预应力混凝土梁开裂后抗弯刚度试验研究

为研究预应力混凝土桥梁的梁体开裂后抗弯刚度变化规律,通过6片1∶5模型试验梁的开裂试验,系统分析了有粘结和无粘结预应力混凝土试验梁在单调加载和重复加载方式下的跨中挠度及抗弯刚度变化规律.试验结果表明,梁体抗弯刚度变化与加载方式有关,重复加载条件下梁体极限承载力明显小于一次单调加载情况.在将试验数据与现行规范对比研究的基础上,指出现行规范规定对预应力混凝土梁开裂后的抗弯刚度下降规律考虑不足,无法满足在役桥梁的技术状态评估需求,并通过引入跨中弯矩修正系数的方法提出了具体的抗弯刚度修正公式.     

空心板桥火灾后喷射混凝土-粘贴钢板耦合加固施工关键技术研究

为了研究基于火灾后空心板的承载力评估和诊治处理施工方案,提出了空心板底板喷射混凝土-粘贴钢板耦合加固方案,采用ABAQUS分析了简支空心板底板的局部温度场应力状态,以13跨简支空心板桥为研究背景,制订了针对性的加固比选方案并最终确定最优化施工方案,并基于Eurocode规范对全桥承载力进行了承载力分析和评估。新计算结果表明,火灾后结构的整体抗弯刚度可满足要求,随着火灾部位保护层剥落,钢筋锈蚀会影响结构的耐久性,桥梁正常使用极限状态承载力会受到较大影响,需要对结构进行耐久性加固。喷射混凝土能快速加固受损的混凝土结构,截面损伤补偿后,粘贴钢板可以提高结构的抗弯刚度储备。其研究成果及关键应用技术给桥梁加固工程提供较好的参考价值。     

基于强度的火灾后混凝土梁累计损伤深度及剩余承载力研究

基于材料强度在高温下的蜕变规律,分析了普通钢筋混凝土桥梁在遭受火灾后,混凝土累计损伤深度和抗弯剩余承载力随火灾时间的变化历程。提出了基于强度的火灾后普通钢筋混凝土桥梁剩余抗弯承载力的简化计算公式,并通过算例证明了该方法的可行性,能够为火灾后迅速评估普通钢筋混凝土桥梁抗弯承载能力提供借鉴。     

基于HC温升曲线的T梁抗弯承载能力分析

为研究预应力混凝土T梁在火灾后承载能力随延火时间的变化规律,采用ANSYS建立实体模型,通过施加不同的火灾工况,设计材料在高温下的强度折减,计算不同火灾工况下的抗弯承载力并对其安全性进行评估。结果表明,T梁在桥面受火时承载能力衰减程度低,承载力满足要求;T梁腹板底部及多面受火时,承载能力衰减速率先迅速后缓慢,在一段时间后均不满足要求。     

桥面过火后的预应力混凝土T梁分析与加固

基于京港澳高速公路黄河大桥引桥35m简支T梁的桥面火灾事故,根据火灾后混凝土强度和钢筋强度等检测结果还原了梁体温度场分布状况,通过模拟T梁受损混凝土的切割过程,获得梁体应力和挠度变化规律,并据此提出了先凿除受损混凝土,然后对梁体施加强制位移,最后通过释放强制位移恢复后浇混凝土压应力的加固方法。加固全过程采用桥梁专用有限元程序Midas/Civil进行分析,形成了符合实际的两阶段加固方案,即先期快速恢复交通需要的结构性加固,后期保障桥梁长期健康运营需要的耐久性修复。结果表明:随着梁体凿除深度的加大,梁体将先出现上拱继而发生下挠;在钢管立柱建立的临时支撑系统下,对切割混凝土后的梁体施加顶升反力,并在浇筑新混凝土后,通过释放反力将顶板恢复到受压状态,恢复整个受损T梁至设计理想状态。     

北京市南三环东铁营桥火灾后桥梁加固研究

桥梁在火灾高温下,构件混凝土局部爆裂、露筋,使混凝土和钢筋的强度及变形性能劣化,结构承载力降低。现结合北京市南三环东铁营桥火灾后检测评估实例,运用火灾中混凝土桥梁破坏机理,研究过火构件设计加固方案。其方法和思路可为处理类似混凝土桥梁火灾受损评定与加固提供有益的参考。     

