新旧规范计算预应力砼空心板梁板的对比分析

引言 众所周知．《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）（简称新规范）是在2004年实施颁布的．原《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）（简称旧规范）同时废止。在过去20多年中一直是按照旧规范设计的现有桥梁,     

钢筋混凝土空心板桥限载标准分析

为检验已有公路桥梁限载简化分析模型的工程适用性,系统分析了典型车辆荷载限值对钢筋混凝土空心板桥受力性能的影响。首先,以某在役钢筋混凝土简支空心板桥为依托,根据实测材料性能和几何尺寸,计算空心板跨中截面受弯承载力标准值和恒载效应标准值。在此基础上,应用桥梁限载简化分析模型,计算不同结构安全等级下的限载系数,并推算相应的典型车辆荷载限值。最后,按横向最不利布载模式,计算典型限载车辆作用下空心板桥跨中截面的最大裂缝宽度和挠度。结果表明,当按结构安全等级一级和二级限载时,典型车辆荷载限值作用下的跨中挠度和裂缝宽度均小于规范限值,而按安全等级三级推算的荷载限值不能满足规范要求。     

基于不同规范对预应力连续梁桥可靠性差异研究

目前新建桥梁基本根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004设计,而既有桥梁大部分依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ 023—85,通过有限元软件,分别采用两种规范规定的参数,对一座连续梁桥进行可靠指标对比分析。对比结果显示:在成桥阶段由85规范得出的可靠指标大于根据04规范得出的可靠指标,而在施工阶段由85规范得出的可靠指标小于根据04规范得出的可靠指标。因此成桥阶段可靠指标计算宜采用04规范,施工阶段可靠指标计算宜采用85规范。对按照不同规范设计的连续梁桥在不同阶段的可靠性评估具有指导意义。     

圆形截面偏压构件正截面抗压承载力计算系数探讨

根据JTG D 62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》,比较了圆形截面钢筋混凝土偏压构件正截面抗压承载力计算系数D的查表值与公式计算值的差异,提出了修正方法。分析结果表明:该方法具有较好的计算精度,满足桥梁设计需要。     

关于桩基承台计算的讨论

桩基承台计算是《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG1362—2004)增加的新内容，笔者根据该规范与《美国公路桥梁设计规范-荷载与抗力系数设计法1994》的对比，提出了承台受弯、撑杆抗压承载力计算的几点意见，并对承台斜截面抗剪承载力、冲切承载力的计算进行了讨论。     

圆形截面偏压构件正截面抗压承载力计算系数探讨

根据JTG D 62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》,比较了圆形截面钢筋混凝土偏压构件正截面抗压承载力计算系数D的查表值与公式计算值的差异,提出了修正方法.分析结果表明:该方法具有较好的计算精度,满足桥梁设计需要.     

现役桥梁技术状况评定方法解读及对比分析

为科学合理选择桥梁技术状况评定方法,针对《城市桥梁养护技术规范》(CJJ 99—2003)、《公路桥涵养护规范》(JTG H11—2004)、《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21—2011)和《城市桥梁养护技术标准》(CJJ 99—2017),从标准类型、评定等级、评定方法、养护对策、适用性和优缺点等方面进行了对比分析,并在2种不同类型桥梁上开展了应用对比研究。     

