全无缝桥梁接线路面温降效应及长度优化

为了充分吸纳全无缝桥梁主梁温度变形,降低工程造价,提出连续配筋接线路面合理长度计算方法,分析了温降下接线路面板受力变形机理,推导了考虑地梁锚固影响的接线路面应力、位移解析式,并提出接线路面长度及配筋设计方法;采用计算机编程实现了路面长度的优化计算。结果表明:解析法计算结果与有限元ANSYS仿真分析结果相近,路面板纵向钢筋最大应力相对误差为3.4%~5.7%;路面板最大裂缝宽度相对误差为4.7%~10.5%;实桥监测结果验证了接线路面长度及配筋设计满足现行规范要求。     

无缝桥梁CRCP接线路面室内试验研究

连续配筋混凝土路面(CRCP)自身有带裂缝工作的特点,将其与无缝桥梁技术相结合,针对中小整体式无缝梁桥,提出了采用CRCP接线路面来吸纳无缝桥梁收缩变形的新措施.同时结合西部交通建设科技项目"无缝化技术在西部地区中小跨径桥梁上的应用研究"课题,进行了室内足尺模型试验,并且在主动裂缝控制的效果、裂缝宽度发展规律以及纵向钢...     

半整体式全无缝桥接线路面裂缝宽度计算

该文是在研究带预锯缝的半整体式全无缝桥接线路面温降效益的基础上进行的,综合考虑影响接线路面开裂的主要因素(梁体温缩变形,混凝土干缩及温缩作用和行车荷载)的作用,引入了表面裂缝转化系数和行车荷载裂缝宽度影响系数,推导了全无缝桥梁接线路面表面裂缝宽度的计算公式,并将试验参数代入理论推导公式对比试验结果,论证理论推导的正确性。     

无缝桥加筋接线路面的拉伸变形性能

为减小接线路面中裂缝的离散性,在无缝桥加筋接线路面中引入等距离的预压缝,并设计了室内节段模型温降模拟试验,同时根据混凝土粘结-滑移理论推导了无缝桥加筋接线路面在纵向荷载作用下裂缝宽度的计算公式,并对试验观测值与理论计算值进行了对比。结果表明:裂缝宽度的理论值与试验值能较好吻合,初步验证了加筋接线路面的裂缝能呈规律性地发展,而且接线路面有良好的吸收变形性能,为无缝桥中带预压缝的加筋接线路面的设计提供了依据。     

CRCP与铁路通道连接新方式应用研究

介绍一种新的端部处理方式,采用锚固地梁与无缝伸缩缝相结合的措施来连接连续配筋混凝土路面和铁路通道。锚固地梁主要用来约束路面面层的膨胀位移,无缝伸缩缝既保证通道的自由变形又保证接缝处的行车平整。通过ABAQUS有限元程序分析了锚固地梁的应力和位移,结果表明:该连接方式具有较好的适用性。     

全无缝桥延性性能试验研究

通过对带预锯缝的全无缝桥接线路面模型的室内3个周期往复张拉试验,得到了配筋路面的裂缝宽度、基底摩阻力及锚固端端锚固力等的变化数据,提出了地锚的设计要求;通过对带地梁的全无缝桥破坏试验,引入位移延性计算公式分析了半整体式全无缝桥的延性性能,证实了全无缝桥是一种延性性能很强的结构形式。此外该文还考虑了往复荷载对接线路面裂缝宽度的影响,引入了往复荷载影响系数,完善了接线路面裂缝宽度的计算公式。     

预应力混凝土T梁在施工阶段的挠度和边界条件分析

为了研究预加力时的梁体变形,实施了预应力混凝土T梁桥试验,得到了梁体变形的实测数据;建立了与试验梁对应的有限元模型,并考虑梁体底面存在接触的实际情况,探讨了梁体张拉过程中的摩擦接触问题;通过有限元计算分析了梁体在张拉过程中的挠度变化规律,并提出了计算的基本假设.为了验证计算基本假设的合理性,运用静力法对施工梁体进行受力分析,推导了确定边界约束条件的表达式,并与实桥试验成果以及有限元计算结果相比较.通过理论计算确定的边界约束条件与实测结果基本吻合.在施工阶段,梁的挠度和边界条件主要与预应力钢筋线型、纵断面位置,预加力大小以及构件自重集度有关.通过分析推导,得到了直线配筋和曲线配筋情况下的边界条件.     

