预应力布置对箱梁腹板受力性能的影响研究

预应力混凝土箱梁桥腹板斜裂缝是结构性裂缝,受腹板纵向预应力布置方式和竖向预应力大小的影响。在收集整理国内外已建与在建的预应力混凝土箱梁桥腹板开裂成因的基础上,以两座大跨径预应力混凝土箱梁桥为例,有针对性地从设计方面分析顶板束、腹板下弯束和底板束对腹板主拉应力计算的影响,并提出一些相应预防措施。     

后张梁曲线钢束段混凝土局部应力解析

针对预应力混凝土中曲线钢束引起的局部集中应力难以解析的问题,以弹性力学中楔形体在楔顶受集中力的密切尔解为基础,通过应力分解、应力积分和应力合成运算,推导半平面在体内集中力作用下的解析解。在此基础上对后张梁在曲线钢束张拉时混凝土内的附加应力进行计算,给出应力分布特征、最大应力和典型应力公式,并对大跨径梁合龙段底板、悬浇梁节段腹板以及曲线梁底腹板3种典型结构的裂缝成因进行分析,给出工程优化建议,为桥梁设计提供参考。     

预应力混凝土箱梁桥悬臂施工中腹板斜裂缝成因分析

针对某主跨为65m的预应力连续箱梁桥腹板出现与纵向项板下弯柬大致平行的斜裂缝情况。运用桥梁博士、ANSYS等有限元软件进行分析。计算结果和现场观察情况表明,腹板处局部主拉应力过大是预应力混凝土连续箱梁桥在施工过程中出现腹板斜裂缝的主要原因。文章最后给出了此桥腹板斜裂缝修复措施。并提出了纵向项板预应力柬配柬的建议。     

悬臂施工箱梁腹板开裂成因研究

基于现实工程中箱梁腹板开裂较为常见现象和腹板开裂成因的复杂性,针对箱梁腹板开裂主要原因,分别从定性和定量角度进行分析探讨。得出如下结论:(1)箱梁腹板开裂具体原因主要包括混凝土收缩、温度效应、预应力钢束弯曲引起的径向力以及锚固区压应力带来的泊松效应等,其中由预应力钢束弯曲引起的径向力和锚固区压应力带来的泊松效应是引起箱梁腹板开裂的主要原因;(2)利用有限元软件ANSYS通过工程实例对这两个因素引起的腹板开裂进行了分析,结果显示:箱梁腹板开裂容易发生在腹板预应力束弯起段,且其方向基本垂直于弯起预应力束。     

考虑非对称摩阻影响的后张预应力锚固损失计算方法

为改进后张预应力混凝土梁直线、曲线混合布束的预应力锚固损失计算方法，提高预应力锚固损失的理论计算精度，对预应力钢束微段建立静力平衡方程; 利用不同钢束形状间的变形协调关系和应力连续条件，考虑设计中预应力钢束直线、曲线混合分布的实际影响参数与正、反摩阻损失差异，建立了针对预应力混合布束锚固损失求解的分段逼近理论，推导了预应力锚固损失精确计算公式，并编制了Python程序，实现了自动求解与简化计算; 通过现场足尺模型试验比较了精确公式与现行公路和铁路桥梁设计规范中预应力锚固损失理论算法的计算误差。研究结果表明:后张预应力直线、曲线混合布束锚固时反摩阻效应小于张拉时的正摩阻效应，且实际中反摩阻影响长度与现行桥梁设计规范算法有较大偏差; 采用提出的方法推算的反摩阻影响范围总体与中国铁路桥梁设计规范更为接近，在精度和离散度方面比现行公路与铁路桥梁设计规范分别高出16.7%和14.9%，且与模型试验数据的相关度更高，变异性更小; 在后张预应力混凝土结构相关研究中应考虑实际预应力直线、曲线混合布束线形与不对称正、反摩阻效应的影响，采用分段逼近法计算钢束预应力锚固损失; 在进行后张预应力混凝土结构设计时，从简化计算的角度考虑，建议采用现行铁路桥梁设计规范计算反摩阻效应。      

