薄壁空心板纵向裂缝的畸变分析与试验研究

针对某跨海大桥空心板板底出现有规律的纵向裂缝,运用薄壁结构理论对薄壁空心板进行畸变分析,结合能量法和有限条法计算活载作用下薄壁空心板的畸变应力,并对现行空心板标准图的畸变进行了验算,同时进行了现场荷载试验,理论分析结果和试验结果证明薄壁结构的畸变效应是导致空心板板底出现纵向裂缝的主要原因。     

施工质量缺陷对先张PC空心板纵向开裂影响研究

针对先张PC空心板由于底板混凝土厚度、强度不足等因素产生底板纵向裂缝,通过裂缝病害机理和空间有限元理论,分析施工质量缺陷对底板应力影响,得出底板纵向裂缝形成主要原因:提出PC空心板宜采用分层浇筑工艺并在特定位置增设横向钢筋等措施,保证底板施工质量,提高抗裂性能,避免裂缝产生。     

钢筋混凝土梁裂缝宽度试验与计算方法

为了建立混凝土结构裂缝验算的统一公式,对28根钢筋混凝土梁进行试验,分析了配筋、保护层厚度和截面高度变化对钢筋重心水平对应的梁侧面的裂缝间距和裂缝宽度的影响规律;确定了结构设计中裂缝宽度验算对应的裂缝形态特征;提出了以纵向受拉钢筋直径和间距为变量的纵向受拉钢筋有效影响区的计算方法;改进了平均裂缝间距及最大裂缝宽度的计算模式,并将计算值与实测值进行了比较。结果表明:建议的公式精度较好,使最大裂缝宽度的计算更为合理,适用于大保护层和高截面的钢筋混凝土梁。     

25m空心板张拉裂缝分析

结合某桥多跨25 m预应力钢筋砼连续空心板裂缝病害,通过空心板裂缝调查,建立空心板三维空间计算模型进行应力计算,分析了空心板裂缝原因;根据裂缝情况及有限元分析结果提出了维修措施。     

GBF钢筋混凝土空心板正常使用阶段的裂缝分析

内置GBF高强薄壁管的钢筋混凝土空心板是一种较新型的结构形式.通过试验与理论综合分析,研究了这类结构在正常使用阶段的工作性能,探讨了GBF钢筋混凝土空心板在正常使用极限状态下最大裂缝宽度的计算问题.研究表明,GBF钢筋混凝土空心板具有良好的工作性能.对GBF钢筋混凝土空心板在正常使用极限状态下的最大裂缝宽度验算,提出了基于规范公式的修正计算公式,以使计算结果与实际更为接近.     

后张法预应力混凝土空心板端块应力分析与裂缝防治

后张法预应力混凝土空心板在我国已得到了广泛应用.但在施工过程中,实施预应力张拉时,在空心板端面的顶、底板处均出现了沿纵向的裂缝.该文针对裂缝的产生,对20 m空心板端部应力进行了空间有限元分析.并根据有限元分析的结果,指出空心板端面横向拉应力过大导致了裂缝的产生,并提出了可行的裂缝防治措施.     

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。     

钢筋混凝土桥梁裂缝计算

由裂缝的形成与其发展过程，提出受拉构件的裂缝形成理论。首先计算裂缝间距，由梁纵向截面的钢筋与混凝土的应力及两者的粘结力分布示意图．列出平衡方程式，结合钢筋有效面积推导出裂缝间距的计算公式，再由此计算裂缝宽度，得出半经验公式。经理论分析裂缝间距和宽度的分散性并经实践检验，证明其适用于实际工作。     

