普通预应力与后结合预应力钢混组合梁桥性能对比

为了对比普通预应力钢混组合梁桥与后结合预应力钢混组合梁桥的性能差异,采用数值模拟的方法,建立了钢混组合梁桥有限元模型。基于实际钢混组合梁桥的施工过程及使用条件,详细分析了钢混组合梁桥的受力情况,对比了两种预应力钢混组合梁桥的材料用量、钢主梁应力,以及负弯矩区混凝土桥面板应力。结果表明,相对于普通预应力钢混组合梁桥,采用后结合预应力技术,对钢混组合梁桥的负弯矩区混凝土板施加预应力,可以使施工更加方便,从而降低施工难度,并提高材料的利用率,减少材料用量。     

预应力混凝土组合梁徐变应力重分布

预应力混凝土组合梁中，先、后浇注的混凝土的龄期和应力水平不同，两部分的徐变变形相互制约，将导致应力重分布，如何计算此效应，一直是一个空白。基于平截面变形假定和线性徐变理论，建立了预应力混凝土组合梁徐变应力重分布的计算理论和公式，供设计参考。最后以预应力混凝土组合T梁为例，分析了徐变应力重分布效应。     

大跨径钢混组合梁桥徐变效应研究

利用大型有限元软件Midas建立港珠澳钢混组合梁桥精细化有限元模型.根据港珠澳大桥所处地理位置和气候特点,对传统的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）的徐变预测模型进行修正,建立考虑变温影响的徐变修正模型,计算得到徐变效应产生的桥梁长期挠度值以及应力变化关系.通过分析在不同初始加载时间下桥梁边跨跨中挠度最大值增长情况,总结得到了徐变在全年的发展规律.结果表明,使用该修正模型计算组合梁桥徐变效应能够适应当地季节更替明显、温度变化大的特点,能够更为精确地计算徐变效应引起的长期挠度值,为桥梁设计施工提供科学依据.     

组合梁桥徐变分析的超级单元法

基于多轴应力状态下的粘弹性本构关系,提出了钢-混凝土组合梁桥徐变分析的超级元法。采用广义Maxwell模型描述混凝土徐变行为,利用超级元法缩减分析规模,并通过Newton-Raphson迭代方法求解结构徐变响应。以两跨钢-混凝土连续梁桥为例分析了徐变对结构的影响,可供相关工程设计和实践参考。     

大跨径钢-混组合梁斜拉桥主梁力学特性研究

为明确在多种不利荷载组合作用下大跨径钢-混组合梁斜拉桥主梁的受力规律,以某桥跨布置为(40+175+410+175+40)m的双塔钢-混组合梁斜拉桥为背景进行研究。采用ANSYS建立该桥混合单元空间有限元计算模型,分析自重及斜拉索索力、车辆轮载、桥面板预应力、混凝土收缩和徐变效应、温度效应等荷载及组合作用下中跨跨中段主梁的结构响应。结果表明:对于双索面钢-混组合梁斜拉桥,局部轮载作用下桥面板呈现出明显的局部受力特性,桥面板"第二体系"拉应力可能会大于"第一体系"压应力,中跨跨中区域及边跨尾索区桥面板应配置纵向预应力;桥面板混凝土的收缩和徐变效应、温度效应的叠加是桥面板出现顺桥向裂缝的根本原因,设计时应全桥配置桥面板横向预应力。     

钢与预应力混凝土后结合法组合梁的受力特性研究

为了明确大跨度后结合预应力组合梁桥的受力性能,以一主跨70 m的预应力组合梁桥为例,采用空间有限元模型详细模拟了组合梁的施工过程,计算从施工到成桥初期及长期运营情况下组合梁的受力情况。计算结果表明：中支点钢梁上翼缘和底板在施工阶段的最大应力分别为118 MPa和-133 MPa,后结合法和顶升/回落法在中支点混凝土桥面板内产生7.33～10.33 MPa的预压应力储备;中支点钢梁上翼缘和底板在短期运营阶段的最大应力分别增长了22 MPa和13 MPa,而中支点混凝土桥面板在曲线外侧的边缘只剩下3.33 MPa的预压应力储备,满足全预应力状态的要求;在第10年的长期运营阶段,中支点钢梁上翼缘和主跨跨中钢底板的最大拉应力分别减少17%和35%,中支点钢底板和主跨跨中钢梁上翼缘的最大压应力分别增加10%和42%。收缩徐变在长期运营阶段降低负弯矩区混凝土桥面板的预压应力储备,负弯矩区混凝土桥面板在运营第2年由全预应力构件变成A类部分预应力构件,在运营第13年变成B类部分预应力构件。     

