铁路连续刚构桥合龙顶推力分析

针对铁路桥梁合龙大吨位顶推力理论分析及顶推力作用下结构力学性能研究不足,以某4跨连续刚构铁路桥为对象,考虑施工因素、合龙温度、混凝土收缩徐变等对桥墩水平位移的影响,拟合顶推力与桥梁水平位移的关系,推导基于水平位移的顶推力计算公式,并分析顶推力作用下桥梁结构不同阶段变形与受力。结果表明:在桥墩受力不超过规范允许条件下,顶推力与桥墩水平偏位成线性关系;施加计算顶推力下实桥的顺桥向位移与计算值偏差小于5%,公式拟合良好;施加顶推力将增加成桥阶段桥墩的拉应力;施加顶推力运营10年后,大桥的主梁下挠、桥墩顺桥向水平偏位将得到有效控制,桥梁结构安全。     

多跨连续刚构桥合龙方案对墩身内力影响的分析

以临县黄河桥为工程实例,探讨了多孔大跨度连续刚构桥,通过采取改变合龙顺序、在合龙前施加水平顶推力等合龙措施,来控制和减小由降温和混凝土收缩、徐变引起的边墩墩顶位移过大对桥墩的不利影响。     

大跨径连续刚构桥合龙顶推控制浅析

大跨径连续刚构桥成桥后混凝土收缩徐变和长期作用及温度变化将对桥梁主梁和桥墩的变形有较大影响。此外,连续刚构桥的合龙时间、合龙温度、合龙顺序以及结构体系的转换方式对主梁和主墩成桥恒载内力有很大影响。大跨度连续刚构桥合龙前在悬臂端进行适当的顶推,可以减小由混凝土收缩、徐变和整体升温降温所引起主墩中的次内力。本文以某四跨连续刚构桥为例,对连续刚构桥合龙顶推力进行研究,并在施工监控中得到了应用。     

15跨一联PC连续梁桥支座纵向预偏量设置研究

湖北荆州市楚都大道海子湖特大桥为15跨一联的变截面PC连续梁桥,全长1 434m,主梁采用悬臂现浇法施工,利用挂篮在吊架上逐步合龙。该桥经6次分段合龙施工后才能最终合龙,合龙后梁体在多种因素影响下产生纵向变形,导致桥墩活动支座产生纵向偏移,需对影响支座纵向预偏量设置的各种因素进行研究。利用MIDAS有限元软件建立全桥施工模型,研究预应力、混凝土收缩徐变及温变因素对支座伸缩变形的影响,给出各活动支座预偏量设置值。结果表明:混凝土收缩与徐变对支座预偏量设置的影响最大,宜根据实测弹性模量和成桥10年计算支座的纵向位移;合龙温度偏差对支座纵向位移产生较大偏差;距离固定墩越远,各因素对支座的纵向位移量影响越大;综合考虑各影响因素的影响,A0台和A15台支座预偏量分别为-214.9mm和182.9mm。     

客运专线大跨度PC连续箱梁桥收缩徐变研究

预应力混凝土连续箱梁桥的结构形式因其具有结构变形小、整体受力性能好等优点而被广泛应用,但是在桥梁运营阶段,梁体会因桥梁设计及施工过程中考虑收缩徐变不足而产生裂缝和不同程度的下挠现象。为了考虑混凝土收缩徐变对结构性能的影响规律,该文以青弋江客运专线预应力混凝土单箱三室连续梁桥为背景,通过有限元分析软件Midas/Civil对收缩徐变引起的主梁挠度、内力、钢束预应力损失进行对比分析。结果表明:混凝土收缩徐变引起主梁挠度增大,对中跨跨中附近影响尤其显著,考虑收缩徐变影响后主梁挠度变化曲线与实测值吻合度较好;混凝土收缩徐变导致主梁内力重分布,在成桥后前3年影响速率较大,以后逐渐趋于稳定;混凝土收缩徐变引起的钢束预应力损失,在跨中附近影响程度较大,在桥墩处影响程度较小;收缩徐变效应在成桥3年时已完成绝大部分。     

双主跨连续刚构桥合龙顶推分析

大跨径预应力混凝土连续刚构桥中跨合龙时,施加水平顶推力的方法能有效消除合龙温差、成桥后收缩徐变等引起的主梁下挠、主梁主墩水平偏位以及结构附加内力。结合某双主跨连续刚构桥实例,考虑高桩承台基础对基础以上桥梁结构的影响,利用有限元软件建模计算,阐述双主跨同步合龙时顶推力的确定与实施,分析顶推效果。     

