混凝土箱梁桥腹板竖向预压应力场的研究

基于傅立叶级数,把箱梁腹板上单根竖向预应力筋简化为作用在无限狭长矩形薄板上的一对大小相等、方向相反的集中力,推导出单筋作用下箱梁腹板预压应力的解析公式。该解析公式与ANSYS程序分析结果比较,两者的竖向压应力分布线形基本吻合,竖向预应力除了在腹板中产生呈正态分布的竖向压应力外,还在其两侧产生较小竖向拉应力,实桥试验进一步证明该解析公式适用于腹板竖向压应力叠加计算。文中最后分析了箱梁桥腹板沿高度竖向预压应力场分布特点,引入修正系数K,提出竖向预应力计算的修正公式,同时绘出不同间距竖向预应力作用下腹板的μ-K曲线图。     

基于傅立叶级数混凝土箱梁腹板竖向正应力的弹性计算

2004版桥规关于竖向预应力的计算公式实际是计算的平均竖向压应力,没有充分考虑到预加力的局部扩散效应。把竖向预应力作为不连续荷载,以傅立叶级数形式展开,导出竖向预加力作用下无限狭长矩形薄板竖向正应力弹性解析公式,该公式可用于预应力混凝土箱梁腹板竖向正应力的计算。     

混凝土箱梁竖向预应力孔道对截面削弱的影响初步研究

预应力混凝土连续（刚构）箱梁桥设置竖向预应力筋是为了减少和控制腹板主拉应力、防止开裂,然而在设置了竖向预应力后,箱梁腹板开裂现象仍然普遍存在。竖向预应力难以达到设计要求是导致腹板开裂主要原因之一,该文主要在不考虑应力集中的前提下,研究竖向预应力孔道灌浆问题对竖向预应力效果的影响。对常张高速沅水大桥进行变截面箱梁腹板应力分析,得到竖向预应力孔道削弱对腹板应力水平的影响,并采用等效主拉应力增量法对腹板竖向预应力进行折减分析。该文研究表明：箱梁腹板竖向预应力孔道灌浆不理想,将会引起截面抗剪刚度、抗弯刚度及抗压刚度的削弱,从而导致主拉应力σzl增大及竖向预应力作用的折减,势必将对结构安全造成不利影响。     

低回缩预应力钢绞线锚具应用于腹板竖向预应力的应力场的计算与实测

针对低回缩预应力钢绞线体系应用于箱梁腹板的应力场计算设计了矩形薄板试验,对预应力即时损失以及矩形薄板各截面竖向预压应力场进行了测试.根据箱梁腹板在竖向预应力作用下的受力特点,利用竖向局部荷载作用下弹性力学平面应力问题的解析解,用多项式拟舍得出应力扩散角、应力均匀度和名义应力度之间的计算公式.预应力损失测试结果表明,这种低回缩预应力钢绞线锚具的预应力即时损失值低于5%,从而证明了该体系应用于短索能有效地提高预应力效率,若应用于箱梁腹板能提高箱梁的抗剪可靠性.弹性理论计算结果与矩形薄板试验测得的竖向预应力作用下的应力场吻合较好,当扩散角a小于26.5.时,能保证各截面处于较高的应力水平和应力均匀度,表明了低回预应力钢绞线锚具应用于腹板竖向预应力时具有优越性.     

大跨预应力混凝土箱梁腹板的竖向预应力效应分析

通过建立腹板空间分析模型,分析了竖向预应力筋作用下的各项力学效应,重点研究了弹性压缩损失、扩散角.研究结果表明,常规设计计算中没有完全把握箱梁应力分布特征,竖向预应力各项损失估计不足是腹板开裂的主要原因.桥梁施工中应对竖向预应力采取二次张拉,根据实际情况采用对竖向预应力效应进行适当折减等方法确保腹板不开裂.     

连续刚构箱梁桥腹板开裂原因分析

针对可能造成某预应力混凝土连续刚构箱梁桥腹板斜裂缝的几种主要因素进行了敏感性分析,同时对平面杆系计算时无法考虑的箱梁横向受力的不利影响,采用MidasFEA进行了空间受力分析.分析指出纵向、竖向预应力有效性的降低及活载超载是造成腹板斜裂缝的主要原因之一;在计算腹板主拉应力时考虑箱梁横向受力引起的竖向拉应力的叠加效应会使腹板内侧某些区域的竖向压应力完全被抵消,进而导致腹板出现斜裂缝;同时指出箱梁内外温差变化,是产生竖向拉应力的主要因素.     

