铁路混凝土箱梁是否设置横向预应力筋的探讨

针对铁路混凝土箱梁顶板是否设置横向预应力筋作法不统一的问题,从结构受力、经济性、施工工艺及结构耐久性方面分析了箱梁顶板设置横向预应力筋的效用及影响.研究结果表明:铁路预应力混凝土箱梁顶板不设置横向预应力筋,只采用普通钢筋配置方式,结构受力和裂缝宽度依然能满足规范要求;顶板如不设置横向预应力筋,施工时则不用预埋相应管道,...     

预应力混凝土连续箱梁顶推施工控制技术研究

为了解决桥梁顶推法施工由于正负弯矩交替出现、预应力筋作用以及顶推装置的影响导致连续梁梁体的开裂问题,以厦深联络线连续梁施工为背景,开展对预应力混凝土连续箱梁顶推施工中结构"零损伤"的研究。借助midas桥梁建模软件,仿真分析连续箱梁在不同的预应力张拉方式下,不同顶推阶段中导梁及箱梁的上下缘应力,并通过实测数据对比,验证仿真分析的可靠性。研究结果表明:(1)在顶推的各个阶段,部分预应力张拉方案较全部预应力张拉方案主梁及导梁的拉压应力均变小;(2)采用预应力部分张拉方案解决了顶推过程中箱梁顶板上沿拉应力超限、预应力处理不当导致的梁体裂缝问题;(3)可采用增加布料孔和振捣孔、定制钢底模、设置沉降差等措施控制混凝土质量,为后续顶推施工箱梁"零损伤"提供条件。     

铁路矮塔斜拉桥单箱多室截面横向受力研究

研究目的:津保铁路子牙河特大桥主桥采用(32.7+56+84)m矮塔斜拉桥结构体系,横向为单箱四室箱形截面。本桥桥面宽达23 m,为我国铁路矮塔斜拉桥之最,必须对其横向受力进行分析。研究结论:通过对横向框架的受力分析,确定了本桥横向预应力钢束的形状和数量。由于温度荷载的影响,本桥钢束采用小角度弯起的钢束形状。裸梁阶段,在日照荷载作用下,顶板下缘出现部分拉应力,施工过程中需采取措施避免日照荷载直接作用。本文单箱多室箱形截面的横向受力分析过程,可为铁路桥梁单箱多室结构横向分析计算提供一种合理的设计思路。     

宜昌长江大桥箱梁横向受力性能研究

宜昌长江铁路大桥为连续刚构柔性拱桥。基于8节点六面体单元与空间梁单元组合计算该桥箱形梁横向受力特性,并采用增设横隔板和横梁的方法,改善结构横向受力性能。研究表明,2种方法均能显著降低箱梁顶、底板横向弯曲正应力。传统平面框架分析法,不能考虑箱梁顶板荷载在桥纵向的传力方式,也不可能计算改善方案的横向应力,应当进行修正。     

轨道交通U形梁横向预应力的设计研究

国内已建轨道交通U形梁底板横向均为允许开裂的普通钢筋混凝土结构。为避免底板出现裂缝,提高结构刚度和耐久性,进行U形梁横向预应力的应用研究。针对U形梁为开口薄壁结构、腹板和底板平滑过渡的构造特点,横向预应力采用管道尺寸小的扁锚后张法有黏接预应力,沿两侧腹板和底板呈环向布置。利用空间三维实体有限元模型对轨道梁进行应力分析,计算表明,对于B型列车荷载,当横向预应力筋规格为BM15-2、纵向按1 m的间距布置时,底板应力分布均匀,并满足允许混凝土出现拉应力但不允许开裂的受力要求。横向预应力筋构造布置避开纵向预应力筋、声屏障预埋件等。后张法横向预应力施工不增加张拉台座的施工时间,不影响工期。采用单端张拉、相邻钢束交错张拉的方式,可减少张拉工作量。该U形梁已应用于宁波机场路南延工程,并完成设计、施工。     

大跨度箱梁桥温度与混凝土收缩徐变耦合效应分析

为准确考虑温度对大跨度混凝土箱梁桥长期力学行为的影响,以帕劳共和国KororBabeldaob桥为例,利用Midas/Civil软件建立分层模型反映箱梁顶板、底板以及腹板的温度差异,采用B3模式计算温度与混凝土收缩、徐变的耦合,深入探讨了该耦合作用对箱梁关键截面预应力损失、挠度以及应力的影响。研究结果表明:温度与收缩、徐变耦合作用使合龙时及合龙18a后主墩顶负弯矩区预应力损失分别增大30.9%和13.5%;使合龙18a后主跨跨中挠度增大47.3%,主墩顶负弯矩区箱梁顶板应力减小40.1%,对底板应力基本无影响;且温度越高,主跨跨中下挠速度越快,主墩顶负弯矩区顶板应力在桥梁运营前期降低越快,在运营后期顶板应力逐渐趋于定值。     