UHPC局部受压承载力计算方法

为合理地计算UHPC构件的局部受压承载力，建立了有、无间接钢筋UHPC的局部受压试验数据库，以此为基础分析和评估了NF P 18-710、CECS 38:2004、DBJ 43/T 325—2017和JTG 3362—2018中的局部受压承载力计算公式；基于UHPC局部受压试验数据库提出了考虑混凝土强度和钢纤维影响的UHPC局部承压修正系数和间接钢筋影响系数，进而修正了JTG 3362—2018的局部受压承载力计算公式。研究结果表明:无间接钢筋UHPC的局部受压承载力试验值与NF P 18-710、CECS 38:2004、DBJ 43/T 325—2017和JTG 3362—2018计算值之比的均值分别为0.97、0.81、1.33和1.09，有间接钢筋UHPC的局部受压承载力试验值与CECS 38:2004、DBJ 43/T 325—2017和JTG 3362—2018计算值之比的均值分别为0.91、1.31和1.13；各规范公式的混凝土局部受压承载力公式未充分反映混凝土抗压强度和钢纤维的影响，间接钢筋的局部受压承载力计算公式未充分反映约束面积比、混凝土抗压强度和钢纤维的影响；NF P 18-710可较好地预测无间接钢筋UHPC的局部受压承载力，CECS 38:2004计算所得UHPC的局部受压承载力偏大，且间接钢筋的局部受压承载力预测结果离散性大，DBJ 43/T 325—2017和JTG 3362—2018的计算结果偏保守。有、无间接钢筋UHPC的局部受压承载力试验值与JTG 3362—2018修正公式的预测值之比的均值分别为1.00和1.04，标准差均小于0.20，因此，JTG 3362—2018修正公式可较好地预测有、无间接钢筋UHPC的局部受压承载力，可为国内UHPC桥梁结构设计规范的编制提供参考。      

大跨径简支转连续箱梁桥收缩徐变效应

利用杆系有限元模型计算了大跨径简支转连续箱梁预制和施工过程中的应力分布和线形变化,研究了预应力束二次张拉对收缩徐变的作用.以6×70 m连续箱梁为例,按照老化理论原始算法、老化理论修正算法、JTJ 023-85规范附录算法与JTG D62-2004规范附录算法,进行了收缩徐变效应对简支状态和连续状态下箱梁结构应力和变形影响的对比分析.分析结果表明:不同算法的收缩徐变效应对各跨跨中或支点应力影响的最大差值均在15%以内,对边跨、次边跨、中跨跨中挠度影响的最大差值分别为36%、79%、54%,其中JTJ 023-85规范附录算法计算的挠度最小,JTG D62-2004规范附录算法计算的挠度最大,也最接近实测挠度,因此,收缩徐变理论的计算分析结果可靠.     

关于桩基承台计算的讨论

桩基承台计算是<公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范>(JTG D62-2004)增加的新内容,笔者根据该规范与<美国公路桥梁设计规范-荷载与抗力系数设计法1994)的对比,提出了承台受弯、撑杆抗压承载力计算的几点意见,并对承台斜截面抗剪承载力、冲切承载力的计算进行了讨论.     

无缝化改造的空心板桥受力性能

对某多跨空心板桥进行了无缝化改造, 简支板改为双排支座连续板, 桥台改为延伸桥面板桥台, 取消了全桥的伸缩装置; 测试了实桥静动载, 研究了无缝化改造后的多跨空心板桥受力性能; 应用有限元模型, 计算了结构受力、承载力、引板受力及单、双排支座对结构力学性能的影响。测试结果表明: 无缝化改造后的桥梁实测基频为8.60Hz, 高于改造前的5.37Hz, 4种车速下实测冲击系数最大值为1.11, 小于《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60—2004) 的计算值1.36, 应变与挠度校验系数均小于0.95, 因此, 无缝化改造提高了全桥整体性能, 改善了行车条件。有限元分析结果表明: 无缝化改造后桥梁基频的计算值为8.48Hz, 实测基频与计算基频比值为1.01, 因此, 改造后桥梁功能状况良好; 跨中截面的正弯矩明显降低, 第2跨跨中降幅最大, 达15.6%, 但内支座处出现了负弯矩, 同时剪力增大, 最大增幅为18.2%;跨中挠度明显降低, 以第2、3跨降幅最大, 达35.5%, 桥梁整体刚度明显提高; 最大裂缝宽度计算值为0.15mm, 小于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62—2004) (简称《桥规》) 规定的0.20mm, 承载力、挠度和裂缝宽度验算均满足《桥规》要求; 支座排数对上部结构的受力影响较小, 采用双排支座是可行的; 引板与地基的摩擦因数对引板和铺装层轴向力影响较大, 对弯矩影响较小; 引板和铺装层最大拉应力分别为0.87、1.25MPa, 满足设计强度要求。      

桥梁结构在线健康监测预警系统Ⅰ——监测评估预警体系和模块设计

针对不同桥梁的特点,在参照国家有关技术规程规范的要求和相关研究成果的基础上,研究提出了运营桥梁在线健康监测及状态评估的指标体系,讨论了传感器布置的原则及一般的应力、位移传感器布置方案,给出了系统设计的模块框图及顶层数据流程图.所提出的桥梁在线健康监测状态评估的指标体系、结构应力、位移传感器布置及系统的模块设计,对营运中的桥梁监测与养护管理具有重要的指导意义和实用价值.     