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。     

火灾配筋混凝土空心板梁承载力试验研究

以某高速公路桥梁火灾后配筋混凝土实体板梁为研究对象,对其进行了不同火灾工况下梁体承载力试验,得出了不同火灾工况下梁板承载力变化规律,建立了火灾后梁体承载力修正公式和梁体刚度修正系数,为开展配筋混凝土桥梁火灾损伤后性能评价和科学处治提供借鉴。     

连续配筋混凝土路面端部结构新方式探讨

锚固地梁可以约束端部变形,无缝伸缩缝可以释放端部位移,笔者介绍了将两者结合用于连接新建的连续配筋混凝土路面(CRCP)和原有下穿铁路通道的方案.采用ABAQUS非线性有限元程序分析了锚固地梁的应力和位移,分析结果表明:该端部连接方式将锚固结构与变形结构有机联系在一起,具有"刚柔相济"的特点,能更好地适应工程的需要.     

宽幅无缝桥梁受力性能分析

无缝桥梁具有行车舒适、维护简单等诸多优点,但由于认识有限且缺乏统一的标准,此类桥梁在我国发展较为滞后。现有的研究关注桥长等限制因素,但对宽幅无缝桥却未见专门的报道。结合某城市立交方案,建立一种适用于工程实践的空间梁格模型,对宽幅整体式桥台无缝桥梁受力特性进行多工况分析,并与半整体式无缝桥梁方案进行了对比。研究结果表明:优化台后填土等设计参数能较大地改善此类桥梁受力性能;受桥宽的影响,桩顶横向弯矩可能控制设计,采用半整体式桥台无缝桥梁方案有利于解决此问题。     

软土地基上桥台桩基受力算法研究

结合位于珠江三角洲软土地区的2座梁桥桥台病害的实地检测情况,对软土地基上桥台受力机理进行了分析。通过结合Ito基于塑性变形理论推导的用于计算位于移动土体中的桩基所受到的挤压力的理论计算公式和有限元分析方法,建立了符合软土地基桥台桩基实际受力情况的平面杆系计算模型。通过将计算结果与随后进行的16根桥台桩基的钻芯取样结果进行对比,揭示出了这2座桥的桥台桩基产生严重断裂的真正力学原因,从而初步找到了一种适合于软土地基上桥台桩基的计算方法。     

往复位移作用下整体桥台后土压力计算方法

整体桥具有使用寿命长、施工方便、造价及养护费用低等特点，目前在国内外得到了广泛应用与推广，但是，其台后土压力计算方法还缺乏深入研究。为此，以永春上坂大桥整体桥为设计背景，开展了整体式桥台-H形钢桩-土相互作用的低周往复荷载拟静力试验研究，主要研究了台后土压力大小及其衰减规律，并给出了桥台内力和台后土压力计算方法。研究结果表明：台后土压力与正向加载位移成非线性关系，且随着正向加载位移的增大而增大；台后土压力沿深度方向主要呈"三角形"与"梯形"分布，同时，台背处土压力合力作用点基本位于2/3桥台高度的埋深位置处；台后土压力沿纵桥向成指数衰减，且在台后2倍的桥台高度处基本衰减为0，即温度作用下整体桥桥台的纵向移动仅对台后2倍桥台高度范围内的土体有影响。现有研究及规范给出的方法不适用于整体桥的台后土压力计算，而所提出的台后土压力计算方法与试验、实桥监测结果较为吻合，其可为整体桥的设计及规范的制定提供参考与借鉴。     

整体式桥台-桩基-土相互作用内力计算方法研究

整体桥具有使用寿命长、施工方便、造价及养护费用低等特点，目前在国内外得到了广泛的应用与推广。以某整体桥为工程背景，设计制作了桥台-桩基结构试验模型，开展了整体式桥台-H形钢桩-土相互作用低周往复荷载拟静力试验，主要研究了桥台和桩基的应变、弯矩与剪力等。试验结果表明：桥台正向移动时桩身应变呈现“酒杯”形分布，负向移动时呈现“橄榄”形分布；同时，无论是最大压应力还最大拉应力，均是正向位移荷载作用下的要明显大于负向作用下的。因此，升温时桩基的内力要大于降温时的，也即夏季高温时的H形钢桩基受力最为不利。为减小升温对桩基的不利影响，建议整体桥合龙温度取略高于年平均温度。同时，在试验研究的基础上，进行了整体式桥台和桩基的内力计算。计算结果表明：采用现有的经典台后土压力理论或桥梁规范计算得到的台底弯矩和剪力与试验结果均存在较大偏差，而采用黄-林法可较准确地得到台底弯矩和剪力。另外，计算结果还表明：负向加载时，采用现有计算方法得到的桩身弯矩和剪力与试验结果偏差不大，分布规律也与传统桩基的相似；但是，正向加载时，采用现有的计算方法得到的桩身弯矩和剪力与试验结果存在较大偏差，分布规律也明显不同。所提出的多项式拟合法和黄-林法能够较为准确地计算得到整体式桥台-桩基-土相互作用时的弯矩和剪力，实际工程中可采用该方法来计算整体桥的桥台和桩基内力，该方法可为中国整体桥的设计与应用提供参考和借鉴。     

