斜拉桥Π形主梁桥面板纵向裂缝成因分析

某桥为2×122.5m独塔斜拉桥,主梁为Π形截面预应力钢筋混凝土梁,该桥建成于20世纪90年代,经过多年运营,50号混凝土桥面板普遍出现纵向裂缝。为研究裂缝成因,采用有限元软件计算各种荷载作用下Π形梁桥面板的横向应力,通过荷载试验实测Π形梁桥面板的横向应力和纵向裂缝开展情况,并进行对比分析。结果表明:自重荷载不是桥面板产生纵向开裂的因素;汽车荷载对桥面板纵向开裂有一定的影响,但不是主要原因;按85规范温度梯度计算,桥面板底面未出现横向拉应力,按2015规范正温度梯度计算,桥面板底面拉应力达4.46 MPa,超过现行规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中有关C50混凝土的抗拉强度设计值,85规范关于温度梯度荷载的规定偏不安全,是导致桥面板纵向开裂的主要原因;横隔梁预应力对桥面板纵向开裂的影响较小。     

在役大悬臂箱梁桥顶板加劲腋纵向开裂成因分析

以某大跨度连续箱梁桥梁体顶板加劲腋纵向开裂为背景,建立考虑悬臂施工和成桥运营阶段的大桥三维实体有限元模型,分析了横向预应力张拉、挂篮前移、施工不平衡堆载、重车偏载、梯度温度等不同荷载工况对箱室顶板加腋处横向应力分布的影响。结果表明,施工/运营阶段最大组合应力接近混凝土抗拉强度标准值,对大悬臂箱梁,横向预应力张拉是引起梁体纵向裂缝的主要原因。     

鹤大高速红岭高架桥病害分析及加固设计研究

鹤大高速红岭高架桥为5跨预应力混凝土连续刚构箱梁桥,经过多年运营,检测发现该桥右幅出现了主梁跨中下挠、腹板斜裂缝、顶板纵向裂缝等病害。为了解病害原因及结构受力状态,对病害原因进行分析,并进行荷载试验,在此基础上进行维修加固设计研究。结果表明:弯剪作用引起腹板斜向开裂,横向弯矩过大引起顶板开裂,预应力径向作用过大造成底板开裂。该桥上部结构校验系数大部分大于或接近于1.0,正截面抗拉强度不满足设计荷载要求;采取顶板加厚、腹板加厚、底板增设横梁以及张拉体外预应力加固设计。数值模拟分析显示加固后箱梁顶、底板最大压应力有效降低,安全储备增加,主应力得到明显改善。加固后第3跨L/4、L/2、3L/4截面分别上挠14.34,0.34,12.61 mm,结构受力满足现行规范要求。     

矮T梁承托处裂缝产生的原因及影响分析

对某标准跨径为16m的预应力混凝土简支矮T梁承托处纵向裂缝产生的原因进行了分析,并进一步分析了该裂缝对主梁荷载横向分布的影响。分析结果表明:各矮T梁间横向联系的薄弱是主梁承托处纵向开裂的主要原因,但该裂缝对主梁荷载横向分布无明显的影响,不会造成单梁受力。据此提出增加横向联系的方法对该矮T梁进行了加固,加固后该桥运营良好。     

钢板组合梁桥横向U型筋湿接缝力学性能试验研究

针对传统钢板组合梁桥湿接缝焊接工程量大、安全储备较难保证等问题,提出横向U型筋湿接缝结构,研究其受力可靠性。考虑横向U型筋不同搭接形式及长度,选取并制作支座墩顶中间位置横向U型筋湿接缝试件进行静力拉伸试验、支座墩顶钢主梁位置横向U型筋湿接缝试件进行动力疲劳试验,分析试件裂缝发展、破坏形态和钢筋应力的变化规律。结果表明:静力拉伸试验下,横向U型筋湿接缝施工缝处会较早产生裂缝;横向U型筋采用焊接或增加搭接长度可减小钢筋平均应力。动力疲劳试验下,混凝土开裂会造成横向U型筋应力转移,开裂荷载附近横向U型筋应变变化较为明显,开裂后横向U型筋应力呈非线性增长。静、动力试验过程中,横向U型筋结构裂缝发展及钢筋受力均满足设计要求,力学性能较好。     

预应力混凝土箱梁桥悬臂施工中腹板斜裂缝成因分析

目前国内一些预应力混凝土箱梁桥,在悬臂施工张拉纵向预应力束时,就出现与纵向顶板下弯束大致平行的腹板斜裂缝.该文先列举3座出现该病害的典型桥例,然后具体针对其中之一,运用桥梁博士、ANSYS等有限元软件对其进行了计算.计算结果与现场观察情况表明,腹板处局部主拉应力过大是该桥在施工过程中出现腹板斜裂缝的主要原因.最后给出了腹板斜裂缝修复措施.     

