竖向预应力对箱梁腹板力学行为影响研究

为了探究配置竖向预应力筋的箱梁腹板开裂荷载的影响及开裂前后力学行为的变化,文章选择较小剪跨比λ=1.15的双悬臂计算模型,模型顶部充分施加纵向预应力,悬臂端分级施加集中荷载,直至腹板出现腹剪裂缝并展开,采用ANSYS建立实体模型,以不张拉竖向预应力、张拉120k N竖向预应力为例,进行结构仿真计算,分析竖向预应力张拉与否对腹板开裂及裂缝开展形态,开裂荷载、开裂前后结构应力、刚度的影响,并对腹板开裂前后竖向预应力筋应力重分配进行了数值分析,得出配置竖向预应力可以显著提高腹板抗裂性,影响裂缝发生及开展形态、提高腹板开裂后结构刚度。文章研究结论对箱梁腹板竖向预应力理论研究及设计具有指导意义。     

混凝土箱梁竖向预应力孔道对截面削弱的影响初步研究

预应力混凝土连续（刚构）箱梁桥设置竖向预应力筋是为了减少和控制腹板主拉应力、防止开裂,然而在设置了竖向预应力后,箱梁腹板开裂现象仍然普遍存在。竖向预应力难以达到设计要求是导致腹板开裂主要原因之一,该文主要在不考虑应力集中的前提下,研究竖向预应力孔道灌浆问题对竖向预应力效果的影响。对常张高速沅水大桥进行变截面箱梁腹板应力分析,得到竖向预应力孔道削弱对腹板应力水平的影响,并采用等效主拉应力增量法对腹板竖向预应力进行折减分析。该文研究表明：箱梁腹板竖向预应力孔道灌浆不理想,将会引起截面抗剪刚度、抗弯刚度及抗压刚度的削弱,从而导致主拉应力σzl增大及竖向预应力作用的折减,势必将对结构安全造成不利影响。     

竖向预应力施加顺序对PC连续刚构桥腹板混凝土开裂影响研究

以某大跨径PC连续刚构桥为依托，通过ABAQUS软件建立模型并分析PC连续刚构桥箱梁腹板混凝土开裂原因及竖向预应力施加顺序对腹板混凝土开裂的影响，结果表明：腹板混凝土开裂原因之一在于箱梁悬臂节段数量增加引起腹板混凝土内竖向拉应力增大所致，竖向预应力的施加可限制腹板混凝土内竖向拉应力的发展；滞后张拉工艺中，由于竖向预应力的滞后施加，无法起到提前遏制腹板混凝土竖向拉应力发展，从而导致腹板混凝土开裂风险较高。将竖向预应力施加顺序调整至纵向预应力施加之前，能有效降低腹板混凝土主拉应力值，减小腹板混凝土开裂风险。     

混凝土箱梁腹板竖向预应力分析

对混凝土箱梁腹板竖向预应力进行研究。以不出现主拉应力和最佳应力比为界限,确定合理竖向预应力值的范围,并给出竖向预应力设计步骤。分析了腹板开裂与否竖向预应力与纵向下弯预应力2种布束方式的优劣。竖向预应力筋合理布置间距建议值为30~50 cm。     

竖向预应力钢筋垂直度的测试及分析方法

竖向预应力损失过大是引起箱梁腹板开裂的主要原因之一,特别是预应力钢筋施工过程中钢筋安装不垂直存在较大安装误差时竖向预应力作用不明显.笔者提出的竖向预应力钢筋安装垂直度的测试和分析方法在中国尚属首次,期望对规范竖向预应力施工有所帮助.     

竖向预应力钢筋应力损失的室内模型试验研究

竖向预应力损失过大是引起箱梁腹板开裂的主要原因之一,竖向预应力损失计算缺乏理论和实践支持,难以建立有效的计算模式.该文根据室内实测损失情况,研究竖向精轧螺纹钢筋应力损失的特点;研究锚垫板安装误差对损失的影响.研究成果可为制定竖向预应力有效应力的计算模式提供参考.     

基于传统预应力张拉工艺的箱梁桥腹板开裂风险概率分析

建立了采用传统竖向预应力技术的箱梁桥腹板主拉应力随时间变化模型,考虑混凝土强度、螺纹钢强度等参数的时变性和随机性,以腹板内主拉应力达到容许应力限值为极限状态,发展了采用传统预应力张拉工艺的箱梁桥腹板开裂概率模型.基于Monte-Carlo模拟方法,计算了服役期内腹板开裂风险,并对相关参数进行敏感性分析.研究表明在本文设计参数条件下,设计使用年限内的腹板最大开裂风险概率为1.49％;敏感性分析表明精轧螺纹钢筋纵向间距和锚具变形与钢筋回缩对腹板开裂影响最大;安装偏差角度次之;箍筋数量对腹板开裂风险影响最小.     

