后续束控制大跨径刚构—连续梁桥长期性能研究

由于混凝土收缩徐变、预应力钢筋松弛等因素作用,大跨径预应力桥梁主梁的长期性能(应力、挠度)出现一系列问题,如:跨中出现裂缝、主梁下挠不断增大等。采用理论分析和数值模拟相结合的研究手段,结合工程实例,根据桥梁的具体情况建立模型,对张拉不同位置(顶板束、腹板束及底板合拢束)的钢束对提高主梁的受力和减小主梁挠度的效率进行分析研究,得出最佳的预留孔道的位置。     

波形钢腹板预应力混凝土连续梁桥参数敏感性分析

为研究波形钢腹板预应力混凝土连续梁桥的参数敏感性,以减河大桥为研究对象建立有限元模型,分析主梁质量、混凝土弹性模量、预应力损失及混凝土收缩徐变等参数对主梁结构的影响,从主梁顶板、底板应力变化及竖向挠度变化确定各参数对结构的影响程度,即参数敏感性。结果表明:主梁质量、预应力损失和混凝土收缩徐变对桥梁结构影响较大,混凝土弹性模量对桥梁结构影响较小,边跨合龙处、中跨合龙处和0~#块位置受影响程度较大,应加强监控,保证成桥后的结构安全和线形平顺。     

自然环境混凝土徐变试验和预测模型研究

为准确预测实际工程结构混凝土徐变的发展规律,在反映恒温、恒湿条件下混凝土徐变性能的基准徐变系数基础上,引入温度、湿度徐变系数,建立了预测实际环境温、湿度条件下混凝土徐变的组合徐变模型.借鉴徐变计算理论,提出了由环境温度变化引起的混凝土附加徐变的实用计算方法.研究结果表明:自然环境中随时间变化的温、湿度导致现行徐变模型的预测结果与实际的徐变变形存在显著差异,其引起的混凝土附加徐变随季节更替而产生周期性增减交替变化;组合徐变模型给出的结果与试验结果最大相对偏差为6%,与试验结果最为接近的现行徐变模型相比,减小了7%.      

大跨度组合梁斜拉桥成桥状态参数敏感性分析

为保证大跨度钢-混组合梁斜拉桥成桥后的主梁线形和结构各部位的受力均满足规范要求,以赤壁长江公路大桥为研究对象,考虑几何非线性因素建立有限元模型,对桥梁施工全过程进行仿真模拟.研究了成桥状态的主梁线形、控制截面应力、斜拉索索力对钢主梁的重量和弹性模量、桥面板的重量和弹性模量、拉索的弹性模量及温度误差的敏感程度.研究结果表明:钢主梁重量、桥面板重量、拉索弹性模量及温度误差对成桥状态结构行为的影响显著,而钢主梁弹性模量和桥面板弹性模量误差的影响较小.研究结果可为其施工控制中的误差修正、关键控制量确定等提供依据,也可为类似桥梁工程施工提供参考.     

斜拉桥收缩徐变下的挠度变化研究

收缩徐变是混凝土材料的固有特性,会导致结构发生位移和力的变化。为了研究大跨度PC斜拉桥在采用不同桥涵规范(1985和2018版)下收缩徐变影响量的区别,以荆州长江大桥(主跨500 m的双塔空间双索面漂浮体系斜拉桥)为工程背景,通过建立全桥有限元模型,并结合健康监测实测数据,对比分析混凝土主梁的挠度变化的影响来得出相关结论。其研究结果表明:主梁挠度的发展主要集中于前三年,并且主梁的挠度变化更符合18规范收缩徐变的影响规律。     

收缩徐变对锚喷混凝土加固结构产生的界面应力分析

锚喷混凝土加固板桥时,新增混凝土收缩徐变对主梁产生有利影响,但对锚喷混凝土自身产生不利影响。通过对收缩徐变产生的界面应力分析,得到界面应力的分布形式和界面应力的影响因素。结果表明：锚喷混凝土收缩徐变产生的纵向拉应力在跨中截面最大,两端为零,界面剪应力两端最大,跨中为零;混凝土收缩徐变所产生的界面应力随着时间增长而逐渐增大,且后期增长速度小于前期增长速度;收缩徐变产生的界面应力随着混凝土厚度增加而增大,随着年环境评价湿度增加而减小;新增混凝土强度与原主梁混凝土强度相差越大,产生的界面应力也越大。     

