价为目标函数,并以梁的高度、底板宽度、悬臂长度以及预应力筋面积等为设计变量,利用优化方法中的内点罚函数求解该预应力板这一具有高度非线性规划问题.     

斜拉空间桁架在静力作用下的非线性特性

利用有限元软件ANSYS9.0计算了斜拉空间桁架在静力作用下内力及自由端位移分布规律;详细分析了斜拉索中施加的预应力以及斜拉索高度的变化对于该种结构内力及自由端位移的影响并提出了斜拉空间桁架的临界预应变概念,进而得到了自由端位移与初始预应变以及斜拉索高度的函数关系.     

双柱式墩盖梁内力影响因素分析及预应力束布置

用MIDAS对双柱式盖梁进行整体有限元分析,分别比较盖梁高度、桥墩间距和桥墩高度对盖梁控制截面内力的影响,从而为盖梁在不同受力情况下预应力束的合理布置提供依据;同时通过工程实例可得:正确的选取结构计算模型为盖梁预应力束的布置数量和位置奠定了基础。分析表明,当桥墩间距一定时,盖梁高度对盖梁内力影响很小;当盖梁高度一定时,桥墩间距对盖梁内力影响很大,盖梁跨中弯矩随桥墩间距的增大而增大,盖梁支点弯矩随桥墩间距的增大而减小;随着桥墩高度的减小,盖梁跨中弯矩有增大的趋势,支点弯矩有减小的趋势。     

基于高强螺栓的有粘结体外预应力桥梁加固技术

将加大截面加固法与体外预应力加固法相结合,提出了一种基于高强螺栓的有粘结体外预应力桥梁加固技术。实验结果也表明,本文采用的新型预加力高强螺栓以及通过摩擦力传递加固预应力的方法可行且有效。     

红河高墩连续刚构桥的优化设计

红河大桥为连接某复建公路的特大桥,根据地形条件的特点,桥梁主桥设计为主跨220 m的预应力混凝土连续刚构桥,主梁采用单箱单室变高度截面,三向预应力体系.为使主桥结构的设计更加合理,对主跨单箱单室截面的腹板厚度、预应力钢束的布置形式等进行了优化设计.通过比较分析优化前后结构在施工、运营阶段的力学性能、主梁挠度及动力性能,进而得到优化对施工、运营阶段结构的力学性能、主梁挠度及结构整体动力性能的影响.     

预应力混凝土连续组合梁桥的内力重分布与应力重分布分析

预应力混凝土连续组合梁桥的截面一般由预制部分和现浇部分组成,混凝土的收缩徐变及预应力损失对结构内力及截面应力均有较大影响。运用有限元步进法结合随时间调整的有效模量法,对预应力混凝土连续组合梁桥的内力重分布和应力重分布进行了较为详细的分析,并得出一些有益的结论。     

新埠口沙河大桥设计

介绍新埠口少河大桥先简支后连续部分预应力砼连续箱梁设计，并把这种桥型结构主梁内力与同跨径、同截面简支结构主梁内力作了比较。在一些细部构造处理上提出了新的设计方法。     

考虑收缩、徐变和松弛相互影响的预应力长期损失计算

由于混凝土的收缩、徐变和预应力筋松弛的影响,会产生截面应力重分布,使得混凝土的预压应力减少,预应力筋的拉应力降低。若对预应力长期损失预测得不准确,会引发桥梁运营后工作状况的劣化,如混凝土的开裂和过大的下挠或上拱。文章考虑混凝土收缩、徐变和预应力筋松弛三者相互影响,考虑了非预应力筋重心和预应力筋重心不重合的一般情况,推导了预应力长期时变损失的计算公式,并与试验结果及现桥规进行了比较,最后对桥规中计算预应力长期损失的方法提出了改进建议。     

后张预应力钢束有效预应力分布模式判别与模拟方法

在大、中跨径混凝土桥梁预应力状况检测及评价的实施过程中,为了获知预应力束筋当前预应力有效值及其分布状态,提出了有效预应力沿程分布的统一模拟方法。基于预应力损失理论,建立了具有普遍意义的拟摩阻损失函数简化解析算法。以单束可控测点处的应力测值为已知条件,结合钢束沿程有效预应力分布状况的隶属模式判别,完成了名义损失参数识别,实现了复杂几何型式钢束实际有效预应力沿程分布规律的统一模拟。模拟结果表明:有效预应力相对误差阈值为5%,满足工程精度要求,因此,统一模拟方法可行。     

波形钢腹板连续刚构桥静力特性分析

以主跨为160m的波形钢腹板和预应力混凝土桥为研究对象,通过数据模拟分析,比较了2种结构的预应力效应、温度梯度、温度变化、成桥状态下的应力分布和徐变收缩等影响.计算结果表明:与预应力混凝土桥相比,波形钢腹板桥的预应力效率高,但徐变收缩导致的预应力损失大,受温度影响略小.     