预应力混凝土连续箱梁不同布索方式对比分析

从理论上对比分析了不同布索方式的优缺点,以某预应力混凝土连续箱梁桥为原型,通过数值计算对比分析了预应力损失对不同布索方式箱梁腹板主拉应力的影响.结果表明,在理论上取消下弯索,通过适当调整顶、底板索和竖向预应力筋来实现对腹板主拉应力控制是可行的;适当调整竖向预应力的大小,竖向+纵向布索方式混凝土强度提高系数优于下弯索布索方式;竖向预应力损失对竖向+纵向布索方式预应力混凝土箱梁腹板主拉应力的影响非常敏感.在实际工程中,竖向预应力损失50%后,竖向+纵向布索方式预应力混凝土箱梁腹板主应力的分布将劣于下弯索布索方式.     

竖向预应力对箱梁腹板力学行为影响研究

为了探究配置竖向预应力筋的箱梁腹板开裂荷载的影响及开裂前后力学行为的变化,文章选择较小剪跨比λ=1.15的双悬臂计算模型,模型顶部充分施加纵向预应力,悬臂端分级施加集中荷载,直至腹板出现腹剪裂缝并展开,采用ANSYS建立实体模型,以不张拉竖向预应力、张拉120k N竖向预应力为例,进行结构仿真计算,分析竖向预应力张拉与否对腹板开裂及裂缝开展形态,开裂荷载、开裂前后结构应力、刚度的影响,并对腹板开裂前后竖向预应力筋应力重分配进行了数值分析,得出配置竖向预应力可以显著提高腹板抗裂性,影响裂缝发生及开展形态、提高腹板开裂后结构刚度。文章研究结论对箱梁腹板竖向预应力理论研究及设计具有指导意义。     

混凝土箱梁桥腹板竖向预应力筋张拉力检测方法

为解决目前普遍存在的大跨度预应力混凝土箱梁桥腹板竖向应力失效的问题,建立了竖向预应力筋外露段的动力学模型,发现了竖向预应力筋外露段锚固区刚度变化与张拉力的关系,计算了相应刚度变化与外露段固有频率关系的近似解和精确解。在此基础上进行了室内模型试验和现场试验,并在4座大桥得到应用。结果表明:所提出的检测方法原理简单,实际应用效果良好,广泛的应用将彻底改变中国大跨度混凝土箱梁桥腹板竖向预应力筋张拉力无定量测试的状况,对防止大跨度混凝土箱梁桥腹板开裂有重要意义。     

混凝土箱梁腹板竖向预应力分析

对混凝土箱梁腹板竖向预应力进行研究。以不出现主拉应力和最佳应力比为界限,确定合理竖向预应力值的范围,并给出竖向预应力设计步骤。分析了腹板开裂与否竖向预应力与纵向下弯预应力2种布束方式的优劣。竖向预应力筋合理布置间距建议值为30~50 cm。     

四线铁路斜拉桥索塔锚固区环向预应力设计研究

椒江特大桥主桥为主跨480m的四线铁路连续钢桁梁斜拉桥,采用H形混凝土塔,索塔锚固采用环向预应力锚固。为确定索塔锚固区环向预应力的合理布置方式,采用MIDAS FEA建立桥塔实体模型,对U形束、井字形直束2种布束方式进行比选,在此基础上,分析施工、运营及断索工况下锚固区的受力性能,并进行预应力合理张拉顺序研究。结果表明:环向预应力采用U形束布置是经济、合理的;锚固区混凝土在预应力切向基本处于受压状态,在预应力法线方向出现1 MPa以内的拉应力,斜拉索张拉会增加侧壁内侧、外索孔处水平拉应力,运营期寒潮效应使塔壁外侧产生较大拉应力,断索时前、后壁齿块横桥向拉应力增加;上塔柱应设置外表面钢筋网片并加强竖向、环向配筋;环向预应力施工时,宜同时张拉内、外侧预应力。     