适应6轴铰接列车动力性的高速公路最大纵坡坡度和坡长

针对当今中国高速公路货运主导车型6轴铰接列车以满载状态在相同纵坡条件下行驶时, 其性能差于《公路工程技术标准》 (JTG B01—2014) 中纵坡设计代表车型的问题, 采用典型平路试验和实际道路试验相结合的方法, 获得了该主导车型的发动机使用外特性曲线, 分析了试验车发动机转矩、功率与发动机转速的关系; 依据汽车行驶受力方程, 建立了该主导车型在各个挡位下的坡度与车速的关系曲线, 确定了不同纵坡坡度时, 发动机全负荷状态下车辆稳定行驶的最大平衡速度, 获得了该主导车型的加速性能曲线和减速性能曲线, 提出了符合中国当前货运车型变化的高速公路上坡方向纵坡坡度、坡长等主要控制指标。研究结果表明: 相比于《公路工程技术标准》 (JTG B01—2014), 在相同纵坡条件下, 由于主导车型比功率的降低, 其平衡速度较标准中纵坡设计代表车型对应的平衡速度降低了20%~30%, 且适应其动力性的最大纵坡坡度比标准中规定的纵坡坡度小50%, 因此, 中国当前主导货运车辆动力性能不适应高速公路纵坡条件; 根据6轴铰接列车在不同纵坡上的加减速特性, 满足6轴铰接列车爬坡需求的最大纵坡坡长随坡度的增大而降低, 且降低幅度逐渐增大, 最大降幅达到60%。      

基于裂缝宽度的部分预应力混凝土梁设计方法

为了简化部分预应力混凝土梁的设计过程, 减少设计试算的次数, 缩小预应力筋用量的取值范围, 提出了基于裂缝宽度的部分预应力混凝土梁设计方法; 从正常使用状态的裂缝宽度出发, 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62—2004) (简称《公路规范》) 中对裂缝宽度的规定, 通过最大裂缝宽度求解受拉区普通钢筋的应力, 并建立关于开裂截面中性轴高度的一元三次方程; 根据预应力筋的有效应变要求, 结合《公路规范》中最小配筋率的规定, 得到了预应力筋用量的上、下限; 给出了设计方法的主要步骤和具体验算过程, 并设计了1根T形截面试验梁, 以验证设计方法的合理性。研究结果表明: 验算梁的抗弯承载力及预应力筋用量的上、下限满足规范要求; 试验梁的荷载与挠度基本呈现三折线关系, 在外荷载为50.0kN时, 试验梁跨中出现裂缝, 外荷载为128.5kN时, 试验梁受拉普通钢筋屈服, 外荷载为157.8kN时, 试验梁跨中混凝土压碎破坏, 试验梁总体呈延性破坏特征, 满足承载性能要求; 在受拉普通钢筋屈服前, 试验梁实测最大裂缝宽度为0.18mm, 未超过预估的最大裂缝宽度0.20mm, 满足正常使用要求。可见, 提出的设计方法合理、可行, 能够简化部分预应力混凝土梁的设计过程。      