独塔双索面自锚式无缝悬索桥的设计与分析

考虑柳青河桥的景观效果和满足河道通航要求,设计采用了独塔双索面自锚式无缝悬索桥,桥型优美轻便,主缆直接锚固在加劲梁梁端,节省了庞大的锚碇结构.由于主跨与边跨跨径比很大,在边跨适当配重的基础上,设计采用了半整体式桥台,利用桥台台身的重量来克服端支座拉力,既解决了拉力支座的问题,同时在该桥台处形成了无缝桥梁.重点介绍了柳青河自锚式无缝悬索桥的结构构造、设计要点及计算分析过程,以期供类似桥梁设计借鉴.     

整体式桥台桥梁的动力试验研究

研究了上坂大桥(中国最长的采用整体式桥台的无伸缩缝桥梁,简称为整体式桥台桥梁)在天然脉动荷载作用下的自振特性,得到关于该类桥梁自振特性的结论;采用结构分析软件ANSYS建立全桥的空间模型,计算该桥的自振特性,并与实测结果进行比较,结果表明:有限元模型具有较好的可靠性;实桥试验还测试了无障碍行车试验和跳车试验作用下桥梁的强迫振动特性,结果表明:该类桥梁的冲击系数值较大,而现行技术规范的取值值得商榷;此外该类桥梁具有较强的耗能能力,抗震性能较好。研究结果有助于对该类桥梁动力特性的认识和进一步开展无伸缩缝桥梁的抗震性能研究。     

U型重力式桥台裂缝处理

针对重庆境内某山区简支梁桥U型重力式桥台出现裂缝,通过调查分析,确定裂缝产生机制,并针对机制,采用有压注浆加固地基和预应力、自进式锚杆、钢筋混凝土竖梁结合的方案加固桥台。裂缝处理后,通过观测,证明处理方案有效。     

桥面混凝土铺装层对主梁承载能力的影响分析

在桥梁结构设计与桥梁荷载试验计算中,铺装层往往被保守地当作恒载来处理,未考虑其对主梁受力影响,而桥面铺装层对主梁的影响主要取决于铺装层与主梁的结合形式。文中以某普通钢筋混凝土梁为研究对象,针对桥面铺装结构和主梁的强、弱2种不同结合形式,在不同铺装层厚度下进行有限元模拟计算和结构静载试验;通过对比分析计算结果与试验结果,指出混凝土铺装层是桥梁结构承力构件的一部分,与主梁共同参与受力,从而提出桥梁结构计算模型中混凝土铺装层与主梁的合理的结合形式。     

带EPS的整体式桥台-桩-土相互作用拟静力试验

整体桥中台后土压力在温度循环作用下会发生较大变化，这种季节性横向土压力的变化在每次温度循环后会持续增大，其实际所受水平土压力会远大于桥台设计时的压力，同时桥台桩基会产生累积和残余变形，因而有效减少台后土压力与桥台桩基的累积和残余变形至关重要。为此以桥台-H形钢桩试件为研究对象，通过在桥台侧向施加水平位移荷载，开展带膨胀聚苯乙烯（EPS）填料板的整体式桥台-桩-土往复荷载拟静力试验，分析桥台、桩基的骨架曲线、滞回曲线及其沿入土深度方向的水平变形和桥台转角等的变化规律，初步研究EPS填料板的厚度对桥台-桩基-土相互作用受力性能的影响。试验结果表明：在台后埋设EPS填料板能有效减小上部结构变形时桥台所受到的水平力，最大可减小31%；同时，也可减小模型试件的累积变形，其随着EPS厚度的增加而逐渐减小，尤其对桩的累积变形减小最为显著，最大减小了74.3%；在台后埋设EPS填料板也可有效减小台后填土对桥台转角的约束作用；台后埋设EPS填料板会使单步位移荷载作用下产生的变形有所增大，但幅度不大；试验全过程各模型试件均表现出了良好的弹性性能和变形能力。