混凝土桥梁火灾损伤数值分析方法研究

以混凝土桥梁为研究对象,进行火灾作用下的混凝土结构损伤数值分析。首先,根据桥梁火灾特点,制定火灾热释放速率分析方法,并对桥梁火灾发展过程进行分析,建立了桥梁火灾模型。然后,采用FDS进行桥梁火灾数值模拟得到火灾温度场,并以此为基础进行了桥梁结构温度分析。最后,根据不同温度下的混凝土外观损伤特点,进行了桥梁外观损伤分析。同时,根据温度沿混凝土板厚的变化规律,建立了受火桥梁损伤深度计算方法。通过上述研究,形成了适用于混凝土桥梁火灾损伤的数值分析方法,可用于桥梁火灾损伤评估,有助于提升桥梁养护质量。     

预应力混凝土空心板梁火灾损伤特性研究

为探究火灾对预应力混凝土空心板梁受力性能的影响机理,制作10片跨径13 m的预应力混凝土空心板梁进行火灾模拟试验和火灾后的静力加载试验,分析火灾过程中及火灾后的试件状态、梁体内部温度及火灾后的剩余承载能力。结果表明:火灾初期梁体受火面混凝土会随机性爆裂,爆裂削减了钢绞线的混凝土保护层厚度,导致钢绞线火灾中温度显著升高;随着火灾时间增长,梁体腹板中部出现竖向裂缝,梁体逐渐下挠,内部温度逐渐升高,但高温影响区主要集中在距受火面10 cm以内。火灾后梁体剩余承载能力跟火灾持续时间有一定的关联性,但关键取决于火灾中钢绞线经历的最高温度;钢绞线的混凝土保护层爆裂越严重,保护层厚度越薄,钢绞线经历的温度越高,火灾后梁体承载能力损失越严重。     

带地梁的新型半整体式无缝桥梁温度效应研究

为了了解带地梁的新型无缝桥梁在温度变化下吸纳梁体变形的能力及接线路面的裂缝分布和发展规律,推导了带地梁无缝桥梁在温度作用下的内力与变形计算公式,编译了相应的接线路面配筋计算程序,进行了足尺带地梁无缝桥梁的试验研究,同时对比了带地梁无缝桥梁试验结果与理论计算结果。结果表明:带地梁的新型无缝桥梁能很好地传递梁体变形,实现对梁体变形的吸呐;按照程序的计算结果进行接线路面的配筋设计是安全的。     

纵向裂缝对预应力空心板桥承载力影响分析

既有预应力混凝土空心板桥梁底纵向裂缝是一种较为常见的病害现象,为了分析纵向裂缝对全桥受力性能的影响,从而指导对类似桥梁的养护和加固,对某先张法预应力混凝土空心板连续梁桥进行了正常运营设计荷载下的静力试验及理论分析。结果表明:静力荷载作用下各空心板的静力指标均满足实验规程的要求,纵向裂缝对空心板桥正常运营设计承载力的影响很小;实测梁体横向分布影响线与未开裂截面的理论值较为接近,纵向裂缝对桥梁整体工作性能影响较小;荷载作用下,梁底纵向裂缝开裂两侧剪切效应不明显,对空心板抗扭性能影响较小。     

公路混凝土梁板桥火灾损伤状况评定

近年来我国发生多起公路混凝土桥梁火灾事故,不仅对既有桥梁造成严重损坏,而且影响公路安全运营。现针对公路混凝土桥梁火灾后技术状况损伤,建立基于表观状况、材质状况、截面损伤和结构模态的混凝土梁板火灾损伤评价体系,采用半定性半定量方法建立火灾损伤评价标准;采用加权求和法和单一指标控制法确定梁板综合损伤评定和分类方法,并提出相应的处治对策,为合理处治火灾后混凝土桥梁提供科学依据。     

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。     

苏通大桥连续刚构桥主梁混凝土徐变试验研究

为获得苏通大桥连续刚构桥主梁所用C60高强高性能混凝土的徐变规律,在自然环境条件下开展了不同加载龄期配筋混凝土的徐变试验。对短期徐变试验数据分析得出,5 d和7 d加载龄期的徐变发展较快,当条件许可时,建议推迟实桥节段张拉龄期,以减小早期徐变,从而减小预应力损失。长期试验结果表明,配筋高强高性能混凝土的徐变小于现行桥梁规范公式计算值,徐变发展进程也与现行桥梁规范不同。根据大量的试验结果,采用非线性回归方法对现行桥梁规范徐变计算公式进行了修正,得出实桥所用混凝土的徐变预测公式。利用该公式对分批加载的试验试件进行了计算,计算结果与试验结果符合较好。徐变试验结果和修正的徐变预测公式可为实桥的设计和施工提供参考。     