预应力束张拉顺序对锚下局部应力影响分析

预应力混凝土构件中通常布置有多束预应力束,在施工设计中需要考虑预应力束的张拉顺序,合理的进行预应力筋的张拉。采用有限元程序ANSYS对不同的预应力束张拉顺序下某大桥主粱被动锚固区的局部应力进行分析计算,计算结果对同类桥梁的设计施工有一定的参考价值。     

斜腹板倾斜角度对斜拉桥箱形主梁应力的影响

利用结构有限元分析程序ANSYS，改变斜拉桥的斜腹板倾斜角度，对不同情况下的箱形主梁建立了五个有限元模型．分析了箱形主梁的应力分布特点，归纳出斜拉桥中此类双箱单室倒梯形截面的薄弱环节及斜拉桥箱梁在不同斜腹板倾斜角度下的应力变化．考虑到梁段以外附近区域的作用，在其两端面上施加了由平面杆系结构分析所得的端面内力，另外，索力和预加力(梁纵向、横隔梁横向、斜腹板竖向)也施加在相应的位置，分析了不同斜腹板倾斜角度下的箱形主梁在自重、索力和预应力作用下的空间应力效应．通过对以上工况计算结果的分析，得出了一些结论，给出了斜腹板倾斜角度的合理化建议，以望对今后斜拉桥主梁的设计和施工提供一定的参考．     

预应力长期损失试验测试与预测

前言箱梁设置竖向预应力的目的是为减小主拉应力,防止腹板开裂。然而大量的混凝土箱梁桥在腹板施加竖向预应力后,施工和运营过程中腹板还是存在不同程度的开裂现象,交通部规划设计研究院曾对部分省市修建的预应力混凝     

预应力长期损失试验测试与预测

前言 箱梁设置竖向预应力的目的是为减小主拉应力，防止腹板开裂。然而大量的混凝土箱梁桥在腹板施加竖向预应力后．施工和运营过程中腹板还是存在不同程度的开裂现象，交通部规划设计研究院曾对部分省市修建的预应力混凝土梁桥做过一次调查，共收集到13个省市、19座已建大跨度PC桥梁的裂缝情况表明：施加腹板竖向预应力并不能完全防止腹板的开裂，显然竖向预应力损失过大或失效是主要原因之一。     

竖向预应力筋对连续刚构桥受力影响分析

竖向预应力筋在连续刚构桥中主要起控制腹板主拉应力的作用,根据现行规范分析了不同长度竖向预应力筋的损失比例,提出了减小竖向预应力损失的几种措施;针对目前设计中采用的滞后张拉竖向预应力筋的方法,开展了3种滞后张拉竖向预应力筋方式对连续刚构桥受力的影响分析,在此基础上提出了竖向预应力合理张拉时间的建议;建立了箱梁腹板的细部有限元模型,详细地分析了腹板在单根竖向预应力筋作用下的应力分布情况和腹板上缘出现拉应力的原因,据此提出避免上缘拉应力出现的构造措施。     

体内外混合配束预应力连续梁桥的设计计算方法研究

针对现有的体外预应力结构设计计算方法的不足,提出了将体外预应力桥梁视为由体外索构件和主梁构件构成的组合结构进行受力分析的计算方法。依据普通预应力混凝土梁截面配筋的估算方法对体内外混合配束梁的预应力筋(含体内及体外预应力)用量进行估算,阐述了体外预应力筋索力及偏心距的确定方法,并以白马垄体外预应力大桥为例进行了实桥的预应力筋(含体内及体外预应力)配置与结构验算。     

后张预应力钢束有效预应力分布模式判别与模拟方法

在大、中跨径混凝土桥梁预应力状况检测及评价的实施过程中,为了获知预应力束筋当前预应力有效值及其分布状态,提出了有效预应力沿程分布的统一模拟方法。基于预应力损失理论,建立了具有普遍意义的拟摩阻损失函数简化解析算法。以单束可控测点处的应力测值为已知条件,结合钢束沿程有效预应力分布状况的隶属模式判别,完成了名义损失参数识别,实现了复杂几何型式钢束实际有效预应力沿程分布规律的统一模拟。模拟结果表明:有效预应力相对误差阈值为5%,满足工程精度要求,因此,统一模拟方法可行。     