体外预应力在江阴大桥北引桥加固中的应用

以体外预应力在江阴大桥北引桥(50 75 46.5)m连续箱梁加固中的应用为例,介绍体外预应力筋在箱梁结构中的布置形式、锚固、转向的方式以及张拉方法。通过对箱梁结构的竖向位移和混凝土应力的监测,分析该桥体外预应力加固的效果。分析结果表明,体外预应力改善了箱梁混凝土的应力状态和桥面线形,对结构的补强起到了良好的效果。     

任意空间曲线预应力筋的管道摩擦及局部偏差损失研究

针对预应力混凝土桥梁结构,介绍了任意空间曲线型预应力筋的管道摩擦及管道局部偏差损失计算方法。通过引入非均匀B样条曲线,推导出预应力筋的管道摩擦及管道局部偏差损失的数值计算公式,该公式适用于任意空间曲线型预应力筋,并适合编程计算。算例结果表明：对于空间转角较大的空间型预应力筋,当不考虑空间效应,采用简化公式计算方法会使摩擦损失及局部偏差计算结果偏小,且误差较大,导致最终得到的有效预应力值偏大,考虑预应力空间效应可减少简化计算的误差,较精确地计算出摩擦损失及局部偏差损失。     

山区高墩矮塔斜拉桥结构与美学设计

洪溪特大桥为跨越峡谷的山区桥梁,采用(150+265+150)m的双塔双索面预应力混凝土矮塔斜拉桥,桥塔横桥向为Y形,顺桥向塔柱截面从塔底往上逐渐线性收缩,到达上塔柱斜拉索锚固段后再线性渐变加大,塔梁固结,索面向外倾斜.通过强化桥面以上的结构体量,实现高墩矮塔斜拉桥桥面上下比例的协调匀称.采用M IDAS Civil进...     

塔梁固结体系斜拉桥下横梁预加力效应研究

塔梁固结体系斜拉桥结构刚度大,但斜拉桥桥塔巨大刚度对于桥塔下横梁内预应力钢筋的张拉将产生不利影响,导致下横梁内预应力储备不足,对结构后期受力很不利。运用有限元分析方法,对桥塔下横梁预应力张拉效果进行了对比分析研究,说明桥塔刚度对下横梁预应力施加效果的影响程度,并提出了若干改进下横梁内预应力钢筋张拉效果的的方法,以供类似桥梁设计和施工时参考。     

体外预应力高强混凝土薄壁箱梁试验研究

进行了体外预应力高强混凝土薄壁箱梁从预应力钢绞线张拉到承载力极限破坏这一全过程的试验研究,研究了体外预应力损失及应力增量、跨中截面应力—应变分布以及跨中挠度和抗裂性能等问题。研究结果表明:体外预应力高强混凝土薄壁箱梁预应力损失实测值与现行规范计算值基本吻合,探讨了其截面受压翼缘有效分布宽度和体外预应力筋应力增量的变化规律,初步揭示了体外预应力高强混凝土薄壁箱梁在混凝土开裂前和受拉非预应力钢筋屈服后混凝土受压翼缘存在不同的剪力滞效应,并提出了相应状态下的受压翼缘有效分布宽度系数。     

预应力混凝土箱梁腹板主应力分析

预应力混凝土箱型截面桥梁结构是我国桥梁工程中最常用桥型结构形式之一。已建成的此类桥梁中有不少出现了腹板开裂现象,裂缝成因与主拉应力计算影响的因素有关。结合公路桥梁结构设计系统GQJS按照JTG D62-2004新桥规的改版工作,讨论变高度梁弯矩轴力修正、钢筋换算截面修正以及竖向预应力等因素对箱梁腹板主应力计算的影响,并结合实例进行分析,对比新、旧规范在斜截面抗裂性能验算方面的不同要求。     

预应力在钢-混凝土组合梁剪力键中的传递

针对混凝土翼板设置后张预应力的连续组合梁,建立预应力从梁端混凝土向组合梁全截面传递的力学模型,根据连接件剪切滑移本构关系及预应力束对称截面处的界面滑移为零的边界条件,解得混凝土翼板轴力、钢梁轴力及界面剪力的分布函数,求得组合梁考虑连接件柔性的混凝土有效预压应力。结果表明,影响组合截面内力分布的主要因素是剪力连接件的滑移刚度、预应力束长度及混凝土板与钢梁的轴向刚度比;预应力束越长,界面剪力分布越平缓,界面滑移愈小。