大跨宽箱PC连续刚构桥主跨底板纵向裂缝预防措施研究

分析某大跨宽箱PC连续刚构桥主跨底板纵向预应力钢束对主跨跨中附近区段箱梁底板的作用效应,提出增设底板横向无粘结预应力钢束,以防止该区段箱梁底板出现纵向开裂甚至崩裂,该裂缝预防措施可供同类桥梁设计参考。     

预应力混凝土大跨连续刚构梁桥受力裂缝成因浅析

现代预应力混凝土连续刚构桥梁数量多,跨径大,施工过程中和使用过程中,主梁腹板、底板和顶板不断出现较多裂纹,严重影响了桥梁耐久性;采用计算分析与类比技术,提出了预应力混凝土大跨连续刚构主梁纵向裂纹、横向裂纹、剪力裂纹形成机理。根据形成机理,提出了防止裂纹的新技术,为探索预应力混凝土连续刚构桥主梁裂纹控制技术提供了一种思路。     

大跨径连续刚构桥主跨底板合龙预应力束的空间效应研究

对大跨径连续刚构桥中跨底板混凝土在底板预应力筋作用下可能纵向开裂的现象进行了分析,阐述了产生这种现象的力学机理。根据一座跨径布置为140 m 268 m 140 m的单箱单室预应力连续刚构桥的结构与设计特点,对该桥在底板预应力作用下的空间效应不利影响进行了分析,提出了避免跨中箱梁底板纵向开裂、底板混凝土向下崩出和腹板竖向拉应力过大的建议,可为大跨度连续刚构桥的设计提供参考。     

梁拱组合桥力学性能敏感性分析

梁拱组合桥构造相对复杂,施工过程不确定因素对桥梁线形及受力影响较大。通过建立精细化空间杆系有限元模型,研究预应力张拉误差和混凝土荷载等力学参数变化对结构应力及桥梁线形的影响。分析结果表明:当主梁混凝土自重比设计值大时,主梁顶板压应力减小,底板压应力增大,跨中合龙段附近主梁向上挠度减小;在梁拱组合桥成桥阶段,预应力张拉误差对主梁跨中挠度影响较为突出,梁拱组合桥在最大悬臂阶段预应力误差对桥墩附近主梁的挠度影响相对较小,越靠近悬臂端预应力误差对主梁的挠度影响越大。研究成果可为梁拱组合桥的设计及施工过程提供技术参考。     

预应力混凝土桥梁底板混凝土剥落修复实施

某预应力混凝土桥梁施工过程中合龙段附近箱梁底板出现较大面积混凝土剥落,通过检查分析认为该部位附近的拉结筋和波纹管定位钢筋未按要求设置是事故主要原因,确定采用桥面堆载→修补破损区混凝土→卸载的加固方案使后补混凝土接近设计应力状态.对加固后的桥梁进行静载试验,试验结果表明桥梁整体使用性能基本达到设计要求.     

关于增设矮肋法防治大跨径连续刚构桥箱梁底板纵向裂缝问题的探讨

对大跨径连续刚构桥中跨底板混凝土在底板预应力筋作用下可能出现纵向开裂的现象进行了分析,从底板横向受力分析探求底板纵向裂缝成因.根据一座跨径布置为120+230+230+120 m的单箱单室预应力连续刚构桥的结构与设计特点,对该桥在底板预应力作用下的底板横向应力进行了分析, 提出了底板横向计算简化算法,并探讨了避免跨中箱梁底板纵向开裂、底板混凝土向下崩出且相对方便施工的增设矮肋的建议方法,可为大跨度连续刚构桥的设计提供参考.     

大悬臂预应力宽箱梁桥空间效应研究

为研究大悬臂预应力混凝土宽箱梁桥的空间效应,采用有限元软件ANSYS建立精细化空间数值模型,对比无预应力、纵向预应力、纵向预应力加横向预应力三种工况下的计算结果,分析预应力对桥梁空间效应的影响,研究移动荷载、扭转作用下桥梁的空间应力分布规律,得出纵横向预应力大大改善桥梁应力状况,移动荷载对结构的影响从跨中截面向墩顶截面快速减弱,墩顶附近梁体的扭转作用十分强烈,而梁体顶板的扭转作用要远小于底板。     

基于板壳单元的箱梁桥空间应力分析

采用8节点40自由度实体退化板壳单元编制有限元软件,对预应力混凝土箱梁桥进行空间应力分析.以某(80+150+80)m预应力混凝土连续刚构桥为例,对采用板壳单元与采用杆系单元计算预应力混凝土箱梁桥空间应力的结果进行对比、分析,板壳单元程序分析结果表明截面最大主拉应力主要出现在箱梁顶、底板与腹板交界处以及底板横向跨中附近;建议活载正应力放大系数一般可以取1.15,部分位置可取1.2～1.6,活载剪应力放大系数一般可取1.5～1.8.     

