曲线箱梁桥的病害分析及设计对策

该文结合大跨径曲线梁桥的变形和内力特点,对在温度变化和预应力作用下横桥向变形产生的病害,以及预应力混凝土平面曲线箱梁在张拉平面曲线形纵向力筋时,将在腹板中产生横向力,桥墩和桥梁支座约束作用,局部板中力筋的径向力使竖向跨越的腹板产生剪力和弯矩等产生裂缝的原因进行了分析。针对薄弱环节提出了在设计中应采用合理的支座约束、保证力筋的保护层厚度、充分调整力筋曲率的作用、考虑侧向预应力、保证在力筋弯曲的部位和管道不出现尖弯等措施。     

侧向限位支座对曲线梁桥力学性能的影响

由于路线设计的需要,在高等级公路中出现了大量曲线桥。曲线桥的结构特点使其在温度变化、混凝土收缩徐变、汽车离心力和制动力等荷载作用下,将出现梁体开裂、桥墩开裂、梁体横向偏移及支座脱空等病害,提出使用水平面内柔性支承方式替代传统支撑方式的措施改善以上问题。工程实践和研究中发现,整体温度变化是曲线桥次内力产生的主要因素之一,且整体温降还能反映混凝土收缩次内力的趋势。本文的有限元计算仅对温度这一因素进行分析,分别使用传统支承方式及水平面内柔性支承方式建立曲线桥midas模型,分析桥梁在两种不同约束方式下的力学特性,对比分析结果,验证水平面内柔性支承方式的可行性。     

曲线连续箱梁桥侧倾和支座脱空原因分析

针对国内曲线连续箱梁桥近年出现的支座脱空甚至侧倾的事故,以钢筋混凝土曲线连续箱梁为对象,采取空间有限元方法,研究在重力、汽车荷载及梯度温度作用下的支座反力,分析汽车荷载对结构抗侧倾性能的影响及可能引起事故的主要原因。研究表明,梯度温度作用对曲线连续箱梁的支座反力有很大影响,而曲线连续箱梁是否发生侧倾不能简单由支座是否脱空来判断,必须进行空间计算才能确定结构整体的抗侧倾性能。     

多孔连续曲线梁桥偏位成因分析及同步纠偏技术

本文针对日益增多的桥梁偏位问题,以陕西省府谷孤山川11号桥的纠偏工程为例,利用有限元程序对弯梁桥的偏位原因、机理及纠偏方法进行了研究,并对依托工程偏位原因进行分析。分析得出:曲线梁桥在使用过程中,由于其周期性使用荷载的作用,会产生可累积的残余位移,造成桥梁较大的偏位。连续曲线梁桥在温度荷载、活荷载等荷载工况下都会不同程度发生横向位移,其中温度荷载对曲线梁桥横纵位移影响最大。固定支座位置是影响曲线梁桥上部结构横向位移重要因素,合理的布设固定支座可以有效降低温度荷载对曲线桥梁横向位移的影响。此外,本文还根据工程实例,介绍了弯箱梁桥梁体复位以及支座更换技术,该方法操作简单,施工安全性高,适合于梁体横向纠偏和支座更换工作。     

曲线梁桥空间内力分析

本文以某连续刚构弯桥为研究对象,借助有限元程序分析荷载作用下主梁扭矩和内力特点,通过改变墩的横向刚度,对比分析曲线刚构桥的梁体位移和内力,探讨了梁体弯曲对设计施工控制变形的影响,希望为相关工程提供参考。     

曲线连续梁桥侧向失稳破坏机理与行为分析

就某曲线连续梁桥的曲梁整体侧移破坏现象,在受力、变形和破坏主导因素分析的基础上,阐述了温度荷载作用下曲梁整体侧移的破坏机理、破坏过程和破坏后行为。随着温度荷载的增加,跨间桥墩对曲梁的约束作用很小,而两端支座反力迅速增加,端部没有足够的约束强度,端部约束将遭到破坏,最终导致曲梁整体丧失稳定性,发生向外的整体滑动。利用能量原理对定量描述曲线梁破坏后的力学行为进行了初步探讨。     

