车辆活载对预应力混凝土斜拉桥主梁变形长期影响的研究

桥梁下挠是评价其刚度的主要指标,也是评价桥梁健康状况的一个重要参数,对其长期实时监测,可以及时了解桥梁的健康状况。影响大跨径预应力混凝土斜拉桥主梁下挠的因素复杂,相互耦合,长期影响机理尚未完全掌握。因此,本研究对某预应力混凝土斜拉桥结构变形进行长期监测分析,从不同角度分析监测数据,总结车辆荷载对预应力混凝土斜拉桥主梁变形的影响规律。     

梁拱组合桥力学性能敏感性分析

梁拱组合桥构造相对复杂,施工过程不确定因素对桥梁线形及受力影响较大。通过建立精细化空间杆系有限元模型,研究预应力张拉误差和混凝土荷载等力学参数变化对结构应力及桥梁线形的影响。分析结果表明:当主梁混凝土自重比设计值大时,主梁顶板压应力减小,底板压应力增大,跨中合龙段附近主梁向上挠度减小;在梁拱组合桥成桥阶段,预应力张拉误差对主梁跨中挠度影响较为突出,梁拱组合桥在最大悬臂阶段预应力误差对桥墩附近主梁的挠度影响相对较小,越靠近悬臂端预应力误差对主梁的挠度影响越大。研究成果可为梁拱组合桥的设计及施工过程提供技术参考。     

大跨度矮塔斜拉桥收缩徐变效应分析

在大跨度桥梁中,混凝土收缩徐变将会导致主梁的下挠度增大、应力发生重分布、预应力产生损失,对结构产生不利的影响,通过Midas/Civil2010有限元分析软件对大跨度矮塔斜拉桥建立模型,采用预测模型分析了在成桥状态下收缩徐变效应对主梁的应力和挠度的影响及预应力损失.同时,总结了针对大跨度矮塔斜拉桥减小收缩徐变效应的几种方法.     

大跨径PC连续刚构桥长期下挠影响因素分析

以栗子坪大桥——大跨径预应力混凝土连续刚构桥为工程实例,采用有限元程序Midas/Civil对其进行施工过程和运营阶段仿真计算,分析混凝土超方、预应力损失、混凝土收缩徐变、刚度损失等因素对大跨径预应力混凝土连续刚构桥跨中长期挠度的影响。计算结果表明:混凝土超方和桥面铺装施工误差导致的自重增加均可引起桥梁跨中长期挠度增加,后者超重使桥梁跨中长期挠度增加更大;预应力损失对桥梁跨中长期下挠影响非常显著,其中顶板束预应力损失影响最大,其次是腹板束,底板束影响最小;桥梁跨中长期挠度与终极徐变系数、环境相对湿度的变化有很大关系;梁体刚度降低使桥梁跨中长期挠度增加较多,且早期刚度的降低对桥梁跨中挠度增加影响较大。     

高低塔斜拉桥施工阶段温度效应分析

为了解高低塔斜拉桥施工阶段温度作用对结构的影响,以清溪口渠江特大桥主桥为背景进行研究。采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,分析最大单悬臂施工阶段昼夜温差、主梁温度梯度、桥塔温度梯度、斜拉索与桥塔和主梁温差对斜拉索索力和主梁挠度的影响。结果表明:昼夜温差引起的主梁挠度和斜拉索索力变化很小;主梁温度梯度作用下,边跨主梁挠度和斜拉索索力变化较小,中跨主梁挠度在悬臂端处最大,合龙段附近斜拉索索力明显增大;桥塔温度梯度作用下,边跨主梁挠度较小,中跨主梁挠度较大,边跨支座附近斜拉索索力变化明显;斜拉索与桥塔、主梁温差作用下,中跨主梁高塔、低塔侧悬臂端最大挠度分别为137mm、78mm,桥塔附近斜拉索索力变化显著,最大变化值为设计索力的9.8%。     