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.     

在役混凝土箱梁桥顶板加劲横梁开裂分析

以某在役混凝土悬臂箱梁桥顶板加劲横梁横向开裂为背景,通过建立3D实体有限元模型和分析多种荷载工况对加劲横梁应力变化的影响,讨论了引起加劲横梁横向开裂的主要原因。结果表明,横向有效预应力不足是引起开裂的主要原因,体外预应力束张拉和车辆荷载作用加速了加劲横梁底部横向拉应力的增长,横向有效预应力下降和超载车辆作用将进一步增加顶板加劲横梁开裂的风险。     

预应力混凝土连续箱梁桥的空间分析

采用有限元法对一座三跨预应力混凝土连续箱梁桥进行了空间分析,静载及动载试验测试结果表明模型的正确性,并对主梁三个测试截面的剪力滞效应进行了研究。试验中发现跨中截面箱梁底板出现了众多的纵向裂缝,研究发现全桥纵向力筋配置过多,泊松比效应明显,而设计中未采用横向预力筋,横向应力过大是造成底板混凝土开裂的主要原因,而在相应位置增加横隔板可以显著提高横向抗弯刚度。对同类桥的设计具有参考价值。     

预应力砼顶推连续梁桥裂缝成因分析及预防

以长沙某大桥为研究对象,采用ANSYS建立三维有限元实体模型,根据斜梁顶推施工特点,研究了温差、滑道高程误差等因素对箱梁顶板正应力分布的影响情况,得到了预应力砼箱梁在顶推过程中顶板易产生横向裂缝的主要原因并从设计、施工等方面提出了预防措施.     

预应力混凝土箱形连续梁桥裂缝成因分析及对加固方案的评价

预应力混凝土箱梁桥中出现剪力引起的斜裂缝的现象非常普遍。从设计方面寻找斜裂缝出现的原因,对现有的预应力加固方法的有效性进行探讨。从工程实例出发,利用虚拟层合有限单元法对桥梁加固前、后的空间计算做了分析,得出桥梁加固前、后两阶段的受力情况。经分析发现:竖向预应力的不足以及预应力筋的布置不妥所造成的过大局部应力是导致产生斜裂缝的主要原因。同时发现:现有的预应力加固方案中加固设计没有有效弥补原有方案的缺陷。经计算斜裂缝处的应力在加固后仍为拉应力,在设计荷载下裂缝将继续开展,试验结果也证明了这一点。     

某连续刚构桥腹板斜裂缝分析及处理措施

某连续刚构桥在悬臂施工时,出现沿腹板下弯束的斜裂缝,通过有限元程序进行空间计算,结果表明:斜裂缝主要是由于预应力筋的锚固区局部应力较大造成的;纵向腹板束锚固位置宜设置在距离箱梁下缘H/3或H/2高度处。后续实践证明:通过采取在钢束锚固区一定范围增设闭合式箍筋、钢筋网的措施可有效抑制开裂。     

齐泰公路嫩江特大桥设计

文章主要阐述齐泰嫩江特大桥的概况、总体设计及设计要点;通过理论计算,分析了大跨度预应力混凝土连续梁桥顶板纵向开裂、腹板沿下束开裂、底版纵向裂缝产生的原因,提出在设计防止病害的措施。在设计中适当加强横向普通钢筋,并将横向束与纵向束同步张拉或先张拉横向束,加大横向预应力,以防止顶板纵向开裂,;适当加密底板横向筋,将后浇节段接缝处200cm范围内底板上、下缘所有横向筋间距采用8cm,其余采用12.5cm,以防止底版纵向裂缝;为防止腹板下弯束产生沿预应力钢束方向的裂缝,除采取可靠的施工工艺保证竖向预应力束的有效压应力外,尚需要对腹板的普通钢筋进行局部加强。     

预应力混凝土连续箱梁桥的顶板力学性能研究

预应力混凝土连续箱梁桥的顶板结构受力复杂,导致病害突出。该文以某连续箱梁桥为背景,采用有限元法和解析法分别分析了预应力混凝土箱梁顶板的横向应力及主应力分布,讨论了顶板纵向裂缝产生原因及其影响因素,发现:①施工时合理设置箱梁桥面板横向预应力钢束张拉锚固程序可以改善箱梁顶板受力性能;②采用平面梁单元模拟顶板受力可以在简化计算的基础上取得和空间分析比较吻合的结果;③合理确定腹板尺寸和底板厚度,能够调整顶板横向应力的分布。     