钢混组合梁徐变效应影响的探讨

以一座钢混组合梁桥实例研究体现了混凝土徐变效应影响不容忽视,结合理论与有限元模型,通过比较组合梁结构应力及挠度结果进行参数敏感性分析,比较了混凝土强度、混凝土桥面板的理论厚度、混凝土龄期、环境年平均湿度、抗剪连接件的抗剪刚度的复杂影响。     

二次预应力超薄梁徐变效应试验研究

预应力混凝土超薄结构应用于多层立交中将产生巨大的经济和景观效益,但在超薄梁上施加预应力将导致反拱过大和徐变长期反拱不断发展。针对为解决此问题提出的二次预应力新型结构,推导了二次预应力结构任意时刻徐变和徐变内力的计算公式;并且通过与常规预应力梁的对比试验研究,证明了二次预应力能大大改善预应力混凝土梁的变形性能。二次预应力超薄结构在控制变形中的优势,使其有着广阔的应用前景。     

组合连续梁桥收缩徐变与滑移效应的影响分析

钢混组合梁桥由于其自重轻,跨越能力大的特点,近年来被逐步应用到大跨径连续梁桥上,发挥了两种材料结合的优势,扩展了连续梁桥的跨越能力。由于两种材料的差异性,在组合后受收缩徐变效应的影响,会导致结构内力重分布、产生附加变形。采用柔性连接件的组合梁在其结合面上会产生滑移,进一步增加附加变形。对于大跨径组合梁桥,其收缩徐变效应和滑移效应不容忽视,但影响程度和规律仍然不明确。以港珠澳大桥大跨径组合梁连续梁桥为背景,分析大跨径连续梁在有滑移时和收缩徐变效应下的影响。结果表明,在混凝土板收缩徐变作用下,有滑移时会导致位移增量和应力增量变大;置梁时间越长,主梁挠度越小,第1个月的置梁对挠度影响最为明显;收缩徐变使混凝土板的压应力减小,在成桥后期,中支点附近的混凝土板将出现拉应力;收缩徐变使钢梁顶的压应力增加,钢梁底的拉应力减小。     

钢-混凝土组合梁徐变应力分析

钢-混凝土组合梁在长期荷载作用下,混凝土桥面板会产生徐变变形。但由于受到钢梁的约束,组合梁截面会产生应力重分布现象。基于按龄期调整的有效模量法,建立了钢-混凝土组合梁截面徐变应力重分布的增量微分方程,并通过与有限元法分析进行对比,验证了推导的增量微分方程的正确性。     

高强混凝土指数型收缩徐变预测模型及工程应用

收缩徐变是导致大跨度预应力混凝土箱梁桥长期变形的重要因素,现有桥梁长期变形分析中通常采用CEB-FIP 90模型,计算结果会出现较大偏差。为减小预应力混凝土箱梁桥长期变形的计算误差,以某三跨预应力混凝土连续箱梁桥为背景,对该桥相同配比的高强混凝土进行了标准徐变试验,将实测数据拟合得到指数型收缩徐变模型,并根据该桥混凝土构件实际尺寸效应、湿度效应、钢筋配筋率和持荷年限对徐变系数进行修正。由此计算得到该桥的长期变形与实测数据吻合较好,验证了指数型收缩徐变模型比现有徐变模型具有更高的预测精度。     

预应力组合梁长期性能试验研究与时随分析

在中国首次进行了预应力组合梁长期性能的试验研究。通过一年长期荷载试验,对预应力组合梁的长期变形、预应力筋应变、钢梁应变、钢梁与混凝土板之间的滑移等时随性能进行较为系统的研究,并提出了预应力组合梁长期变形的设计建议。基于龄期调整有效模量法,推导了预应力组合梁单元的徐变刚度矩阵和徐变力向量,编制了预应力组合梁时随分析程序,应用该程序的计算值与试验结果吻合较好。     

不同结合方式对预应力组合梁桥受力的影响

为了明确不同结合方式对预应力组合梁桥受力性能的影响,以一主跨70 m的预应力组合梁为例,选取先结合组合梁和后结合组合梁两种结构形式作为对比分析对象,采用空间有限元模型详细模拟了组合梁的施工过程,计算两种不同结合方式的组合梁的受力性能。计算结果表明：采用常规的先结合组合梁在混凝土桥面板张拉预应力后,部分预应力通过连接件传递给钢梁,而后结合组合梁的混凝土桥面板获得全部的预应力。后结合组合梁与先结合组合梁相比,在中支点截面混凝土顶面预压应力前者比后者大2.84 MPa、钢梁顶板的压应力前者比后者减少46.74 MPa、钢梁底板的拉应力前者比后者减少4.84 MPa。后结合预应力桥面板比先结合获得更多的预压应力储备,预压应力提升比例为30%,提高了桥面板在正常使用过程的抗裂性能。     