大跨径曲线矮塔斜拉桥参数敏感性分析

为了解结构状态参数对大跨径曲线矮塔斜拉桥成桥状态的影响,获取施工控制敏感参数,以黄龙带矮塔斜拉桥——(108+208+108)m双塔三柱式曲线预应力混凝土矮塔斜拉桥为背景,采用有限元软件TDV RM建立该桥空间杆系有限元模型,分析主梁自重、主梁弹性模量、斜拉索索力、预应力张拉力、混凝土收缩徐变和体系温度参数变化下,主梁的应力和挠度的变化规律。结果表明:主梁自重、斜拉索索力、混凝土收缩徐变和体系温度对成桥状态主梁的应力和挠度影响显著,是施工控制敏感参数;主梁弹性模量和预应力张拉力对成桥状态主梁的应力和挠度影响较小,是施工控制非敏感参数。     

宽幅矮塔斜拉桥线形控制关键因素分析

为确定宽幅矮塔斜拉桥影响主梁线形的关键因素，以东苕溪大桥主桥为研究对象，采用Midas Civil建立结构有限元分析模型，以结构设计参数建立桥梁基准状态模型，研究影响成桥线形的重要元素，以其引起的主梁成桥线形变化程度确定关键影响因素。(1)拉索张拉力影响主要发生在有索区，且对中跨有索区的影响略强于边跨；梁段自重影响最大处位于边跨跨中和中跨四分点附近，边跨和中跨大致相同；影响较大，为强烈影响因素。(2)主梁预应力对边跨线形有一定影响，混凝土弹性模量的影响在边跨和中跨中部位置较为明显，桥面铺装的影响主要表现在中跨，在中跨跨中位置呈现最大值；为主要影响因素。(3)梯度温差、拉索弹性模量、拉索定位、整体温差及索塔偏位影响极小，基本可以忽略。     

大跨预应力混凝土连续梁桥的预应力损失识别

大跨预应力混凝土连续梁桥预应力损失直接影响桥梁的受力状态和运营,预应力损失过大将导致主梁跨中下挠、腹底板开裂、承载力下降,甚至危害结构安全。以荆州海子湖大桥为研究对象,建立该桥有限元模型,基于长期监测系统实测数据,研究大桥运营期间预应力钢束应力变化规律。运营监测1年以来,钢束应力实测值小幅波动,但整体上呈下降趋势,反映出钢束发生了一定的预应力损失。基于挠度影响矩阵,提出了一种利用主梁实测挠度值反演钢束预应力损失的方法。根据主梁成桥1年期间实测的挠度值反演预应力损失,并与实测的预应力损失值进行对比分析,结果表明:所提方法有效、可行,可为同类型桥梁预应力损失的识别提供参考。     

预应力混凝土矮塔斜拉桥线形敏感参数研究

以某预应力混凝土矮塔斜拉桥为工程背景,借助有限元程序系统研究了主梁重度与刚度、斜拉索初张力与刚度、温差荷载和预应力效应对成桥状态下主梁线形的影响程度。并将各参数划分为3个敏感等级,将对主梁竖向变形改变量超过10mm的影响参数:正温度梯度、均匀升温、主梁容重和均匀降温列为敏感性I级,这些参数对矮塔斜拉桥成桥线形影响程度最大,并对该类桥梁在施工中关键参数的控制提出合理化建议。     

超宽预应力混凝土斜拉桥线形控制分析

城市道路发展和工艺水平的提高,为超宽箱梁的应用创造了条件,而预应力混凝土宽幅箱梁斜拉桥是其中数量较多的一种。应用Ansys结构通用程序中结构分析模块,对主梁和挂篮的横向挠度行为进行了计算,介绍了超宽预应力混凝土斜拉桥施工过程控制中横向挠度的设置方法,分析了其对成桥线形的影响。     