钢管混凝土受压构件徐变分析

混凝土徐变使钢管混凝土构件发生应力重分布。根据弹性徐变理论,按龄期调整的有效模量法,导出了轴心受压和小偏心受压构件长期作用下钢管与核心混凝土徐变应力增量计算公式,计算值与试验结果吻合较好。进一步的数值分析表明,截面含钢率变化会显著影响钢管应力增量值的变化,但对核心混凝土应力增量影响不大;随着偏心率的增大,相同含钢率下钢管与核心混凝土应力增量几乎均呈线性变化。增大截面含钢率可降低钢管由徐变产生的附加内力,但根据截面内力按刚度分配的原则,钢管更多地承担外力,使钢管的总内力呈增大趋势,核心混凝土承受的外力显著减小,不利于钢管混凝土构件性能的发挥。     

预应力主梁拱度控制技术的研究

预应力主梁在高速公路桥梁结构中广泛采用,但主梁预施应力后由于梁体混凝土徐变,跨中上挠度值随着时间的增长而增大,影响工程施工质量和行车安全。本文介绍了在六股河特大桥主梁预制、安装、和桥面系施工过程中对主梁、拱度控制技术的研究。     

整体温度变化下钢管混凝土拱桥结构效应分析

钢管混凝土拱桥结构在运营阶段的温度效应明显,为分析钢管混凝土拱桥结构的温度效应,以跨径布置为30m+80m+30m的某钢管混凝土拱桥为例,融合了等效时变的温度效应模型和有限元方法,建立精确的空间有限元模型,深入分析了整体温度变化作用下钢管混凝土拱桥的挠度、结构内力和应力以及拱桥稳定性的变化规律。结果表明:整体温度变化对钢管拱桥挠度影响显著,甚至会出现挠度方向的变化;整体温度升高时,钢管轴力增大,混凝土轴力减小,同时钢管和混凝土弯矩方向均发生变化;整体温度变化对钢管混凝土拱桥的稳定性影响较小。     

大跨径预应力混凝土箱梁桥长期变形不收敛成因分析

针对预应力混凝土箱梁桥长期变形不收敛的问题,文章先对几座典型病害桥梁实测变形与开裂病害进行了关联性分析,初步定性地指出跨中挠度的持续发展与裂缝扩展存在某种内在联系.然后选取一座具有代表性的桥梁为算例,采用ANSYS有限元程序,分别计算和分析了混凝土徐变、梁体开裂及裂缝扩展对长期挠度变化的影响.结果表明,桥梁长期变形发展特征是混凝土徐变变形与梁体开裂引发的变形耦合作用的结果;裂缝扩展是该类型桥梁长期变形持续发展的本质原因.     

考虑滑移效应的三塔结合梁斜拉桥桥面板有效宽度分析

结合梁斜拉桥拉索锚固在桥面两侧的钢主梁上,造成桥面板有效宽度分布不均匀.文中以武汉二七长江大桥为研究背景,建立典型节段的空间有限元模型,考虑钢主梁与桥面板间的滑移,计算分析了多种荷载工况下桥面板中应力分布及有效宽度,探讨了抗剪连接程度对桥面板有效宽度的影响,确定了结合梁斜拉桥最佳抗剪连接程度.     

控制大跨PC梁桥长期下挠的综合举措研究

针对目前大跨度预应力混凝土(PC)梁桥在运营后出现腹板开裂和跨中持续下挠等病害,在总结预应力混凝土梁桥下挠成因的基础上,以在建的主跨为155 m江西泰和赣江公路大桥为例,采用有限元法从恒载零挠度、加大跨中梁高和临时斜拉索辅助施工等新举措出发与传统设计进行分析比较,研究各种因素对预应力混凝土梁桥长期下挠的影响。结果表明:恒载零挠度设计,或者恒载零挠度设计和加大跨中梁高的综合设计措施对控制大跨度预应力混凝土梁桥的长期下挠更有效。     

大跨PC连续刚构桥跨中持续下挠成因及预防措施

目前大跨PC连续刚构桥存在的主要问题是跨中的持续下挠和箱梁的开裂,从砼收缩徐变、预应力损失及箱梁的开裂三个方面分析了各自对跨中持续下挠的影响.由于影响徐变的因素多,因此精确计算徐变对跨中的下挠的影响非常困难,根据徐变产生下挠的机理提出了一些预防措施.     

大跨PC连续刚构桥跨中持续下挠成因及预防措施

目前大跨PC连续刚构桥存在的主要问题是跨中的持续下挠和箱梁的开裂,从砼收缩徐变、预应力损失及箱梁的开裂三个方面分析了各自对跨中持续下挠的影响.由于影响徐变的因素多,因此精确计算徐变对跨中的下挠的影响非常困难,根据徐变产生下挠的机理提出了一些预防措施.     