非对称刚构-连续组合体系梁桥受力特性研究

为给非对称刚构-连续组合体系梁桥的设计与应用提供理论基础,以渝湘复线高速长头河特大桥主桥为背景,引入非对称比例系数研究不对称程度对非对称刚构-连续组合梁桥力学特性的影响,提出采用在连续墩处设置组合阻尼支承体系改善该体系梁桥连续墩处主梁在横向风荷载作用下受力不利的问题。保持该桥主跨跨径180 m不变,调整刚构侧和连续侧单侧主梁长度在主跨范围内的占比,采用MIDAS Civil软件建立10个不同非对称比例系数的刚构-连续组合体系梁桥有限元模型,分析不同模型在恒载、汽车荷载、温度荷载、收缩徐变等作用下的主梁内力和支座反力,以及组合阻尼支座不同水平等效刚度对主梁受力的影响。结果表明：非对称刚构-连续组合体系梁桥不对称程度对结构内力影响最大的荷载为收缩徐变;非对称比例系数m>0.2时需适当加大连续墩处主梁梁高、延长小边跨长度以减小非对称性的不利影响,m最大限值建议采用0.3;在连续墩处设置组合阻尼支承体系,利用阻尼位移使主梁协调变形,能有效降低横向风荷载引起的主梁弯矩和应力幅。     

曲线梁桥合理水平约束体系研究

为了研究曲线梁桥径向侧移病害产生的原因及其防治措施,采用了有限元数值方法,分析了曲线梁桥传统水平约束体系的局限性,基于曲线梁桥的温度变形特点,提出了一种曲线梁桥的"温度自适应"水平约束体系形式以及与其相适应的销轴式限位约束措施,同时讨论了限位销槽安装角度对销轴受力的影响。结果表明:对于小半径大跨径的预应力混凝土曲线梁桥,传统的径向全限位水平约束体系下,温度作用引起的径向水平次内力较大,支座和挡块水平抗剪承载力不足是此类桥梁径向侧移病害的主要原因。"温度自适应"水平约束体系通过释放桥梁墩台处梁体水平转角及中间墩的径向位移,在保证梁端伸缩缝正常工作的同时释放了外力作用引起的梁体次内力,体系受力简单明确,显著减小了支座承受的水平力,且梁体的径向位移不会明显改变桥梁的设计线形及结构的竖向支反力,说明该约束体系是合理有效可行的。销轴式限位约束措施可确保梁体在桥墩上按照预设的方向活动且不发生落梁,提高了曲线梁桥的安全性和耐久性;梁端销槽安装角度对销轴受力影响较大,同时也会影响伸缩缝的正常工作,应精确控制梁端销槽的安装角度,并应尽量控制在气温与设计基准温度相近的时间内进行销轴与销槽的定位安装。     

多跨连续曲线宽箱梁桥支座反力与平面内变形分析

支座反力与平面内变形是曲线宽箱梁桥设计中的关键问题。该文针对某5跨连续曲线宽箱梁桥实际工程,基于比拟板-梁格法及有限元软件,建立结构空间计算模型,分析自重、车辆偏心荷载与离心力,以及温度共同作用下曲线宽箱梁桥的支座反力与变形。得到了曲线宽箱梁桥的切向、径向与竖向支座反力分布规律以及平面内变形规律。     

车道荷载横向分布影响下的路面车辙变形分析

采用蠕变力学方法分析了车道荷载横向分布对路面车辙变形的影响。首先利用正态分布对车道内荷载的横向分布进行简化,得到了不同车道横向分布系数下车道断面上不同位置的荷载作用次数系数。然后提出了典型路面并测定了实际温度下的路面材料的力学参数,并对计算荷载及荷载作用时间的计算方法进行了简化,最后采用有限元方法对不同横向分布系数及不同荷载作用次数下的路面车辙变形进行了计算。通过计算分析得到了不同车道荷载横向分布系数下车辙变形永久变形比及隆起系数的推荐值。