大跨度结合梁斜拉桥温度场及温度效应分析

为研究大跨度结合梁斜拉桥的温度场及所产生的效应,以望东长江公路大桥为背景进行分析。基于该桥结构健康监测系统1年的温度监测数据,分析该桥日照温度场分布规律,提出结合梁、桥塔竖向温度梯度以及斜拉索与桥塔、主梁温差的计算模式;采用该计算模式得到的温度荷载,对结构的温度变形效应进行有限元分析;最后通过EMD法提取主梁主跨跨中受温度影响的挠度响应。结果表明:钢主梁的竖向温差较小;斜拉索与桥塔、主梁的温差较大,对主梁挠度温度效应起决定作用;采用空间杆系单元建立的斜拉桥模型在温度荷载作用下的挠度计算值偏保守。     

客运专线大跨度PC连续箱梁桥收缩徐变研究

预应力混凝土连续箱梁桥的结构形式因其具有结构变形小、整体受力性能好等优点而被广泛应用,但是在桥梁运营阶段,梁体会因桥梁设计及施工过程中考虑收缩徐变不足而产生裂缝和不同程度的下挠现象。为了考虑混凝土收缩徐变对结构性能的影响规律,该文以青弋江客运专线预应力混凝土单箱三室连续梁桥为背景,通过有限元分析软件Midas/Civil对收缩徐变引起的主梁挠度、内力、钢束预应力损失进行对比分析。结果表明:混凝土收缩徐变引起主梁挠度增大,对中跨跨中附近影响尤其显著,考虑收缩徐变影响后主梁挠度变化曲线与实测值吻合度较好;混凝土收缩徐变导致主梁内力重分布,在成桥后前3年影响速率较大,以后逐渐趋于稳定;混凝土收缩徐变引起的钢束预应力损失,在跨中附近影响程度较大,在桥墩处影响程度较小;收缩徐变效应在成桥3年时已完成绝大部分。     

大跨度部分斜拉桥施工控制温度效应影响研究

温度效应是大跨度桥梁施工控制的影响因素之一.通过建立大连市长山大桥Midas模型,分别模拟桥梁构件整体升温、桥梁构件局部温差对大跨径桥梁斜拉索索力及主梁挠度的影响.通过对桥梁主桥斜拉索,主梁上、下缘,桥塔、大气温度的连续测量,以及在相应时间段监测关键斜拉索索力变化及主梁关键截面的挠度变形,并根据理论模拟研究及现场实测可知,温度效应对大跨度部分斜拉桥施工控制影响较大.从温度效应的影响考虑,对大跨度部分斜拉桥施工及测量提出可行性建议.     

高低塔斜拉桥在温度作用下的静力特性研究

为探讨温度对高低塔斜拉桥结构成桥使用舒适性及安全性的影响,以跨径为(157+280+93.5)m的清溪口渠江特大桥为工程背景,建立有限元分析模型,分别研究了体系温差、日照温差和索梁温差荷载作用对高低塔斜拉桥的主梁应力、主梁竖向位移及斜拉索索力的影响。研究表明:体系温差作用下,低塔侧边跨的主梁翼缘应力和斜拉索索力变化量较高塔侧大,主梁上翼缘的应力小于下翼缘;体系温差和日照温差作用下,高塔边跨的主梁变形较低塔侧大;日照温差作用下,日照升温和降温引起的主梁变形、应力分布及斜拉索索力变化规律相反,且日照升温引起的主梁挠度值、上下翼缘应力值、索力变化量是日照降温的2倍;索梁温差作用下,高塔侧边跨的斜拉索索力、主梁翼缘应力及竖向位移较低塔侧大。在实际工程设计中,应注意关键位置处主梁的应力储备和挠度控制,以及斜拉索的承载能力保有量。     