大跨度曲线矮塔斜拉桥主梁空间效应研究

以一座大跨度曲线矮塔斜拉桥为研究对象,分析剪力滞、箱梁畸变、扭转等空间效应对梁体应力状态的影响。分析结果表明:考虑空间效应后,在移动荷载作用下,顶板拉应力和底板压应力增大,最大增幅分别为1.20 MPa和1.29 MPa,顶板压应力和底板拉应力减小,最大减幅分别为0.95 MPa和1.35 MPa;在恒载作用下,顶板压应力减小,最大减小2.16 MPa,底板压应力增大,最大增加3.27 MPa。在此基础上分析了半横隔板箱梁在斜拉索锚固处的剪力分配问题,结果表明,剪力由横隔板和翼缘板共同承担,且横隔板承担剪力不超过50%,可按照横隔板和翼缘板共同抗剪进行设计。     

转体施工的铁路曲线连续槽形梁设计关键技术研究

为了确保转体施工的曲线连续槽形梁结构设计安全可靠,需要解决以下关键技术问题:结构横向受力、日照温差应力较大、支座中心线横向位置、曲线转体结构横向偏载、曲线槽形梁结构受力计算等。通过道砟槽板横向预应力束的合理布置,克服横向连接处主拉应力;通过适当增加边主梁顶板保护层厚度和纵向预应力束的合理布置,控制了日照温差应力;研究合理的横向支撑位置,避免对结构产生横向次应力;曲线悬臂转体结构横向偏载,将球铰中心相对于上下承台设置横向预偏心,解决转动时横向自重不平衡引起梁体侧倾的问题;通过建立平面模型、单梁模型、梁格模型和实体模型,对比分析计算曲线空间结构的受力问题。结果表明:曲线连续槽形梁结构受力均满足规范要求。     

900t大型预制箱梁早期张拉抗裂性能研究

运用数值方法和现场测试,研究900 t大型预制预应力混凝土双线简支箱梁在预、初张拉过程中的应力、变形状态及抗裂性能。采用通用有限元分析软件MIDAS/Civil,按弹性支撑计算模型,对预、初张拉阶段箱梁的应力和变形状态进行模拟计算,分析基础刚度、箱梁翼板有效宽度及混凝土弹性模量关键参数对计算结果的影响。在箱梁跨中截面内埋设钢弦式应变计,在梁顶面布置观测标,监测预、初张拉阶段的混凝土应变和梁体变形。研究结果表明,900 t大型预应力混凝土双线简支箱梁跨中截面在预、初张拉阶段未出现拉应力,初张拉后箱梁明显上拱。采用只受压弹性连接模拟箱梁与台座之间的接触关系进行箱梁受力状态分析,能够模拟出梁体在预应力束逐批张拉下梁体逐渐起拱以及梁体自重逐渐参与作用的实际情况,梁体上拱变形的计算结果与实测结果符合较好。     

预应力混凝土连续箱梁顶板早期裂缝控制研究

研究目的:预应力混凝土连续箱梁在施工时常采用二次浇筑施工方法,但在一些工程施工完成后发现箱梁顶板出现大量裂缝,其中沿横桥向裂缝较多,造成箱梁顶板在施工阶段出现早期裂缝的原因主要是由于二次浇筑过程中顶板与腹板混凝土之间的收缩差和顶板混凝土水化热的温度效应。本文结合实际工程,对预应力混凝土连续箱梁顶板在二次浇筑时进行水化热温度场和早期应变的连续监测,研究预应力钢束分阶段张拉对箱梁顶板早期裂缝的控制效果。研究结论:(1)由于二次浇筑的连续箱梁顶板与已浇筑的箱室腹板之间存在一定的温差,并且腹板对顶板有一定的约束作用,顶板混凝土有开裂的风险;(2)对预应力钢束进行一次张拉时,顶板早期将产生较大的拉应力,混凝土将开裂;对预应力钢束进行分阶段张拉时,箱梁顶板的早期应变和应力均有一定程度减小,可有效降低箱梁顶板混凝土开裂的风险;(3)预应力钢束采用分阶段张拉施工工艺对终张后箱梁的受力性能没有影响;(4)本研究成果可为预应力混凝土连续箱梁的施工提供参考。     

现浇变截面连续箱梁桥支架设计与施工工艺

原变载面连续箱梁施工方案采用挂篮施工法,改为钢管与贝雷梁组合支架施工以缩短施工工期。结合实例,给出了呼口大桥主桥钢管与贝雷梁组合支架设计方案及其施工方法,因连续梁底部呈抛物曲线,贝雷片采用厂家定制,上弦杆比下弦杆略长,拼接成曲线。并对该支架各构件进行了结构验算,结果表明:该支架各构件设计满足规范要求,主梁施工一次性浇筑成型,可缩短施工工期,能够满足快速施工要求。     