宽幅斜拉桥主梁施工阶段受力特性分析

为研究单侧变宽主梁斜拉桥在施工过程中主梁的结构受力行为,以便对桥梁进行准确的施工控制,以武汉市金桥斜拉桥为背景,先采用杆系模型进行整体计算,后基于ANSYS有限元软件,采用空间实体单元建立主跨主梁及斜拉索的子模型,分析该桥主跨悬臂施工过程中主梁的受力情况.分析结果表明:节段浇注时,部分节段的顶板处于受拉状态;中纵肋在整个节段的施工过程中,顶缘处于受拉状态,底缘处于受压状态,带索横梁在整个节段施工过程中均表现为受压;左、右顶缘和中纵肋顶缘受拉区域和拉应力值随节段施工的进行而变动,各研究区域变动范围不同.各区域应力均未超过设计允许值.     

悬浇箱梁纵向预应力束对顶板横向受力影响分析

针对悬臂施工的预应力混凝土连续箱梁桥顶板纵向开裂这一常见质量问题,本文结合实例,将纵向预应力分为直线及平弯2部分,分别研究其对顶板横向应力的影响。结果表明,顶板在节段端头锚固处和平弯处均会出现不利的受拉效应。为避免2种不利效应叠加,文中提出相应改进建议。     

某T形刚构桥施工过程病害维修方案设计

某T形刚构桥在顶板预应力张拉过程中出现了箱内顶板混凝土崩裂病害,病害原因为混凝土强度不足和预应力定位偏差。针对该病害,提出顶板局部凿除方案(凿除崩裂区顶板,顺直管道后恢复)和顶板局部补强方案(新增横隔板),采用MIDAS建立该桥有限元模型,从施工难度和结构应力两方面进行比较分析,最后确定采用施工难度小、顶板压应力均匀且极值较小的局部补强方案作为推荐方案。采用减少预应力和增加铺装层厚度对推荐方案进行结构应力和主梁线形的优化,并对优化后维修方案进行施工阶段和成桥状态的结构验算。结果表明:结构各项验算指标均能满足规范要求,证明维修方案是合理的,通过维修可以保证桥梁的施工过程安全及使用要求。     

施工过程箱梁腹板斜裂缝成因分析

某预应力连续刚构桥,主梁为单箱双室箱梁,采用挂篮悬臂浇筑施工,施工过程中,箱梁腹板的下部出现斜裂缝。从设计、材料、环境温度、施工方法几方面对裂缝成因进行分析。进一步采用ANSYS有限元软件对该桥箱梁腹板进行局部受力分析,得知不张拉竖向预应力筋而继续悬臂挂篮施工,是造成腹板下部出现斜裂缝的主要原因。建议:尽快张拉前面节段竖向预应力筋,以后须先张拉前一节段的竖向预应力筋,才能移篮进行下一节段的施工。对现有裂缝,观察确定其不再发展,即进行封闭处理。     

深圳市留仙大道跨丽水东路桥检测评估

深圳市留仙大道跨丽水东路桥上部结构采用30 m预应力混凝土空心简支板梁,施工完成后发现边板外侧存在比较严重的裂缝。介绍对梁体进行的检测、荷载试验,以及对桥梁上部结构及开裂截面的实际受力状况的分析。结果表明:边梁由于截面横向不对称而产生的斜弯曲是其外侧出现开裂的主要原因,这些裂缝不影响上部结构的整体刚度、受力状况及结构承载能力,对截面的局部应力状况有一定影响。     

某地铁桥梁箱梁下挠及开裂检测评估处治技术

某地铁高架桥为65 m+120 m+65 m预应力混凝土变截面连续梁桥,建成后运营不久发现主梁产生较大的竖向下挠,并且主梁跨中底板出现较多延伸至腹板的横向裂缝。为了解主梁下挠和裂缝产生的原因以及目前桥梁的技术状况,对该桥梁进行了专项检测,并采用有限元软件进行结构验算。检测及验算结果表明：该桥梁体下挠和开裂的主要原因主要是梁体跨中预应力的损失,特别是底板束预应力损失过大或张拉不足而导致的梁体抗弯承载力不足。根据检测评估结果主要采用了体外预应力钢束进行维修补强。维修处治后的荷载试验表明,桥梁强度、刚度及动力性能均满足规范要求,桥梁加固处治效果良好。