现浇空心板梁桥纵向开裂成因分析与试验研究

既有现浇空心板梁桥纵向开裂问题较多,为研究既有现浇空心板桥梁纵向开裂的原因,采用有限元方法,对有较多纵向裂缝的某地方公路现浇钢筋混凝土空心板梁桥进行空间模拟,分析底板厚度、板高、宽跨比对现浇空心板梁桥力学性能的影响。计算结果表明,该空心板桥梁强度和刚度均不能满足规范要求,板高度不够和宽跨比较大是该桥梁出现纵向开裂的主要原因;底板较薄、板高较小、宽跨比较大的现浇空心板梁桥极易出现纵向开裂。随着底板厚度、板高度的增大,跨中最大挠度和横向最大拉应力减小;随着板宽跨比的增大,跨中最大挠度和底板纵向最大拉应力减小,底板横向最大拉应力加大。同时根据试验和分析结果,提出了现浇空心板梁桥纵向开裂的防治措施。     

变高度预应力箱梁桥合龙段底板纵向裂缝的成因

从对变高度预应力混凝土箱梁桥跨中合龙段底板位置出现的多种纵向裂缝形态的分类出发,分析了跨中底板在自重和预应力作用下所特有的多重荷载效应,通过对某桥梁的有限元数值模拟对多种纵向裂缝形成的原因进行了验证.结果表明,变高度预应力混凝土箱梁桥跨中合龙段底板纵向裂缝不仅是合龙索径向力与梁体自重作用下的横向框架效应耦合作用导致的,...     

预应力张拉对箱梁底板混凝土的剥离效应研究

针对目前预应力混凝土箱梁设计和施工中的底板混凝土崩裂现象,考虑预应力孔道的应力集中和孔道对底板截面削弱的影响,采用空间有限元程序,研究了空间混凝土结构的计算理论和空间预应力的施加方法,分析了预应力张拉对箱梁底板混凝土的剥离效应.分析结果表明,预应力管道的曲线变化形式对径向力的影响较大;曲线突变处径向力和主拉应力大;长束的径向效应大于其余短束;腹板与底板交合部位的管道应力值大于其余管道周围的应力;靠近截面中心的管道变形大于腹板附近的管道变形.     

宽幅预应力空心板梁底纵向裂缝成因分析

对20m后张预应力混凝土宽幅空心板的底板纵向裂缝的成因进行分析，利用通用有限元软件ANSYS，建立宽幅空心板的三维有限元的模型，模拟预应力筋和混凝土的相互作用，对梁底的应力状态进行分析，钢束设计布置形状和预应力钢束张拉引起的结构变形对纵向裂缝产生的影响以及混凝土所处的应力状态、泊松效应和施工质量的影响。     

桥梁结构日照温差二次力及温度应力计算方法研究

根据等效线性化原则,借助一般有限元程序分析预应力混凝土桥梁的非线性日照温差二次力及温度应力;针对两种非线性温度梯度模式及具有不同顶、底板厚度的一般箱梁桥,推导了等效线性化后的特征参数计算公式。对洺河桥预应力混凝土四跨箱形连续梁的非线性日照温差温度应力计算表明:中国现行公路桥规中规定的日照温度梯度模式是偏于不安全的,由日照温差产生的连续梁跨中附近截面下缘拉应力较大,它与预加力等产生的次应力组合会使截面抗裂性降低,设计时应充分重视。     

预应力混凝土变截面连续箱梁桥静载试验分析

某互通立交匝道桥第三联预应力混凝土变截面连续箱梁中跨、边跨腹板局部竖向开裂;腹板纵向钢束张拉槽口竖向和斜向开裂;底板局部与腹板竖向裂缝对应位置出现短小横向裂缝。本文主要针对该匝道桥第三联荷载试验结果进行分析,评价其承载能力,并给出病害处治建议供同类桥进行借鉴和参考。     