北盘江大桥合龙顶推方案研究

北盘江大桥主桥为(82.5+220+290+220+82.5)m双幅预应力混凝土空腹式连续刚构桥.该桥结构跨度较大,运营阶段受混凝土部分收缩徐变及合龙温度影响,主墩及次边墩墩顶水平位移较大,对桥墩结构受力较为不利,需在中跨及次边跨合龙前进行水平顶推施工,且2幅桥梁之间在主墩斜腿处存在平联连接,2幅桥梁合龙顶推施工相互影响,与常规2幅相互独立的桥梁顶推施工差异较大.为保证顶推施工中改善各墩的受力状态,以消除各墩墩顶水平位移为原则,分析成桥状态下墩顶位移,确定了合理的顶推量及顶推力.并对2幅独立合龙顶推、双幅同步合龙顶推方案中各主墩的扭转、合龙口标高及顶推量等参数进行对比分析,确定了双幅同步合龙顶推方案较为合理.     

水磨湾特大桥合龙段预顶推施工

温度和后期混凝土收缩徐变在桥梁合龙后产生一定的收缩量,迫使两主墩向跨中方向位移,墩顶、墩底产生较大的弯矩,同时主梁受到混凝土纤维的限制产生拉应力。对结构造成危害。该桥通过在中跨合龙前预先向两岸施加的一个水平推力。以抵消混凝土收缩徐变及降温引起的收缩量,改善了主梁和墩顶的受力状态。     

PC连续刚构桥合龙顶推力优化方法研究

为探究成桥运营节段最优顶推力的求解方法，基于线性规划理论，构建了考虑徐变效应的优化数学模型，联合Matlab中fminimax函数工具箱和ANSYS进行了联合迭代优化求解。计算结果表明：线性规划理论可有效解决最优顶推力计算的问题。顶推力优化后，桥墩最大偏位有显著降低，墩柱拉应力均控制在0 MPa,主梁跨中最大下挠亦有大幅下降。通过控制合龙顶推力大小，可实现对运营期桥梁墩柱偏位、应力及主梁线形的调控。     

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。     

收缩徐变对混凝土加劲梁自锚式悬索桥的影响研究

随着预应力混凝土梁桥的迅速发展,桥梁收缩和徐变影响的分析、计算成为设计、施工、监控越来越关心的问题。该文以某独塔单跨悬吊自锚式悬索桥方案为例,进行结构成桥后的收缩徐变效应分析,研究混凝土收缩徐变效应对结构的影响。     

混凝土连续箱梁桥拼接拓宽后箱梁顶板病害分析

为探讨桥梁横向拼接拓宽给既有预应力混凝土箱梁桥箱梁桥面板可能带来的结构病害,利用有限元方法分析新旧箱梁之间产生的相互作用以及对既有箱梁结构应力状态的影响,研究既有箱梁顶板和翼缘板在拓宽后可能产生的结构病害及其产生的机理。结构分析中考虑的主要参数包括新建混凝土桥梁的收缩及徐变效应、新旧箱梁之间的不均匀沉降差、温度梯度以及车辆活载作用。研究结果表明：拓宽后既有箱梁的部分顶板和靠近新建箱梁的大部分内侧翼缘板顶面普遍处于较大的拉应力状态,其中新建桥梁混凝土收缩和徐变效应、新旧箱梁之间的不均匀沉降差是主要原因,将很可能造成翼缘板上翼缘大部分区域开裂,设计时需采取相应加固措施,并建议了箱梁桥面板横向加固方法;拓宽后新旧箱梁整体结构在梁端截面将发生较大的横向偏移变形,极有可能挤压侧向抗震挡块,造成结构损害,因此有必要限制需拓宽的混凝土连续箱梁桥总长;应重视以往桥梁拓宽设计时忽视的箱梁桥面板横向应力状态变化及其可能带来的结构病害,设计者应充分注意桥梁拓宽所带来的不利影响。     