预应力混凝土变截面连续箱梁桥静载试验分析

某互通立交匝道桥第三联预应力混凝土变截面连续箱梁中跨、边跨腹板局部竖向开裂;腹板纵向钢束张拉槽口竖向和斜向开裂;底板局部与腹板竖向裂缝对应位置出现短小横向裂缝。本文主要针对该匝道桥第三联荷载试验结果进行分析,评价其承载能力,并给出病害处治建议供同类桥进行借鉴和参考。     

某预应力混凝土连续梁桥腹板裂缝成因分析

在分析预应力混凝土箱梁开裂主要原因的基础上,应用大型有限元软件Ansys,考虑纵、竖向预应力损失对腹板主应力的影响,分析了预应力混凝土连续梁桥的腹板裂缝问题,并结合有限元计算结果同某预应力混凝土连续箱梁桥裂缝现场观测资料进行对比研究,得出了一些重要而有益的结论。     

预应力混凝土箱梁桥腹板开裂参数影响分析

预应力混凝土箱梁裂缝是影响桥梁结构安全的重大隐患.该文对某三孔预应力混凝土变截面箱梁建立有限元模型,分析竖向预应力损失和箱梁腹板厚度对箱梁桥开裂的影响.结果 表明:连续箱梁边墩支点附近的边跨现浇梁段的主拉应力值较大,且这些位置截面梁高较小,如果施工和运营阶段竖向预应力损失过大,在这些区域容易出现腹板斜裂缝;腹板厚度对斜截面抗剪承载力的影响比截面主拉应力的影响大;箱梁支点附近梁段腹板厚度较薄,容易导致斜截面抗剪承载能力不足.     

预应力混凝土连续箱梁不同布索方式对比分析

从理论上对比分析了不同布索方式的优缺点,以某预应力混凝土连续箱梁桥为原型,通过数值计算对比分析了预应力损失对不同布索方式箱梁腹板主拉应力的影响.结果表明,在理论上取消下弯索,通过适当调整顶、底板索和竖向预应力筋来实现对腹板主拉应力控制是可行的;适当调整竖向预应力的大小,竖向+纵向布索方式混凝土强度提高系数优于下弯索布索方式;竖向预应力损失对竖向+纵向布索方式预应力混凝土箱梁腹板主拉应力的影响非常敏感.在实际工程中,竖向预应力损失50%后,竖向+纵向布索方式预应力混凝土箱梁腹板主应力的分布将劣于下弯索布索方式.     

预应力箱梁桥腹板主应力计算探讨

为了更好的分析预应力混凝土箱梁桥腹板斜裂缝出现的原因,从现行规范中腹板竖向应力计算模式出发,通过理论分析和有限元数值模拟的方法,对多种因素作用下的腹板竖向应力状况进行了分析。研究结果表明:现行规范中腹板竖向应力计算模式与实际情况有较大差异,腹板竖向应力不仅与竖向预应力有关,还和纵向预应力的锚固、顶板横向预应力张拉、环境温度变化等因素有关。提出了腹板竖向更合理的应力计算模式。     

低回缩预应力钢绞线锚具应用于腹板竖向预应力的应力场的计算与实测

针对低回缩预应力钢绞线体系应用于箱梁腹板的应力场计算设计了矩形薄板试验,对预应力即时损失以及矩形薄板各截面竖向预压应力场进行了测试.根据箱梁腹板在竖向预应力作用下的受力特点,利用竖向局部荷载作用下弹性力学平面应力问题的解析解,用多项式拟舍得出应力扩散角、应力均匀度和名义应力度之间的计算公式.预应力损失测试结果表明,这种低回缩预应力钢绞线锚具的预应力即时损失值低于5%,从而证明了该体系应用于短索能有效地提高预应力效率,若应用于箱梁腹板能提高箱梁的抗剪可靠性.弹性理论计算结果与矩形薄板试验测得的竖向预应力作用下的应力场吻合较好,当扩散角a小于26.5.时,能保证各截面处于较高的应力水平和应力均匀度,表明了低回预应力钢绞线锚具应用于腹板竖向预应力时具有优越性.     

