乌江大桥病害及承载能力评估

贵州乌江大桥是国内首次采用预应力钢纤维混凝土(P.F.C)主梁建造的吊拉结构组合桥.结合乌江大桥运营期间的病害调查和检测结果,采用有限元计算分析方法对该桥主要构件的承载能力及工作性能进行评估,初步分析病害成因并给出初步的建议措施.     

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。     

组合桥施工阶段的力学性能

钢－混凝土组合梁桥的受力性能受到混凝土桥面板时间效应的影响，该影响会改变此类结构的耐久性。目前，就组合桥中混凝土板横向开裂问题进行了详细的研究，有助于更好地理解混凝土板产生拉应力的原因。现场测试与实验室试验均可以从混凝土板浇注之时开始观测混凝土板的受力行为。其结果表明：混凝土水化作用以及浇注顺序对混凝土板中拉应力有很大的影响，这表明对大多数典型桥梁，混凝土板是在施工阶段达到最危险拉应力。对限制水化作用的方法进行试验，并将结果与数值模拟进行了比较，根据这些模拟建立了评估早期混凝土开裂模式的概率准则。     

预应力钢-混箱形组合连续梁负弯矩区开裂分析

为研究预应力钢-混箱形组合连续梁墩顶部位(负弯矩区)的受弯性能及预应力设置方法,以广吉高速某组合连续梁桥为背景,以1∶4的缩尺比制作该桥负弯矩区模型梁进行纯弯试验,结合有限元计算结果,分析组合梁负弯矩区的破坏形态、裂缝开展及开裂弯矩等力学性能;模拟改变预应力位置及预应力张拉水平,研究预应力设置对组合梁开裂性能的影响。结果表明:模型梁最终发生塑性弯曲破坏,破坏时裂缝均匀分布且间距与箍筋间距相近,模型梁开裂弯矩为156.0kN·m;在不同预应力张拉水平下,混凝土板对称轴单侧预应力筋合力点至对称轴的距离s与1/2板宽B的比值为0.15～0.50时,开裂荷载较大;预应力张拉水平越高,开裂荷载对预应力筋位置的变化越敏感;原型梁开裂弯矩为15 840kN·m,当s=0.4B时,开裂弯矩可提高约11%。     

钢—混凝土连续组合桁梁桥受力性能优化

为有效改善钢-混凝土连续组合桁梁桥负弯矩区受力性能,以天津海河吉兆桥为例,总结连续组合桁梁桥的主要设计难点,并对传统的解决方案进行评述,在此基础上提出综合采用部分组合技术、双重组合技术以及优化施工工序3项措施对吉兆桥进行优化设计.采用MIDASCivil软件建立吉兆桥边上1榀组合桁架有限元模型,进行施工全过程分析,检验3项优化措施的有效性.对比分析结果表明,采用此3项技术措施可使混凝土桥面板在荷载短期效应组合下始终受压,下弦杆钢板最大压应力相比不灌混凝土方案降低了约25％.可见,合理采用此3项技术措施可显著降低钢-混凝土连续桁梁桥负弯矩区混凝土桥面板的拉应力和下弦杆钢板的压应力,从而有效避免混凝土桥面板开裂,改善下弦杆的稳定性.     

钢—砼叠合梁斜拉桥精细有限元仿真分析

G325国道九江大桥（重建）为独塔双索面斜拉桥,主梁为叠合梁结构,由工字型主梁、车行道横梁、小纵梁、钢检修道悬臂梁组成的平面钢梁格,再与其上叠合的混凝土桥面板构成。由于该桥主梁构造复杂,采用普通梁单元无法精确获得其应力分布,基于以上原因,利用块体单元及板壳单元组成的组合模型对该桥进行精细有限元仿真分析。介绍了如何制定仿真分析的建模方案,并对建模细节进行介绍,最后给出了该仿真分析的结果以及对设计方案的评价及建议。     