空心板桥钢横隔板连接结构抗弯性能研究

针对公路空心板混凝土铰缝易损坏现象,提出了开孔钢板连接构造,在空心板间形成钢横隔板结构传递板间荷载。为了掌握新型空心板连接结构的抗弯受力性能,采用已验证纯弯加载的有限元模拟方法进行分析,并给出了新型空心板连接结构的抗弯承载力计算建议公式。研究表明:随着贯穿钢筋直径的增大,新型空心板间连接结构抗弯承载力提高,当贯穿钢筋直径达到一定值时,局部铰缝混凝土破坏将是控制设计的主要因素。开孔钢板板厚和强度相对贯穿钢筋直径影响相对较小,只有在开孔板刚度较小时,开孔板板厚对结构受力影响较大。     

PC薄壁宽幅空心板纵向开裂原因分析及加固措施

针对目前预应力薄壁宽幅空心板桥普遍发生的底板纵向开裂现象,以某高速公路薄壁宽幅空心板桥为背景,分别采用弹性地基梁比拟法、有限元法和足尺模型扭转试验法分析该桥空心板底板开裂原因。该薄壁宽幅空心板桥上部构造均为20m后张法预应力混凝土宽幅空心板(混凝土为C40),每跨横向各设8片空心板。理论和有限元计算得出最大扭矩作用下空心板最大横向拉应力分别为2.23MPa、2.35MPa(角隅处),大于C40混凝土抗拉强度设计值。基于荷载叠加原理进行了空心板足尺扭转试验,试验值与计算值趋势一致,进一步表明畸变效应是导致纵向开裂的主要原因。根据纵向裂缝的特征及其原因,提出采用粘贴钢板法对板梁进行加固,并运用有限元程序ANSYS计算了加固后板梁的横向拉应力,验证了加固方案的可行性。     

先张法预应力空心板桥底板纵向裂缝成因分析

以太平互通立交空心板桥为例,应用有限元分析方法,系统分析了该桥底板纵向裂缝的成因。结果表明:因顶板、底板外表面降温收缩时受到内表面及腹板的约束,在内外温差作用下,空心板底板产生较大的横向拉应力,使其产生纵向裂缝,且混凝土密实度不均匀、强度不同也是影响空心板板底出现纵向裂缝的主要因素。     

反复加载下实桥预应力混凝土空心板纵向开裂行为试验研究

预应力空心板在我国公路桥梁中有广泛应用,本文通过30 m跨径实桥空心板的反复加载试验发现纵向裂缝一般首先出现在构件有缺陷的部位,试验数据表明在荷载和裂缝宽度较小的裂缝开展初期,纵向裂缝宽度发展受循环加载荷载及次数的影响不明显;而当荷载和裂缝宽度增大到一定程度时,纵向裂缝宽度随荷载水平的增加而明显增加.研究结论对于掌握空心板桥梁在反复荷载作用下的纵向裂缝开裂行为及其损伤累积规律、对于认识桥梁性能变化过程有重要参考意义.     

桥梁空心板铰接改刚接结构分析

从每年桥梁的普查情况了解到很多桥梁出现桥面铺装纵向裂缝，究其原因主要为空心板之间的联接强度满足不了荷载要求。对一座1跨13m的桥梁上部结构空心板横向联接由铰接改为刚接，彻底消除桥面纵向裂缝的产生，通过桥梁结构分析，得出一个横向刚接的空心板结构。     

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。     

温湿翘曲对连续配筋混凝土路面配筋设计的影响

对连续配筋混凝土路面(CRCP)进行配筋设计时,现行规范和研究将路面板当作均匀板,忽略了相对湿度对混凝土物理力学性质的影响。针对CRCP的结构特点和配筋设计的不足,利用薄板小挠度翘曲理论,推导了非均匀混凝土板湿度翘曲应力的解析公式。根据解析公式和温湿等效原则,计算了湿度梯度对应的等效温度梯度。实测了混凝土板在不同工况条件下的相对湿度分布曲线,回归了混凝土板相对湿度的分布方程。将等效温度梯度计算值和温度梯度代表值分别代入Westergaard公式和ABAQUS有限元模型,计算温湿翘曲应力。两者翘曲应力的最大计算值相差3.5%,满足工程精度的要求,验证了有限元模型的合理性。赋予混凝土板钢筋网片,建立了CRCP有限元模型;利用实测湿度数据,分析了温湿耦合梯度作用下,钢筋应力、裂缝缝隙位移和翘曲应力的分布规律。主要结论有:非均匀板的等效负温度梯度比均匀板大8%～10%;基层滞水会显著增强混凝土板的湿度变形;温湿耦合梯度作用下,钢筋的拉应力从板中到横向裂缝位置显著增大,最大达到89.13 MPa;混凝土的最大翘曲应力为1.69 MPa,位于面板的中心;钢筋埋置位置的缝隙位移沿横向呈二次抛物线分布规律;温湿翘曲应力和缝隙位移随着裂缝间距的增大而增大。     