重型车辆撞击下桥墩碰撞力简化模型

为了探究钢筋混凝土桥墩在重型车辆撞击下的安全性能, 建立了重型车辆-桥墩碰撞精细有限元模型, 研究了撞击速度、桥墩直径、上部结构边界条件和货物高度对桥墩破坏模式和内力分布的影响; 分析了不同工况下的车辆碰撞力特征, 并基于车辆初始动能耗散特点提出了碰撞力简化模型。分析结果表明: 重型车辆碰撞过程可以分为保险杠、发动机和货物撞击桥墩3个阶段, 碰撞力在前2个阶段主要集中在0.9 m高度处, 而在第3个阶段主要分布在2.7 m高度处; 在重型车辆撞击下, 不仅桥墩端部会出现严重损伤, 碰撞部位附近也可能发生严重的局部冲剪破坏; 由于忽略了碰撞荷载的动力效应和车辆与桥墩的耦合作用, 采用《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60—2015) 中建议的等效静力设计方法难以获得桥墩的实际撞击响应; 撞击速度对桥墩内力和碰撞力的影响最显著, 货物高度的不同会改变碰撞力的空间分布, 但不会影响桥墩的最大内力响应; 重型车辆的初始动能存在6.5 MJ的阈值, 当初始动能小于该阈值时, 车辆发动机和保险杠的碰撞作用对桥墩动力响应起主导作用, 反之, 后部货物的碰撞作用控制碰撞力峰值; 碰撞力简化模型和精细车辆模型预测所得桥墩最大内力响应的相对误差在8%以内, 且计算耗时从6~7 h缩短到4 min。      

混凝土桥梁预防性养护的评价体系

针对公路常用钢筋混凝土桥梁,对预防性养护评价技术进行了研究。考虑桥梁主梁、墩台基础及桥面等3个主要构件,提出以耐久性指标为目标的层次评价分析模型,采用层次分析理论（AHP）,根据对《公路桥涵养护规范》及许多工程的调查结果确定了指标层权重;并在综合评价过程中采用变权原理对模糊综合评价结果进行了处理,使结果更为均衡,建立了一套较完整的公路常用桥梁预防性养护评价体系,把不可测量的混凝土结构或构件耐久性逐层分解为可现场检测的定性或定量指标。实例表明本方法具有可操作性和逻辑性。     

400 km/h高速铁路列车的荷载图式研究

为确定适合400 km/h高速铁路的荷载图式,参考《京沪高速铁路设计暂行规定》中确定0.8UIC荷载作为高速铁路列车荷载图式所使用的方法,以包络德国ICE列车、中国ZGS和中速列车的换算均布活载动效应为原则,提出将0.65UIC荷载作为400 km/h高速铁路列车荷载图式;然后,在时速400公里高速列车作用下,对24、32、40 m 3种跨度简支梁桥,基于车桥耦合振动分析方法得到车辆动力响应,在此基础上研究动力系数、竖向挠度、梁端竖向转角和轨面不平顺等现行规范指标在0.65UIC荷载条件下的适应性;最后,讨论采用0.65UIC荷载作为设计荷载时,离心力、牵引力和制动力限值对400 km/h高速铁路列车的适应性.结果表明：在现行规范基础上,将0.65UIC荷载作为400 km/h高速铁路列车荷载图式进行桥梁设计是可行的,采用该荷载图式计算的桥梁设计指标限值和设计荷载限值较运营车辆与桥梁间的响应具有一定安全储备.     

高速铁路简支梁桥竖向允许刚度及其分析方法

桥梁竖向刚度的大小将直接影响列行车的舒适性与安全性。本文讨论桥梁竖向刚度问题的三种动力计算模型，指出不考虑车－桥动力耦合作用的简单分析模型虽然能在一定程度上反应车辆共振速度的影响，但对桥梁共振及车－桥耦合作用的影响下能提供真实结果。     

严寒地区桥梁在盐冻环境下的耐久性技术研究

吉林省位于我国东北地区中部,是典型的季节性冰冻地区,冬季漫长寒冷。桥梁所处的野外自然条件恶劣,且除雪时还会大量使用除冰盐,这对桥梁耐久性会造成极大影响。对吉林省境内桥梁结构普遍存在的病害进行总结,提出在冻融和氯盐侵蚀共同作用时能够提高桥梁耐久性的技术措施。研究的成果将为在今后的设计、施工、养护提供数据资料和具体的技术建议,从而提高结构耐久性,延长桥梁构造物的使用寿命。