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。     

组合梁上层混凝土板弹塑性与剪力度关系分析

为了探讨双层组合连续梁的工程力学特性,分析双层组合梁连接剪力度对上层混凝土板弹塑性行为的影响,通过有限元软件Ansys10.0建立了三维空间模型,考虑了混凝土、剪力连接件、钢梁等材料的非线性,采用非线性弹簧单元combine39模拟剪力连接件,对双层组合梁的上层混凝土板弹塑性行为和剪力度关系进行了分析。结果表明,当剪力度增大到一定值时,开裂荷载不再随剪力度增大而增大,剪力度过大会导致上层混凝土板过早开裂,以致造成上层混凝土板承载力降低。     

基于正装迭代法的系杆拱吊杆张拉索力计算研究分析

为了研究正装迭代法在索力计算中的应用,文中以某大桥(钢管混凝土系杆拱桥)的施工监控为工程背景,应用大型通用有限元软件Midas/Civil建立有限元模型对该桥进行施工阶段分析计算。采用正装迭代法对该桥施工阶段4次吊杆张拉的张拉控制力进行计算,用该结果指导施工,得出实测索力,将实测值与理论值进行对比分析。研究正装迭代法在钢管混凝土系杆拱桥索力计算中的应用。     

连续组合梁桥负弯矩区混凝土板开裂机理的研究

分析比较了混凝土受拉构件开裂机理与非预应力连续组合梁桥负弯矩区混凝土桥面板开裂机理的异同，给出了连续组合梁桥混凝土板开裂对组合梁截面力的分配的影响及其与混凝土板平均应变、全截面曲率的关系公式。     

板拉桥结构设计

预应力混凝土板拉桥是一种具有良好应用前景的斜拉组合体系桥型。本文通过对板拉桥结构特点的理论分析并在结构设计与内力计算的实践基础上，提出了在工程设计中应考虑的主要因素和相应的设计方法。     

结合梁桥面板混凝土收缩应力评定

灌河大桥为钢-混结合梁斜拉桥。为分析该桥桥面板混凝土收缩应力水平,分别通过试验测定和理论计算公式,得到混凝土前期收缩应变时程曲线和弹性模量时程曲线,根据收缩应变结果进行有限元模拟,得到混凝土前期和后期收缩应力,并对结合梁桥面板混凝土的收缩应力进行评定。结果表明:灌河大桥桥面板混凝土前期收缩量和收缩应力的试验结果大于JTG D62-2004规范公式计算结果;采用杆系模型得到桥面板混凝土顺桥向后期收缩应力最大值为1.5MPa,采用板壳模型得到桥面板混凝土应力最大值顺桥向为1.5MPa、横桥向为2.2MPa,需要采取有效措施以减小桥面板的收缩应力。     

单箱多室PC连续波形钢腹板模型试验桥动力特性研究

为了研究单箱多室波形钢腹板连续箱梁桥的动力特性,参照南昌朝阳大桥非通航孔桥,制作了3跨单箱双室波形钢腹板连续梁桥,并利用Ansys建立其有限元模型分析其动力特性;采用固定参考点移动测点法(UINO)对模型桥进行了动力测试,并将测试结果和有限元计算结果进行对比;采用有限元方法研究了横隔板对单箱多室波形钢腹板连续梁模型桥动力特性的影响,并与普通混凝土腹板箱梁对比。分析结果表明:有限元结果与模型桥实测低阶频率误差较小,波形钢腹板连续梁桥扭转刚度和横向振动刚度相对较低,端横隔板对其动力特性的改善效果明显。     

钢-混凝土连续组合梁桥施工全过程监测及数值分析

介绍1座钢-混凝土连续组合箱梁桥的设计特色及施工过程,采用先一次建立全桥有限元模型,然后利用Ansys中的生死单元技术,建立了该桥模拟施工全过程的数值分析模型。不同施工阶段的分析表明,设计采用的预应力方法可以使内支座处混凝土桥面板保持压应力状态,有效防止负弯矩区混凝土的开裂。将计算结果与不考虑体系转换情况下组合梁桥计算结果进行了比较,并对该桥成桥状态的性能作了评价。最后,指出了组合连续梁在应用中应解决的关键问题。     

