混凝土连续梁桥合龙段考虑两侧约束影响的横向受力分析

针对悬浇混凝土连续梁桥合龙段顶板纵向开裂这一常见质量问题,探讨了合龙段两侧约束对顶板横向应力的影响。考虑合龙段两侧的实际约束状况,提出了合龙段的横向预应力作用分析模型和早期收缩分析模型。结合实例,分析了受相邻梁段影响的合龙段横向预压应力折减,以及龄期差异引起的横向拉应力。研究表明,采用一种优化的合龙段横向预应力张拉方案,并同时减少合龙段混凝土收缩,可以有效地改善顶板的抗裂性。     

水化热和徐变收缩对V形墩系梁应力的影响

针对一种带系梁的混凝土V形墩施工前期温度应力可能导致系梁开裂的的问题,采用空间有限元的分析方法,分别建立系梁分次浇筑及一次浇筑数值模型,根据施工步骤及主要工况分析V形墩系梁温度场及应力场的变化规律,研究徐变收缩与温度耦合作用的效应。研究表明,两种施工方案中,温度及应力仅在合龙段区域差异较大,分次浇筑时,两侧已浇筑的混凝土限制了合龙段的变形,合龙段的拉应力明显增长;徐变收缩与水化热的温度效应是相互影响的,浇筑早期的徐变收缩作用在可以降低水化热产生的拉应力,且温度越高其作用越明显;分次浇筑可减少后期收缩作用在系梁中产生的拉应力。     

节段现浇预应力混凝土宽箱梁后浇湿接缝的早龄期受力分析及开裂控制

针对节段现浇预应力混凝土箱梁后浇湿接缝在早龄期因收缩导致的开裂问题,以嘉鱼长江公路大桥为背景,通过试验测试了该桥施工阶段箱梁混凝土早龄期力学性能,得到了箱梁节段混凝土的收缩预测模型。基于此,采用有限元软件Midas/FEA建立了湿接缝及相邻节段箱梁的有限元模型,分析了湿接缝在混凝土收缩作用下的应力场,并对不同的预应力张拉方案进行了分析。结果表明:湿接缝在混凝土收缩和相邻节段约束作用下,其在混凝土浇筑后第3 d在结合面位置由收缩导致的拉应力达到了1.8 MPa,为该龄期混凝土抗拉强度的87%,因此需在此时进行预应力的张拉以降低混凝土拉应力,防止混凝土在早龄期开裂;若湿接缝按常规方案张拉预应力,湿接缝早龄期最大主拉应力均小于混凝土即时抗拉强度,但其28 d最大主拉应力为2.75 MPa,为该龄期混凝土抗拉强度的93%,存在开裂风险;在该文提出的张拉方案下,湿接缝在早龄期最大主拉应力比常规方案降低了22.2%~32%,有效保证了后浇湿接缝在早龄期的抗裂性要求。     

宽幅混凝土箱梁的横向收缩应变差分析

为了研究施工过程中宽幅混凝土箱梁的收缩应变差对梁体应力的影响,以常平5号高架桥(跨径6×30m,全宽33.5m的整幅预应力混凝土连续箱梁桥)为背景,依照文献公式计算各施工节段间及箱梁各部位间的收缩应变差,再转换成等量温差施加于空间块体元模型上,重点分析了箱梁节段龄期差和各部位不均匀收缩应变差引起的收缩效应及箱梁各部位的应力分布情况。分析结果表明,单纯的箱梁不同结构部位不均匀收缩应变差引起的拉应力不会引起箱梁开裂;收缩应力主要与节段龄期差有关,节段龄期差引起的箱梁施工节段间的收缩应变差引起的收缩应力则可能使梁体开裂。     

预应力混凝土连续箱梁桥施工过程底板开裂原因分析

某桥为(78.5+120+61.5) m三跨预应力混凝土连续箱梁桥,箱梁悬臂浇筑过程中,前期已完工的箱梁底板均存在纵向裂缝。为分析箱梁节段施工过程中箱梁底板产生纵向裂缝的原因,对该桥进行裂缝普查和无损检测,并采用ANSYS软件建立箱梁实体有限元模型进行分析。结果表明:箱梁底板共109条裂缝,均为纵向裂缝;箱梁无损检测所选测区混凝土强度、混凝土保护层厚度均满足规范要求;箱梁计算开裂位置与裂缝普查结果基本一致,箱梁节段混凝土龄期差过大是箱梁底板纵向开裂的主因;提出限制箱梁节段间混凝土龄期差、增设防裂钢筋网、加强养护及控制箱室内外温差等防裂措施。采取这些防裂措施后,桥梁通车前箱梁底板再无裂缝产生。     