竖向预应力筋对连续刚构桥受力影响分析

竖向预应力筋在连续刚构桥中主要起控制腹板主拉应力的作用,根据现行规范分析了不同长度竖向预应力筋的损失比例,提出了减小竖向预应力损失的几种措施;针对目前设计中采用的滞后张拉竖向预应力筋的方法,开展了3种滞后张拉竖向预应力筋方式对连续刚构桥受力的影响分析,在此基础上提出了竖向预应力合理张拉时间的建议;建立了箱梁腹板的细部有限元模型,详细地分析了腹板在单根竖向预应力筋作用下的应力分布情况和腹板上缘出现拉应力的原因,据此提出避免上缘拉应力出现的构造措施。     

波形钢腹板连续刚构桥静力特性分析

以主跨为160m的波形钢腹板和预应力混凝土桥为研究对象,通过数据模拟分析,比较了2种结构的预应力效应、温度梯度、温度变化、成桥状态下的应力分布和徐变收缩等影响.计算结果表明:与预应力混凝土桥相比,波形钢腹板桥的预应力效率高,但徐变收缩导致的预应力损失大,受温度影响略小.     

浅谈混凝土箱梁桥腹板裂缝成因

在箱梁空间分析的基础上,找到了通过调整σx、σy,可以对主拉应力进行控制调整,从而达到控制裂缝的目的。并以此作为依据,结合具体工程,对混凝土箱梁桥腹板裂缝进行进一步的探讨,对今后的混凝土箱梁桥的设计具有一定的参考作用。     

PC连续刚构桥梁底合理曲线线形研究

针对PC连续刚构桥梁底长束的张拉导致合龙段箱梁底板和腹板开裂问题,以黑崖沟2号桥为背景工程,探讨了采用不同次数梁底曲线对箱梁局部应力状态的影响。在此基础上,揭示了箱梁易于开裂的危险部位,分析了导致开裂的主要原因,提出PC连续刚构桥梁底曲线次数不低于1．6次的建议。同时,结合实际工程,通过对三种防裂设计方案的理论研究与实桥测试结果的比对发现,采用跨中设置实体隔板的设计方案,可有效地解决合龙段箱梁底板下缘和腹板内侧的开裂问题。     

预应力混凝土连续梁优化设计

本文建立了一个预应力混凝土连续梁优化模式。优化设计变量包括梁截面高主和后期预加力；目标函数取混凝土及预应力钢筋造价之和；约束为截面允许应力条件。结构分析采用有限元方法，并考虑结构体系转换混凝土徐变次内力影响。应用单位预加力方法考虑预加力设计变量的次内力影响。文中算例表明，优化结果截面高度和预应力配筋比原设计降低约9％。     

混凝土T梁桥拓宽的长期效应分析

为了分析拓宽后桥梁的时间效应,研究了每一时段内由混凝土收缩引起的应力的连续变化和混凝土的弹性模量变化,根据能量原理推导了混凝土收缩徐变的位移法基本方程,按增量法分析了徐变应变的变化,编制了相应的计算程序。为验证理论计算的正确性,与小试件的试验结果作了比较。在拼接缝处的受拉区,应变计算值与实测值的相对误差为10%,计算精度比代数法高。在新梁混凝土的收缩应力和新梁自重应力的徐变作用下,3 a后新梁翼板的拉应力为2.67 MPa,可能会引起混凝土开裂。为减少收缩徐变对新旧梁受力的影响,建议新梁脱模后至少放置6个月后再进行拼接处理。     

部分预应力混凝土梁抗剪强度的分析与计算

本文对影响部分预应力混凝土梁抗剪强度的几个主要因素：预应力度；剪跨比；混凝土抗拉强度；纵向配筋率；配箍率；上翼办缘宽度等进行了分析，并依据国内外部分试验，提出了部分预应力混凝土抗剪强度的计算公式，与试验结果比较，有令人满意的吻合及较好的适用性，可供工程设计参考。