混凝土收缩徐变在连续刚构桥施工中的影响分析

利用有限元分析方法,对三跨预应力混凝土连续刚构桥的悬臂施工过程进行了数值模拟,分别计算了在不同徐变计算模式下的施工预拱度,研究混凝土收缩徐变对施工预拱度的贡献和不同徐变计算模式对施工预拱度的影响;另外,分别计算考虑混凝土收缩徐变和不考虑混凝土收缩徐变两种情况下的桥梁结构内力,分析了混凝土收缩徐变在桥梁悬臂施工期间对结构内力的影响。研究结果表明:混凝土收缩徐变对连续刚构桥施工预拱度有较大影响,且不同徐变计算模式对施工预拱度影响不同;在桥梁合龙前,桥梁结构为静定结构,若忽略钢筋和预应力筋的约束影响,混凝土收缩徐变对结构内力没有影响。     

大跨度曲线刚构桥预应力设置对扭矩的影响

为了减小曲线梁桥的弯-扭耦合效应,以一座大跨度曲线连续刚构桥为依托,采用有限元软件MIDAS建立空间有限元模型,计算得到自重、预应力、混凝土收缩徐变等荷载作用下的主梁扭矩分布,结果表明:曲线刚构桥主梁的扭矩主要由自重和预应力产生,且随着曲率半径的减小显著增大。因此,改变预应力筋的设置方式是抵消主梁扭矩的一种有效措施,通过不同方式改变原设计方案的对称布筋方式,得知采用预应力筋的不对称张拉以及不对称布筋方式能有效抵消恒载产生的扭矩。     

混凝土连续弯梁桥侧向位移分析及对策研究

混凝土连续弯梁桥出现的爬移问题日渐引起了工程界的重视,针对此问题,分析了混凝土连续弯梁桥产生侧向位移问题的主要原因,包括弯梁桥的曲率半径、恒载作用、支座布置形式、温度变化影响、活载作用、梁的截面形式、下部构造特征、混凝土的收缩徐变以及预应力施工等因素,进一步从设计和施工方面提出了一些相应的预防爬移问题的处理措施,以防止弯梁桥出现爬移现象。     

高墩大跨连续刚构桥施工控制参数敏感性分析

为研究高墩大跨连续刚构桥施工控制参数的敏感性,以贵州乌江特大桥为例,采用MIDAS Civil软件建立该桥三维有限元模型,计算施工监控过程中各主要参数的取值对结构线形和内力的影响.计算分析结果表明,混凝土节段重量、收缩徐变、温度荷载等参数对该桥施工控制精度有显著影响,混凝土弹性模量参数的影响比较明显,预应力参数敏感程度相对较低.在施工控制过程中,应及时收集节段混凝土容重、弹性模量等参数,根据实际施工时间历程考虑收缩徐变效应的影响,并对计算模型加以修正;在设置预拱度和监测数据测量时,要充分考虑到温度对桥梁的线形及应力的影响.     

混凝土桥梁收缩徐变计算的有限元方法与应用

将桥梁规范附录四中给出的混凝土徐变系数表达式用指数函数进行拟合,从而得到了徐变计算的递推公式。利用混凝土收缩应变规律推导出由收缩应变增量产生的单元等效结点力增量,并以此为基础,绘出了用初应变法进行节段施工混凝土桥梁的收缩徐变计算的有限元列式,编制了有限元程序。最后,以三跨等截面混凝土连续梁和长沙湘江北大桥主跨210m的混凝土斜拉桥为例进行了收缩徐变分析,且利用12年实桥现场观测结果验证了其理论分析结果。     

连续刚构桥主梁线形控制参数敏感性分析

在施工监控过程中设置合理预拱度,使连续刚构桥能够顺利合龙,以及提高桥面线形的平顺度。以康家河大桥为工程背景,用Midas/Civil建立了空间有限元模型,进行了主梁挠度的计算。根据实际可能发生的情况,分析了结构自重、预应力损失、混凝土收缩徐变、梯度温度对主梁挠度的影响。     

大跨径简支转连续箱梁桥的线形观测与控制

采用杆系模型计算箱梁预制过程和施工过程中的应力分布和线形变化，分析了二次张拉的作用以及预应力管道参数、合龙时间、收缩徐变等对结构线形的影响。研究结果表明：二次张拉能有效地控制箱梁早期裂缝且对线形影响很小，而预应力管道参数、合龙时间、收缩徐变等对结构线形的影响不容忽略；在理论计算控制线形中，能否合理地选取计算参数是控制线形的关键。进而通过实测值和理论值的比较，验证了理论计算对线形控制指导作用的可靠性，为今后同类桥型施工控制提供了参考。