控制混凝土沉井开裂的施工控制关键技术研究

沪通长江大桥主航道桥为主跨1 092m的双塔钢桁梁斜拉桥,桥塔墩采用86.9 m(长)×58.7m(宽)×105m(高)的沉井基础,针对超长超宽混凝土沉井易发生早期裂纹的情况,研究控制混凝土沉井开裂的施工关键技术。考虑造成混凝土沉井开裂的因素——混凝土水化热、混凝土收缩、温度梯度,确定采用分节分块浇筑混凝土、设置后浇段以及局部抗裂钢筋相结合的裂纹控制措施。在上游段设置后浇段+增设抗裂钢筋、留2处不设置后浇段的措施,中间段设置后浇段、不设抗裂钢筋的措施,下游段设置后浇段+增设抗裂钢筋,并布置测量元件监测结构应变和应力。结果证明,设置抗裂钢筋使混凝土收缩应力沿钢筋轴向均匀分布,避免在截断处出现应力集中,设置后浇段可使后浇段两侧一定范围的混凝土自由变形,释放混凝土收缩产生的拉应力,提高了混凝土的抗裂性能,避免了混凝土沉井出现裂纹。     

山区预应力混凝土连续刚构桥合龙段施工控制技术

对于山区高墩、大跨、变截面弯桥在合龙段施工过程中,由于温差、混凝土收缩、徐变、施工荷载和结构体系转换等因素的影响,给合龙段施工质量带来诸多不利因素,合龙段施工质量的好坏将直接关系到整个桥梁标高、线形控制和箱梁内应力的分布;故对桥梁上部悬浇合龙段施工前需制定合理有效的技术方案,采取必要的控制措施,确保合龙段的施工质量,进而保证成桥质量.文章以清连高速公路杜步2号高架桥连续箱梁-连续刚构梁桥的悬臂浇筑合龙段施工作为实例,对预应力变截面连续刚构组合桥合龙段施工控制进行论述.     

多跨长联预应力混凝土连续箱梁桥合龙方案分析

以一座14跨悬臂浇筑施工的多跨长联预应力混凝土连续箱梁桥为背景,计算出该桥按常规的4种合龙方案合龙,成桥时各跨跨中截面底板压应力,得出多跨长联桥按照不同的合龙方案合龙,成桥时内力差别很大,其中预加力次弯矩起了很大的作用,所以若单从受力方面考虑,可以从预加力次弯矩的均匀性、大小来判断某种合龙方案的优劣.归纳多跨长联桥各种合龙方案的优缺点及其施工时需注意的一些事项.比较多跨长联桥按常规的4种合龙方案合龙,合龙束引起的次弯矩、混凝土收缩徐变次弯矩大小,且对预加力次弯矩、混凝土收缩徐变次弯矩进行了分析,可为类似工程提供有价值的技术资料.     

大跨连续刚构合龙段底板混凝土崩裂原因分析及处治

某高速铁路桥主桥为(85+2×180+85)m预应力混凝土连续刚构桥,主梁为单箱双室截面,在中跨合龙段底板钢束张拉完、拆除底模过程中,合龙段下游箱室底板下缘出现混凝土剥落、崩裂、分层等病害。为了解病害原因,分析可能导致病害的设计构造细节因素;钻孔检测合龙段钢束实际线形,并采用圆曲线拟合,计算合龙口高差对底板拉应力的影响。结果表明:设计时未考虑合龙段预应力径向力效应,未设置防崩钢筋且波纹管间距较小,孔道外缘净距不足15cm,不能有效抑制底板混凝土崩裂;在合龙口两侧高差达5cm的情况下强行合龙,导致预应力孔道局部严重偏位,是产生病害的主要原因。对病害影响区域凿除重新浇筑,并采用配重、对顶等措施增加新浇筑底板压应力储备,监测结果表明病害处治后底板压应力储备满足要求。     