预应力连续箱梁桥后期下挠影响因素分析

为了研究预应力混凝土连续箱梁桥后期下挠影响因素,以一典型3跨预应力混凝土连续梁桥为研究对象,采用规范和有限元数值计算结合的方法,分析了箱梁预应力损失和变形的时变效应,在此基础上,进一步分析了边中跨比、合龙顺序和合龙压重等因素对箱梁后期下挠的影响。分析结果表明,预应力混凝土连续箱梁桥的时变效应明显,收缩徐变引起的预应力损失和后期跨中下挠值较大;适当地增加边中跨比有利于减小后期中跨的跨中下挠;合龙时,先边跨后中跨合龙并采取适量的压重,是减小跨中后期下挠的有效手段。     

连续箱梁跨中合龙段箱梁顶板纵向裂缝分析研究

针对某桥预应力混凝土连续箱梁中跨合龙段顶板出现的纵向裂缝,根据现场检查资料并采用空间有限元分析方法进行了研究。研究结果表明,产生混凝土顶板纵向裂缝的主要原因是设计上对箱梁温度梯度和车辆轮载作用考虑不足,导致箱梁顶板产生的混凝土横向正应力超过其抗拉标准强所致。     

大跨径连续刚构挠度控制与影响因素研究

针对预应力混凝土连续刚构桥梁挠度问题,采用室内试验和模型分析混凝土收缩徐变和预应力损失对结构挠度变形的影响。结果表明：混凝土徐变增长会导致桥面纵坡坡度变化,结构应力重分布。混凝土前期徐变系数增长快,持荷40d的徐变系数为1．004,180d时增幅仅为2．988％。桥梁顶板预应力损失对结构挠度变形影响比底板更明显,顶板预应力损失为20％时,运营两年的挠度增幅达67．5％。因此,混凝土结构物受荷加载不宜过早,对结构的挠度进行控制有利于提高桥梁的安全性能。     

圆管翼缘钢-混凝土新型组合梁极限抗弯承载力与延性

为研究圆管翼缘组合梁的抗弯性能, 进行了3根圆管翼缘组合梁静力加载抗弯破坏性试验, 分析了试验梁的抗弯破坏过程与破坏特征; 考虑混凝土损伤塑性本构及栓钉滑移与断裂, 建立了圆管翼缘组合梁非线性数值模型, 基于试验结果分析了数值模型的适用性; 以钢梁下翼缘宽度、混凝土翼板厚度与圆管管径为主要结构参数, 计算了48根正交设计的圆管翼缘数值模型组合梁的力学性能; 依据试验梁与数值模型梁的抗弯受力性能, 提出了基于简化塑性理论的圆管翼缘组合梁极限抗弯承载力计算公式; 应用数值模型梁位移延性系数计算结果, 回归得到了圆管翼缘组合梁位移延性系数计算公式。计算结果表明: 数值模型组合梁与试验梁承载力比值为0.99~1.03, 挠度比值为0.87~1.09, 因此, 弯矩-挠度计算曲线与试验曲线吻合良好, 可采用数值模型组合梁准确模拟圆管翼缘组合梁的抗弯全过程受力行为; 圆管翼缘组合梁极限抗弯承载力随钢梁下翼缘宽度、混凝土翼板厚度的增大而增大, 随圆管管径的改变变化较小, 位移延性系数随混凝土翼板厚度与圆管管径平方的增大呈线性增大, 随钢梁下翼缘宽度的增大呈线性减小; 不同塑性发展程度的各类模型梁位移延性系数为3.16~7.19, 体现了较好的延性; 采用极限抗弯承载力简化计算公式与圆管翼缘数值模型组合梁计算的极限抗弯承载力比值为0.91~1.09, 平均比值为0.98, 因此, 公式计算结果准确; 为使圆管翼缘组合梁具有一定延性, 建议位移延性系数大于3.5。      

钢筋混凝土整体式空心板桥的开裂机理和性能评估方法

研究了整体式空心板桥在服役过程中的裂缝和性能评估方法.通过ANSYS软件建立精细空间实体模型,分析了设计荷载作用下整体式空心板桥开裂的机理;在弹性分析的基础上,考虑材料非线性的影响,对荷载试验的结果进行评估,并与刚接板法和弹性有限元分析结果进行比较;引入钢筋的锈蚀模型,对整体式空心板的时变极限承载力进行分析.研究结果表...