预应力混凝土连续刚构桥底板脱落成因分析

以广西某高速公路连续刚构桥为实例背景,针对跨中合龙段底板张拉后,左中跨某节段底板混凝土出现脱落病害,推导了径向力集度的计算公式,讨论了不同曲线次数对底板径向力集度的影响。采用通用有限元程序Ansys对局部箱梁模型进行了非线性有限元分析,结果发现波纹管向上偏离设计位置产生的集中径向力使得脱落部位的竖向拉应力增大,同时横向拉应力和切应力均处于最不利水平,致使脱落病害出现。     

某连续刚构桥跨中底板崩裂加固方法研究

某预应力混凝土连续刚构桥(69 m+120 m+69 m)在中跨合拢段施工完成后,跨中底板出现大面积空洞和底板崩裂等病害。首先通过对崩裂区域进行试验检测,结合钢束是否超限上浮的荷载效应和相应抗力的计算分析及桥梁设计、施工中的不足,分析得到了底板崩裂的主要原因。然后基于对结构压应力恢复和储备的目标,对比分析了部分拆除重建、对称顶升边跨支座、中跨跨中配重、抽换旧钢束重新穿索张拉和增加体外索5种加固方法,在不拆除桥梁原结构的前提下用科学合理的加固措施完成了桥梁维修加固,保证了该桥梁后续运营安全。     

预应力混凝土连续刚构箱梁桥底板裂缝成因分析研究

针对预应力混凝土连续刚构箱梁桥底板裂缝成因分析不完善的现状,结合一座实际桥梁,通过有限元程序ANSYS的数值模拟,定量地分析了材料泊松效应对底板应力的影响程度,同时分析了底板预应力筋导致底板出现纵向裂缝的力学机理。分析结果表明：泊松效应尽管是导致底板开裂因素之一,但不是主要因素;而底板纵向裂缝的产生除了传统理论所认为的底板连续索所产生的径向力效应外,底板连续索导致的箱梁翘曲效应与局部小梁效应也是重要的、不可忽略的因素。     

预应力混凝土箱梁桥腹板开裂参数影响分析

预应力混凝土箱梁裂缝是影响桥梁结构安全的重大隐患.该文对某三孔预应力混凝土变截面箱梁建立有限元模型,分析竖向预应力损失和箱梁腹板厚度对箱梁桥开裂的影响.结果 表明:连续箱梁边墩支点附近的边跨现浇梁段的主拉应力值较大,且这些位置截面梁高较小,如果施工和运营阶段竖向预应力损失过大,在这些区域容易出现腹板斜裂缝;腹板厚度对斜截面抗剪承载力的影响比截面主拉应力的影响大;箱梁支点附近梁段腹板厚度较薄,容易导致斜截面抗剪承载能力不足.     

桥梁工程综述连载——十三、公路桥梁中的部份预应力混凝土

我国1985年颁行的《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》(简称《桥规》)中,采纳了国内有关“部份预应力混凝土”的最新研究成果,明确规定在公路桥梁中“允许采用部份预应力混凝土结构”,扩大了桥梁设计的理论领域。在此之前,预应力混凝土桥梁的设计一直沿用这样一个原则:结构或构件的受拉混凝土不容许出现拉应力。通常把按此原则设计的结构称为全预应力混凝土结构。部份预应力是相对全预应力而得名的,它的基本特征则是容许沿预应力钢筋方向的混凝土出现拉应力,或者容许出现额定宽度的裂缝。前者称为A类构件,后者称为B类构件。     

混凝土桥梁悬臂牛腿结构精细数值分析

为了准确分析混凝土桥梁悬臂牛腿结构的空间受力状态,寻求模型规模、加载方式、应力水平及其对分析结构的影响,文章以带预应力混凝土简支T梁挂孔的4跨T型刚构桥梁实体工程为背景,分别建立了不同悬臂梁段长度的5个局部有限元模型,对比分析了不同模型尺寸时,中载和偏载工况下结构的应力及变形,研究分析了运营荷载及不同超载情况下结构的应力及变形状况。结果表明,局部模型的应力应变可用于实际设计,偏载状况更不利,结构变形应采用整体模型进行计算;发生在腹板位置凹角处的主拉应力较大,结构分析及配筋时应注意腹板附近混凝土应力状态的把握。