基于变形的铁路混凝土连续梁合龙方案比较

为研究不同合龙方案下桥梁变形的敏感性,以南平至龙岩线上某(40+64+40)m高墩铁路预应力混凝土连续梁为背景,采用桥梁博士软件建立全桥有限元模型,分析3种合龙方案(先合龙边跨,先合龙中跨,合龙中跨后悬臂浇筑)的结构应力、梁段变形、成桥阶段累计位移和成桥后收缩徐变下的挠度,并比较了不同跨度连续梁的成桥累计位移。结果表明:先合龙边跨方案的梁体变形最为平顺,其成桥累计位移最大绝对值仅为先合龙中跨方案的39.27%,为合龙中跨后悬臂浇筑方案的51.04%;随着跨度的增大,合龙中跨后悬臂浇筑方案的成桥阶段累计位移越来越接近先合龙边跨方案的成桥阶段累计位移。实际工程中应优先选用先边跨后中跨的合龙方案。     

涪江五桥独塔斜拉桥主梁合龙段施工技术

为了实现江油涪江五桥在特殊地形下的成功合龙,通过对合龙段施工方案的优化,采用边跨加设临时支墩,再进行梁体锁定,重点控制合龙段施工的平面位置、高程及结构尺寸,观测温度变化,详细分析劲性骨架设计、合龙束预应力筋的安装、混凝土浇筑及养护工艺。结果表明:涪江五桥主梁的合龙施工技术最大限度地减小了对防洪堤的破坏,对特殊情况下的斜拉桥主梁合龙施工具有指导意义。     

大跨径整孔预制连续箱梁结构体系转换工序研究

整孔预制箱梁在结构体系转换中,湿接缝混凝土与预制梁混凝土之间存在不可忽略的龄期差,从而导致两者混凝土的收缩、徐变系数不同,等效弹性模量不同,进而影响体系的应力及线形变化.合龙预应力钢筋的张拉顺序同样对结构受力存在影响.结合广深沿江高速机场特大桥60 m跨整体预制箱梁,选取不同的湿接缝浇筑时间和合龙预应力张拉顺序,分析不同工序对结构体系产生的影响,从而得到大跨径整孔预制连续箱梁体系转换的合理工序.     

大跨径连续刚构桥梁合龙控制关键技术分析

采用悬臂浇筑法施工的高墩大跨径连续刚构桥，合龙段的控制极为重要，而且混凝土收缩徐变及高温合龙也会产生较大影响，需要在合龙前进行水平顶推来解决此问题。本文以某连续刚构桥为例，对合龙段施工的关键技术进行探讨，希望为此类桥梁的施工和监控工作提供参考。     

支架现浇箱梁顶板开裂原因分析

针对某支架现浇箱梁在施工过程中出现的横向裂缝,利用空间实体有限元软件对可能导致裂缝的原因进行了系统分析,分别对支架沉降、混凝土收缩、混凝土水化降温的效应进行分析。分析结果表明,混凝土分批浇筑的收缩差和后浇混凝土水化降温效应是导致背景桥梁出现横向裂缝的主要原因。在此类结构施工过程中,应尽量减小分批浇筑混凝土的收缩差,同时需要对后浇混凝土的入模温度和浇筑时间进行控制,降低混凝土降温收缩产生的约束应力,降低混凝土开裂的风险。     

沌口长江公路大桥主桥中跨顶推辅助合龙施工技术

沌口长江公路大桥主桥为(100+275+760+275+100)m双塔双索面钢箱梁斜拉桥,钢箱梁含风嘴宽46m,中跨合龙段长4.6m、重122.4t。该桥中跨采用单侧起吊、顶推辅助合龙方案,即北岸侧塔梁纵向临时约束兼顾作为纵向顶推装置顶推北主桥,由南岸桥面吊机单侧起吊合龙段进行喂梁。合龙施工时,结合合龙段起吊操作间隙、喂梁温度对合龙口宽度的影响等,纵向顶推装置的顶推量按20cm、顶推力按6 000kN设计;针对顶推过程中结构响应,通过支撑型钢将合龙段重量平均分配至合龙口两侧梁段上、斜拉索张拉调整合龙口相对高差、对拉系统进行轴线调整、纵向牵引辅助进行缝宽调整和锁定等技术措施,完成合龙口姿态调整;合龙段匹配时,以边腹板对齐,中腹板处马板配合千斤顶进行匹配错台控制。全桥合龙后,合龙段轴线偏位5mm,标高与目标值的误差为2mm,合龙段与两侧标准段匹配良好。     