超宽桥面部分斜拉桥主梁线形控制分析

研究目的:为较好地控制超宽桥面的线形,研究超宽桥面部分斜拉桥主梁线形控制系统,分析影响主梁挠度变化的因素及全桥合龙后高程理论值与实测值存在偏差的原因,取得现场实测数据以修正计算模型参数。研究方法:以基于最小二乘法的误差控制理论为基础,结合柳州三门江大桥施工特点,运用有限元分析软件建立线形控制模型,通过实测数据与理论计算结果确保桥梁线形施工质量。研究结论:超宽桥面部分斜拉桥主梁结构变位及高程变化特点与预应力混凝土连续箱梁相接近;采用现场实测数据修正计算模型参数,达到理论计算模型与实桥相吻合,保证了主梁的安全施工;施工中要实时监测挂篮变形,并根据梁段重量对预抬量进行适当调整。     

斜拉扣挂法拼装军用梁拱架设计与施工

向莆铁路尤溪大桥主桥为1×140 m双线铁路上承式劲性骨架钢筋混凝土箱拱,采用斜拉扣挂法拼装军用梁拱架,在其上拼装主桥劲性骨架,代替缆索吊施工方案。详细介绍了军用梁拱架设计、拼装斜拉扣挂系统设计以及施工线形控制。如此大跨度的军用梁拱架拼装在国内也比较罕见,对同类工程具有很好的指导作用。     

铁路简支箱梁受损桥面板补强方案计算分析

对桥面板受损的24 m预应力混凝土箱梁制订顶板底面增设钢筋混凝土横梁的补强方案,采用ANSYS有限元软件对完好箱梁和补强箱梁进行建模分析。结果表明:在单线ZK特殊荷载作用下,考虑受损箱梁混凝土桥面板修补区域和补强区域的刚度折减后,补强箱梁桥面板的挠度与完好箱梁基本相当且分布更加均匀,补强横梁底面最大横向应力小于完好箱梁桥面板底面最大横向应力且前者沿横桥向的分布更加均匀;桥面板补强措施效果显著,受损箱梁补强后的力学性能满足运营要求。     

东海大桥70 m箱梁预应力施工技术

东海大桥是我国第一座跨海大桥,对预制70m箱梁施工各环节要求非常高。阐述70m箱梁预制过程中的预应力张拉和真空辅助压浆技术。预应力筋张拉包括安装预应力管道、制作及穿放钢绞线、张拉钢绞线等工艺。重点介绍真空辅助压浆技术在东海大桥箱梁预制中的应用。     

特种挂篮设计与施工

结合北京至石家庄新建铁路滹沱河特大桥跨京广线（80＋128＋80）m连续梁转体施工,简述了＂T＂构到位后,在既有线电气化网到箱梁梁底1.5 m有限空间范围内,中跨合龙段的施工流程,重点阐述了该种复杂条件下的挂篮设计与安拆技术,可为类似工程提供参考。     

真空辅助压浆在客运专线箱梁施工中的应用

研究目的:针对温福铁路客运专线平阳特大桥后张法预应力现浇箱梁施工过程中应用的真空辅助压浆施工技术,对实际施工中所采取的质量控制要点进行论述,并阐述采用真空辅助压浆工艺进行质量控制的经验和措施。研究结论:在国内后张法预应力箱梁施工中,传统压浆工艺中浆体本身含有气泡及有害成分的雨水,易造成孔隙或预应力筋的腐蚀,降低结构的耐久性。另外,施工中可能存在压浆不密实、不饱和,极易产生孔隙,为后张法预应力箱梁质量留下隐患。而采用真空辅助压浆施工技术,可有效保证预应力孔道压浆后的密实度,提高了结构的安全性、耐久性和使用年限。     

既有铁路混凝土简支梁桥加固技术研究

研究目的:既有铁路混凝土梁桥以中小跨度为主,理论与实践表明列车提速后,大多数梁体横向刚度不足,墩台截面偏小同样会刚度不够,不能满足提速的要求,为此需要对梁体及墩台进行加固改造.本文结合漯阜铁路既有线提速及改建设计,对既有铁路混凝土简支梁桥加固进行研究,总结了一些经验,有益于其它既有线铁路桥梁加固参考.研究结论:加强混凝土简支梁横隔板横向连接,可很好地抑制桥梁横向振动;梁底粘贴钢板、增设体外预应力钢束,可有效提高梁的承载能力;加大桥墩截面可大幅度增加横向刚度;采取以上措施加固的既有铁路混凝土简支梁桥能满足提速要求.     

南仓特大桥桥上无缝线路设计

研究目的：研究刚构连续梁桥上无缝线路伸缩力的计算方法以及在曲线桥上不能设置伸缩调节器的情况下，如何加强无缝线路稳定性。 研究方法：通过对结构进行分析，建立刚构连续梁力学计算模型，利用计算机程序计算伸缩力；通过分析结构稳定性，研究桥上无缝线路线路加强设备。 研究结果：研制出在路基和桥梁地段都适用的无缝线路加强设备，即横向阻力器，通过实测阻力检算无缝线路稳定性。 研究结论：刚构连续梁可根据其结构建立计算模型计算伸缩力，计算参数宜采用实测数据，线路纵、横向阻力现场实测更重要；桥墩对梁的变形影响随墩刚度增加而增大，当采用高墩即墩顶纵向刚度较小时，影响也较小；横向阻力器制造、搬运和安装均较简单，而且对保证无缝线路稳定性有很大作用。