竖向预应力筋对连续刚构桥受力影响分析

竖向预应力筋在连续刚构桥中主要起控制腹板主拉应力的作用,根据现行规范分析了不同长度竖向预应力筋的损失比例,提出了减小竖向预应力损失的几种措施;针对目前设计中采用的滞后张拉竖向预应力筋的方法,开展了3种滞后张拉竖向预应力筋方式对连续刚构桥受力的影响分析,在此基础上提出了竖向预应力合理张拉时间的建议;建立了箱梁腹板的细部有限元模型,详细地分析了腹板在单根竖向预应力筋作用下的应力分布情况和腹板上缘出现拉应力的原因,据此提出避免上缘拉应力出现的构造措施。     

竖向预应力筋对连续刚构桥受力影响分析

竖向预应力筋在连续刚构桥中主要起控制腹板主拉应力的作用,根据现行规范分析了不同长度竖向预应力筋的损失比例,提出了减小竖向预应力损失的几种措施;针对目前设计中采用的滞后张拉竖向预应力筋的方法,开展了3种滞后张拉竖向预应力筋方式对连续刚构桥受力的影响分析,在此基础上提出了竖向预应力合理张拉时间的建议;建立了箱梁腹板的细部有限元模型,详细地分析了腹板在单根竖向预应力筋作用下的应力分布情况和腹板上缘出现拉应力的原因,据此提出避免上缘拉应力出现的构造措施。     

大跨PC箱梁桥腹板裂缝的控制研究

本文对大跨预应力砼(PC)箱梁桥从设计和施工两方面对如何有效地控制腹板裂缝进行了讨论,并给出了在建的连续刚构桥纵向筋的部分预应力测试结果,现有夹片式预应力群锚张拉工艺和张拉设备存在着亟待改进的地方,无粘结竖向预应力技术将成为确保竖向短力筋有效预应力的有效措施.     

用约束力计算Levy型索穹顶初始预应力的方法

提出了一种通过约束力来计算Levy型（葵花型）索穹顶结构初始预应力的方法.选定便于分析的多余约束,用约束力代替约束,根据力的平衡,首先推导了轴对称Levy型索穹顶相邻节点间脊索与斜索共同传递的竖向力及水平力计算公式;然后给出了由竖向力和水平力计算杆件初始预应力的计算公式.初始预应力计算分为两部分：一部分对应约束力为零并承受竖向荷载;一部分对应约束力为P的自平衡预应力.自平衡预应力随约束力P成线性变化,可以通过增加约束力P对应的自平衡预应力水平提高整个索穹顶结构的初始预应力水平,达到满足各种荷载工况下的受力要求.最后,通过算例描述了方法的计算过程并验证了方法的正确性.此方法计算简单,便于结构计算和调整初始预应力值.     

系杆拱桥系杆锚下有效索力研究

设计对系杆锚下有效预应力和每根系杆张拉力总吨位控制精度有明确的要求,传统的张拉施工工艺难以达到设计的要求.现场对某系杆拱桥的锚下有效索力对比测试结果表明:现有方法施工的系杆锚下有效索力与设计值偏差较大,易造成滑丝、索力不均匀及总的索力偏小的现象,直接威胁系杆拱桥的正常使用.研究结果可为同类型桥梁的设计和施工提供借鉴.     

系杆拱桥系杆锚下有效索力研究

设计对系杆锚下有效预应力和每根系杆张拉力总吨位控制精度有明确的要求,传统的张拉施工工艺难以达到设计的要求.现场对某系杆拱桥的锚下有效索力对比测试结果表明:现有方法施工的系杆锚下有效索力与设计值偏差较大,易造成滑丝、索力不均匀及总的索力偏小的现象,直接威胁系杆拱桥的正常使用.研究结果可为同类型桥梁的设计和施工提供借鉴.     

盾构扩挖法建造地铁车站的桩-柱-预应力支撑体系参数研究

盾构扩挖法建造地铁车站的施工方案的一个技术关键是在拆除部分管片之前对隧道结构进行加固．综合国内外对于管片破除时的加固措施,提出一种新型的支撑体系：桩-柱-预应力支撑体系．通过有限元分析对支撑体系中钢索预应力施加的位置和大小进行了研究．结果表明：管片开口部位的上下位置均需要施加预应力;远离管片开口部位的对面管片腰部也需要施加预应力,大小约为开口部位的10％;隧道外侧施做排桩有利于控制管片的纵向变形;在不超过混凝土设计强度的情况下,预应力越大,对管片纵向的约束越强．