混凝土弯斜拉桥曲率半径参数的影响分析

曲率半径是混凝土弯斜拉桥的关键设计参数之一,为分析曲率半径对Π形主梁混凝土弯斜拉桥受力性能的影响,以某座大跨混凝土弯斜拉桥为工程背景,建立空间梁板混合有限元模型。由室内1∶20全桥缩尺模型试验,通过测试索力和支反力间接获得主梁内力状态的方法,验证数值模型的正确性。基于数值模型,通过不同曲率半径的弯斜拉桥、同跨径的直线斜拉桥对比,系统分析曲率半径对弯斜拉桥主梁、桥塔、支座以及结构动力特性的影响。分析结果表明:静力方面,曲率半径对主梁跨中挠度影响很大,对两侧纵肋挠度差的影响不明显;桥塔横向塔偏量大于顺桥向塔偏量;边墩、辅助墩和桥塔不同位置处支座反力分布规律存在显著差别;曲率半径大于950 m,主梁扭矩与弯矩峰值比小于5%,其内力分布趋近于同跨径直线斜拉桥。动力方面,随曲率半径减小,弯斜拉桥横弯振型减弱,纵漂和扭转振型增加,其各阶模态特征与直线斜拉桥明显不同。     

有效预应力对PC连续刚构桥挠度的影响

以涪陵区聚云大道沙溪沟大桥工程为背景,运用有限元软件对其进行仿真模拟计算,分析了PC混凝土连续刚构桥顶板和底板的纵向预应力筋有效性的降低分别对关键截面（零号块根部截面、L／4截面、跨中截面）处挠度的影响,从而找出了一种对挠度影响最不利的纵向预应力的损失情况,即最不利组合。计算结果表明,主梁纵向预应力有效性的逐渐降低是PC混凝土连续刚构桥梁后期挠度下挠过大的主要原因之一,且当顶板纵向预应力失效50％,同时底板纵向预应力失效30％的时候,对挠度的影响最不利。文章给出了相应的控制预应力有效性降低的措施。     

小半径曲线斜拉桥混凝土主梁施工技术

南京地铁斜拉桥为独塔单索面预应力混凝土不等小半径曲线斜拉桥,主塔横向设置背索,介绍该桥总体施工方案和主要施工流程,主跨、边跨主梁施工的关键技术,及施工监控成果.小半径曲线斜拉桥结构和受力复杂,在施工过程中必须重视和加强各施工工况阶段的施工监控,及时发现异常现象,主动采取措施,避免温差累积而影响斜拉桥的耐久性和安全性.     

混凝土箱梁桥施工过程中的水化热温度场实例及有限元计算

温度控制是大跨度连续箱梁施工监控中不可忽略所的重要因素。以某（80＋140＋80）m三跨预应力混凝土变截面连续箱梁桥为例，采用有限元仿真、现场监测和反馈分析相结合验证不同阶段的影响因素。在早期混凝土水化过程热过程中，应以温控措施有效性的监测和反馈为重点；后期则以环境温度对桥梁施工线形影响为重点，分析温度骤变和日照温差对上部结构挠度的影响。     

预应力损失对大跨混凝土连续刚构桥长期性能影响分析

以大埠河大桥、蛇背大桥两座大跨混凝土连续刚构桥为实例,采用数值模拟计算的方法,对主梁施工全过程进行模拟分析,研究施工阶段预应力损失情况,并分析不同预应力损失对大跨混凝土连续刚构桥长期性能的影响。模拟边跨底板束钢绞线B、边跨顶板束TB、顶板束T、腹板束F、跨中底板束Z、跨中顶板TZ预应力减少20%对主梁运营阶段收缩徐变变形的影响,研究结果表明,顶板束预应力损失对主梁竖向下挠的影响最大。研究预应力损失影响对于控制主梁后期下挠,增加大跨混凝土连续刚构桥的长期性能具有重要的意义。     

预应力混凝土斜拉桥主梁挠度监测及分析

通过对预应力混凝土斜拉桥主梁梁体多次挠度观测数据的比较、分析,判断主梁在运营期间的变形情况,了解主桥梁体下挠趋势,获取主梁下挠减缓并逐渐趋于稳定的运营周期。