先张法空心板底板纵向裂缝产生原因与影响研究

通过对某高速公路空心板梁桥底板纵向裂缝进行荷载横向分布系数测试、支座压缩试验、纵向裂缝剪切测试和静载试验,分析空心板底板纵向裂缝产生原因及对桥梁结构整体受力性能的影响,并提出裂缝维修加固处理建议.     

整体式板桥横向内力的计算分析

整体式板在荷载作用下,除产生纵向弯曲外,也会产生横向弯曲,当桥面板宽跨比较大时,除计算纵向弯矩外,尚需计算横向弯矩。文章应用ANSYS有限元软件建立力学模型,给出了在汽车荷载作用下纵、横向弯矩的计算结果;提出工程设计中常用的解析法计算横向弯矩的方法,计算结果满足设计要求。计算表明,桥梁宽跨比越大,最大横向弯矩与最大纵向弯矩之比越大,因此设计时应对横向弯矩的计算予以充分重视,否则会由于横向分布钢筋配置不足,导致桥梁产生纵向裂缝。     

先张法PC空心板剪压区裂缝分析及计算

为得到先张法PC空心板剪压区裂缝的发展规律及斜裂缝宽度的计算方法,通过16mPC空心板在不同剪跨比下的抗剪试验,记录各剪跨比下结构剪压区裂缝的参数,与钢筋混凝土剪压区裂缝宽度对比分析,总结了先张法PC空心板剪压区裂缝的发展阶段以及裂缝宽度的变化规律。在剪力作用下剪压区裂缝随剪跨比的增加斜裂缝投影长度增大,斜裂缝倾角变小。以箍筋应力作为计算剪压区裂缝宽度的主要参数,通过试验数据的回归,得到在箍筋极限抗拉强度内先张法PC空心板剪压区裂缝的计算公式,并采用同批次板抗剪试验及天津大学13mPC空心板的试验数据进行验证,结果表明建立的计算公式正确。     

空心钢管混凝土轴压短柱力学性能分析

为深入认识空心率对空心钢管混凝土轴压短柱工作性能的影响,对在轴压下空心钢管混凝土短柱的荷载-变形曲线、不同空心率的空心钢管混凝土短柱的混凝土纵向应力、钢管横向应力与纵向应力的变化采用有限元法进行分析。结果表明:随着空心率的减小,钢管的环向应力增大,核心混凝土的纵向应力增大。钢管对核心混凝土的套箍作用减弱,钢管屈服后纵向应力降低速率增大、环向应力增加速率加快。最后在极限平衡理论的基础上,建立在轴压状态下空心钢管混凝土轴压短柱承载力计算公式,与有限元计算结果相比较,该公式计算结果与之吻合度较好。与试验结果相比,公式与有限元的计算结果都更安全。     

先张法预应力空心板纵向开裂的防治

多年以来先张法预应力空心板在中、小桥结构物中得到广泛使用。但在设计回访过程中我们发现部分空心板板底多存在有纵向裂缝的病害，使粱的挠度、应力值的校验系数呈离散情况，这对梁体的整体性和刚度产生影响。裂缝的存在使混凝土受到损害，并且使钢筋暴露在自然环境中，增加受腐蚀的几率，从而降低构件的使用寿命。为有效杜绝这类病害的发生，本文对该类病害的产生原因与防治进行浅析。