大跨度预应力混凝土连续箱梁0#块抗裂分析

大跨度预应力混凝土连续箱梁开裂恶化了箱梁的受力条件,还降低了桥梁混凝土的耐久性,导致箱梁结构安全度严重降低.因此有必要开展大跨度预应力混凝土连续箱梁混凝土抗裂计算分析.在介绍弹塑性有限元分析基础上,运用体杆耦合有限元模型模拟预应力钢筋,温度模式分别参照<公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范>(JTG D62-2004)和新西兰桥规,开展S249京杭运河特大桥主桥大跨度预应力混凝土连续箱梁0#块混凝土应力的精细化仿真分析,分析竖向预应力未损失和全部损失工况下的混凝土抗裂性能,发现在竖向预应力全部损失工况,箱梁0#块箱梁腹板顶部加腋处出现较大的主拉应力,导致该处混凝土开裂.因此,在施工中要确保竖向预应力的有效性.     

混凝土箱梁桥腹板竖向预应力筋张拉力检测方法

为解决目前普遍存在的大跨度预应力混凝土箱梁桥腹板竖向应力失效的问题,建立了竖向预应力筋外露段的动力学模型,发现了竖向预应力筋外露段锚固区刚度变化与张拉力的关系,计算了相应刚度变化与外露段固有频率关系的近似解和精确解。在此基础上进行了室内模型试验和现场试验,并在4座大桥得到应用。结果表明:所提出的检测方法原理简单,实际应用效果良好,广泛的应用将彻底改变中国大跨度混凝土箱梁桥腹板竖向预应力筋张拉力无定量测试的状况,对防止大跨度混凝土箱梁桥腹板开裂有重要意义。     

大跨径连续刚构桥主跨底板合龙预应力束的空间效应研究

对大跨径连续刚构桥中跨底板混凝土在底板预应力筋作用下可能纵向开裂的现象进行了分析,阐述了产生这种现象的力学机理。根据一座跨径布置为140 m 268 m 140 m的单箱单室预应力连续刚构桥的结构与设计特点,对该桥在底板预应力作用下的空间效应不利影响进行了分析,提出了避免跨中箱梁底板纵向开裂、底板混凝土向下崩出和腹板竖向拉应力过大的建议,可为大跨度连续刚构桥的设计提供参考。     

预应力砼连续刚构桥箱梁腹板开裂成因与防治

从温度、预应力、砼徐变和施工等方面,分析了预应力砼连续刚构桥腹板开裂的原因,在此基础上提出了防治腹板开裂的措施.     

大跨度预应力混凝土箱梁竖向预应力损失试验研究

文章通过某大跨预应力混凝土连续箱梁桥施工时对腹板竖向预应力损失进行的实桥测试,对不同长度箱梁竖向预应力损失的影响因素试验研究,并与规范理论计算值进行对比,并提出相应的控制措施和改进建议,为同类桥梁今后的竖向预应力设计和施工积累经验。     

大跨度预应力混凝土连续箱梁0~#块抗裂分析

大跨度预应力混凝土连续箱梁开裂恶化了箱梁的受力条件,还降低了桥梁混凝土的耐久性,导致箱梁结构安全度严重降低。因此有必要开展大跨度预应力混凝土连续箱梁混凝土抗裂计算分析。在介绍弹塑性有限元分析基础上,运用体杆耦合有限元模型模拟预应力钢筋,温度模式分别参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）和新西兰桥规,开展S249京杭运河特大桥主桥大跨度预应力混凝土连续箱梁0#块混凝土应力的精细化仿真分析,分析竖向预应力未损失和全部损失工况下的混凝土抗裂性能,发现在竖向预应力全部损失工况,箱梁0#块箱梁腹板顶部加腋处出现较大的主拉应力,导致该处混凝土开裂。因此,在施工中要确保竖向预应力的有效性。     

大跨径预应力混凝土连续梁桥竖向预应力钢棒的应用

大跨径预应力混凝土连续梁桥普遍存在梁体下挠和腹板开裂的问题,造成该问题的主要原因之一是连续梁桥竖向预应力损失严重。结合武汉市西四环高速公路通顺河大桥,尝试使用无粘结预应力钢棒,解决传统精轧螺纹钢筋松弛性差、回缩损失大,张拉力和理论伸长量不符、预应力筋易产生腐蚀、施工繁琐等问题。与传统竖向预应力精轧螺纹钢筋相比,无粘结预应力钢棒具有材料性能优异,施工工艺简单,验收方法可靠,易实施等优点。