连续刚构桥聚酯纤维混凝土0号块受力性能研究

为研究聚酯纤维混凝土连续刚构桥0号块箱梁的空间受力,文中以江西省枇杷洲右溪聚酯纤维混凝土连续刚构桥为背景,建立全桥有限元模型及0号块箱梁实体模型,通过对比桥梁施工过程中关键截面的监测应力验证模型准确性,进而分析最大悬臂与成桥工况下0号块箱梁的应力变化规律。结果表明,聚酯纤维掺入后的0号块箱梁在2种工况下,顶、底板顺桥向应力变化规律一致且应力分布均匀;2种工况下,顶板应力变化幅度不超过2.5 MPa,底板变化幅度约为1 MPa;此外,箱梁横隔板部分位置出现拉应力,最大拉应力为0.305 MPa,需加强横隔板位置处配筋。     

火损后预应力混凝土空心板梁检测、评估与加固技术研究

火灾在短时间内产生高温并对桥梁结构造成损伤,一般虽不致使桥梁立即倒塌,但却降低了其安全性、适用性和耐久性,使其无法继续正常使用。火灾后,必须及时、科学地对受损结构构件进行损伤评估,才能为火损后桥梁的处治对策提供可靠的理论与数据支持。依托足尺预应力混凝土空心板梁火损试验,进行火损后预应力混凝土空心板梁的检测,研究火损后该类板梁构件的损伤表现。在受火过程中板梁底板混凝土可能会发生爆裂情况,可能导致钢筋及钢绞线外露,直接承受火焰的炙烤。火损后板梁的剩余承载力一方面与钢绞线处的平均过火温度有关,另一方面与混凝土的爆裂严重程度有关,若钢绞线处的平均过火温度较高且混凝土爆裂导致钢绞线外露,则在加载过程中钢绞线可能断裂,使得火损后板梁承载能力明显下降。根据实测的火损后预应力混凝土空心板梁剩余承载力大小,采用粘贴碳纤维布方式对空心板梁进行加固,研究该加固方法的实际加固效果。结果表明:钢绞线所遭受的最高温度是火损后预应力混凝土空心板梁评估中的一个重要指标。烧失量法是检测混凝土过火温度较为精确的一种方法,可供实际工程应用时参考。粘贴碳纤维布加固火损后板梁是一种行之有效的加固方法,但碳纤维布对于刚度的贡献几乎为零。     

火灾后混凝土桥梁的检测与评估

混凝土桥梁结构遭受火灾后,造成桥梁承载能力和耐久性不同程度的恶化。通过某桥梁火灾后的检测评估实例,探讨火灾后桥梁损伤检测评估方法的应用。综合应用多种检测方法,对火灾后混凝土桥梁损伤程度作出合理的评估,为桥梁的修复提供可靠的依据。     

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。     

斜交空心板正截面承载力模拟计算研究

采用有限元方法对预应力混凝土斜交空心板进行非线性数值模拟计算,得到了斜交空心板正截面的受力过程、极限承载力以及破坏时混凝土、预应力钢筋的荷载-应力曲线。预应力混凝土斜交空心板的受力全过程可以划分为预加力反拱、混凝土开裂、钢筋屈服、混凝土压碎破坏4个阶段。通过多种工况的计算比较发现,达到极限状态时截面的破坏形式、极限承载力随荷载形式不同有一些差别,模拟计算得出混凝土斜交空心板的最小的荷载工况,以此最小的荷载工况为计算依据,提出了混凝土斜交空心板正截面强度计算公式,可供工程设计参考使用。     

基于实体破坏性试验的桥梁梁体极限承载力评价的研究

通过对使用20年的桥梁进行检测,用不同的方法评定桥梁使用状况,对评级认为应更换的梁体进行单梁的破坏性试验,通过对试验数据的分析,判断梁体实际的承载力,以此来检验桥梁检测评价方法的合理性,对以后桥梁状态评价、相似桥梁现存承载力的确定、桥梁加固合理时机的确定都具有重要的借鉴意义。     

火灾工况下地下共用结构中隧道顶板设计方法研究

为研究隧道、地铁和综合管廊合建结构薄弱处的抗火设计理论,保证在火灾情况下地下共用结构的安全性,以义乌商城大道车行隧道发生火灾为例,采用有限元分析软件ANSYS建立全尺寸火灾模型,利用热分析功能,研究不同火灾规模下结构温度场的分布规律,并采用理论分析的方法,对火灾后共用结构顶板极限承载力计算方法进行推导。研究结果表明:1)随火灾规模增加,混凝土径向影响范围逐渐增加,研究明确了不同火灾规模下轻、中、重度受损范围;2)提出了高温下钢筋与混凝土黏结强度、混凝土抗压强度以及钢筋屈服抗拉强度计算公式,并基于此给出了火灾后地下共用结构中隧道顶板极限承载力计算方法。