简支钢-混凝土组合箱梁混凝土桥面板收缩徐变影响因素分析

结合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JGT 3362—2018)相关条文,列举了影响混凝土收缩和徐变的各类因素,选取了其中对组合梁设计密切相关的参数,详细分析了其对收缩应变、徐变系数、结构变形以及钢、混凝土各自应力的影响。     

钢桁腹预应力混凝土组合梁桥静动载试验研究

介绍了中国首座钢桁腹预应力混凝土组合梁桥——江山桥荷载试验的主要内容和方法,并结合理论计算,对该桥的实际应力、挠度以及自振频率等进行对比分析。试验结果表明:该桥的理论分析和设计方法可行,整体性能良好。研究结果可为中国钢桁腹预应力混凝土组合梁桥的进一步深入研究和发展奠定良好的基础。     

预应力混凝土连续组合梁桥的收缩徐变次内力分析

根据预应力混凝土连续组合梁桥阶段施工过程及特点，综合考虑施工过程中各种因素(包括预应力筋的张拉、混凝土的收缩徐变及结构体系转换等)的影响，采用按龄期调整的有效模量结合有限元步进法，对影响预应力混凝土连续组合粱桥的收缩徐变次内力的几个因素进行了较为详细的分析。     

钢-混凝土叠合板组合梁桥收缩徐变效应分析

钢-混凝土叠合板组合梁桥的桥面板由预制板和现浇板叠合而成，预制板可以为现浇板提供浇筑模板，节省立模工序，加快施工进度。由于预制板和现浇板加载龄期存在差异，混凝土收缩徐变会引起现浇板、预制板和钢梁之间的应力重分布。本文以某市高架快速路（40+55+40m）钢-混凝土叠合板组合梁桥为工程背景，有限元分析结果表明，叠合板组合梁的桥面板收缩徐变应力约是现浇板组合梁的0.82~0.97倍，成桥后钢梁应力前者约是后者的0.80~0.94倍，叠合板对混凝土收缩徐变的“抑制”作用明显。     

桥面板混凝土理论厚度对组合梁桥收缩徐变的影响分析

以《公预规》为依据,讨论了组合梁桥中桥面板不同理论厚度计算方法得到的收缩应变和徐变系数间的差别,提出了采用随时间变化理论厚度计算收缩徐变参数的方法。接着,以一座2×75 m连续组合梁桥为背景工程,建立有限元模型,针对不同桥面板混凝土理论厚度计算了结构收缩徐变引起的变形和应力。结论表明目前普遍应用的以施工铺装前截面计算桥面板混凝土理论厚度的方法得到的收缩徐变效应普遍偏大,但组合梁钢结构的部分计算结果偏于不安全。     

预应力波形钢腹板组合挑梁结构的探索性研究

钢-混凝土组合脊骨梁是一种新型的桥梁结构形式,其钢挑梁常采用平面钢腹板,由于混凝土的收缩、徐变以及混凝土板和钢梁之间的温差效应,引起挑梁根部混凝土板的较大拉应力。针对上述问题,该文提出在组合脊骨梁中采用预应力波形钢腹板组合挑梁这一结构形式。通过实桥背景算例,重点对比分析了两种组合梁预应力效率、温差效应、收缩徐变等方面的力学特征。结果表明,波形钢腹板组合挑梁在力学性能、经济性、施工等方面都具有较大的优势。     

内衬混凝土对波形钢腹板组合梁桥力学性能的影响

为了解设置内衬混凝土波形钢腹板组合梁桥的剪切性能、轴向性能、弯曲性能和稳定性能及内衬混凝土参数对其力学性能的影响,以某三跨波形钢腹板组合连续箱梁桥为背景,采用ANSYS软件建立空间有限元模型,分析设置内衬混凝土后波形钢腹板组合梁桥的结构挠度、轴向应力、剪切应力、弯曲性能和稳定性,研究内衬混凝土的长度、厚度变化对结构稳定性、轴向性能及弯曲性能的影响,并给出内衬混凝土的合理长度与厚度建议。结果表明:内衬混凝土能显著降低支点区域波形钢腹板的剪应力和预应力施加效率,提高结构稳定性能;混凝土桥面板压应力随着内衬混凝土长度和厚度的增加而减小;实桥设计时,建议内衬混凝土长度不小于中支点梁高,厚度最大不小于0.07倍中支点梁高,最小满足混凝土浇筑及构造要求。