预应力孔道灌浆材料对腹板裂缝的影响

针对重庆市涪陵区东西干道一期沙溪沟大桥预制T梁出现的裂纹情况,通过材料试验进行了不同配比下灌浆材料的自由膨胀率的测定,找出了水泥浆的膨胀规律,并运用有限元软件进行了灌浆材料膨胀对孔道周围混凝土作用的模拟分析。计算结果表明:灌浆材料膨胀产生的自应力对周围混凝土的作用超过了混凝土的极限拉应力,引起梁体胀裂,是导致预制T梁开裂的主要原因,最后由理论计算得出灌浆材料的合理配比和膨胀率。     

日照荷载对波腹板钢箱梁剪力滞后效应影响浅析

通过对某波腹板钢箱梁桥进行模型计算分析,得到不同日照工况下箱梁横向应力变化规律,认为日照荷载容易在箱梁顶板产生较大的拉应力,导致顶板混凝土开裂,并对日照荷载对波腹板钢箱梁剪力滞后影响进行了分析。     

钢管混凝土拱桥空间稳定分析

介绍了大跨度钢管混凝土拱桥空间稳定分析方法.基于有限元理论,考虑结构的几何非线性和材料非线性,建立了某中承式钢管混凝土拱桥的计算模型,运用ANSYS软件对该桥施工过程和运营阶段的稳定性进行了模拟计算,其结果为大桥的设计和施工提供了理论依据.     

V墩异型钢混梁拱组合桥运营阶段力学性能分析

为了确定V墩异型钢混梁拱组合桥在运营荷载作用下变形及受力的特点,以郑东新区前程路大桥为背景,采用组合有限元建立大桥精细有限元模型,考虑运营阶段的汽车活载、人群荷载、温度荷载(整体升降温、日照正负温差),分析荷载单独作用于异型拱桥主要构件的力学性能。结果表明:由于预应力混凝土V墩与边跨预应力混凝土主梁形成刚度较大的刚架,活载对该V墩刚构组合拱桥力学性能影响很小,但温度荷载对桥梁结构的影响较大,整体升、降温作用对预应力混凝土结构受力及变形的作用十分显著,整体升、降温作用对钢结构的受力影响不大,但变形影响显著,梯度升、降温作用对桥梁结构受力及变形的影响介于活载作用和整体升、降温作用之间。     

基于弹性理论的沥青路面Top-Down开裂机理研究

为了分析沥青混凝土路面Top-Down开裂机理,基于ABAQUS有限元分析方法,综合考虑老化和温度梯度造成的沥青路面内部模量梯度、突然降温、轮胎边缘的应力集中等因素,选取春季、夏季和冬季3个季节,及未老化缓慢降温、老化后忽然降温和老化后缓慢降温3种情况,建立了9个沥青混凝土路面结构有限元模型.对不同工况下沥青混凝土路面最大拉应力和剪应力的大小及位置进行了分析.结果表明:对于未老化缓慢降温和老化后缓慢降温的沥青混凝土路面,剪应力过大是沥青混凝土路面开裂的主要原因;对于老化后忽然降温的沥青混凝土路面,由于剪应力无明显变化,拉应力增加较多,拉应力过大是沥青混凝土路面开裂的主要原因.     

浏阳河大桥非机动车道静载和模态试验研究

浏阳河大桥非机动车道是一种板梁组合空间框架结构简支梁桥,为了检验该种新型组合结构桥梁成桥后的结构实际状态和工作性能,对该桥进行静载、模态试验和有限元分析.结果表明该桥的设计合理,桥梁的工作状态和各项力学性能满足规范和设计要求.