钢-混凝土叠合板组合梁桥收缩徐变效应分析

钢-混凝土叠合板组合梁桥的桥面板由预制板和现浇板叠合而成，预制板可以为现浇板提供浇筑模板，节省立模工序，加快施工进度。由于预制板和现浇板加载龄期存在差异，混凝土收缩徐变会引起现浇板、预制板和钢梁之间的应力重分布。本文以某市高架快速路（40+55+40m）钢-混凝土叠合板组合梁桥为工程背景，有限元分析结果表明，叠合板组合梁的桥面板收缩徐变应力约是现浇板组合梁的0.82~0.97倍，成桥后钢梁应力前者约是后者的0.80~0.94倍，叠合板对混凝土收缩徐变的“抑制”作用明显。     

多跨连续刚构桥边中跨同时合龙关键技术

多跨连续刚构桥采用边中跨同时合龙施工,在有效缩短工期、节约施工成本的同时,给施工带来了新的挑战.为解决边中跨同时合龙施工的关键技术问题,该文以白坪1号大桥为研究对象,首先建立其施工全过程的有限元模型,论证一次性合龙施工方法的可行性;其次,提出了基于多目标优化的连续刚构桥合龙顶推力计算方法;最后,为了避免合龙段混凝土在养护阶段开裂,提出了一种合龙段混凝土应力控制方法.研究结果表明:多跨连续刚构桥采用边中跨同时合龙相较于常规的逐跨合龙,成桥状态的主梁最大应力值相差不大,但主梁成桥线形有一定差别,合龙方式变更后需要调整施工预拱度和合龙顶推力值;提出的基于多目标优化的连续刚构合龙段顶推力确定方法和合龙段养护阶段应力控制方法效果良好,为多跨连续刚构桥边中跨同时合龙方法的实施提供了技术支撑.     

收缩徐变作用下混凝土连续箱梁拼宽桥拼接段受力性能研究

为研究收缩和徐变作用下混凝土连续箱梁拼宽桥拼接段受力性能,以沪宁高速公路上某连续箱梁拼宽桥为工程背景,建立实体和梁格有限元模型并进行了现场调研。将两种模型反力计算结果与现场顶升支反力进行对比,比较结果验证了模型的准确性。结合拼接和不拼接两种情况下新旧桥的纵向和竖向变形,说明了拼接段的受力机理。研究表明收缩和徐变作用下,边支点附近后浇段上的纵桥向拉应力可能会引起横向开裂,边、中跨挠度最大处拼接段横桥向应力变化较大,设计中应予以重视。此外,有限元模型计算结果表明增加新旧桥拼接等待时间可以减小收缩徐变对拼接段新旧桥内侧翼板受力状态的影响,但不能减小后浇段的纵桥向拉应力。     

通车条件下预制小箱梁桥拼宽施工工艺研究

为控制通车条件下预制小箱梁拼接施工过程中拼宽湿接缝两侧挠度差,防止混凝土早期开裂,介绍小箱梁桥拼接技术的两种优化施工方案。为分析老桥保持快车道通车对湿接缝两侧变形差的影响,建立小箱梁桥有限元模型,通过计算老桥通车条件下最不利荷载效应,重点对设置夹具以控制湿接缝两侧挠度差的小箱梁数值模型进行了深入研究,并对不设置夹具、跨中设置3道夹具和满跨布置夹具的有限元计算结果进行了比较。研究结果表明：对于通车条件下的预制小箱梁桥,在新旧小箱梁之间设置施工夹具控制两侧挠度差效果有限,若不设置施工夹具,湿接缝两侧最大挠度差仅为2．32mm,属于微幅振动范畴。研究成果为同类型小箱梁桥拼宽施工提供技术指导。     

新旧混凝土梁横向拼接的收缩徐变效应

为分析混凝土收缩徐变对新旧桥梁拼接的影响,在不考虑梁自重的情况下,采用弹性力学求解法分析了新旧梁横向拼接后新梁的收缩徐变效应,推导了拼接后新梁上的纵向拉应力及拼接处的剪力计算公式。以钢筋混凝土简支T型梁桥的拼接为例,比较了新梁在不同混凝土龄期时与旧梁拼接所产生的纵向拉应力和剪应力,同时还对比了不同环境年平均相对湿度对新梁上纵向拉应力和剪应力的影响。计算结果表明:拼接时新梁混凝土龄期和不同环境年平均相对湿度对拼接结构的受力影响较大,新旧梁拼接设计时须采取相应措施以减少混凝土收缩。