混凝土T型梁桥温度效应分析

T型梁桥腹板竖向裂缝是该类桥梁的典型病害,温度效应是引起裂缝产生的重要因素之一。为研究不同工况下T型梁桥的温度效应,选取梁体浇筑水化热、桥面沥青摊铺、日照温差3种工况,采用ADINA有限元软件进行实体模拟分析。结果表明:考虑混凝土时变效应时,T梁浇筑过程中水化热效应对结构影响较小; T型梁桥桥面沥青摊铺过程对T梁结构影响较大,T梁腹板由于沥青摊铺过程产生的温度梯度而产生较大的拉应力,约4h时温度应力达到峰值,可达3. 8MPa,其量值不可忽视,应在设计验算过程中予以考虑;在日照正温差作用下,T梁腹板将产生较大拉应力,对腹板受力产生不利影响。     

截面收缩徐变非一致性分布与T梁桥腹板竖向开裂的时变相关性

在钢筋混凝土或预应力混凝土T梁桥的腹板竖向裂缝中,有一些并非在施工时出现,而是在长达1-2 a后才逐渐出现。为解释这些T梁桥腹板竖向裂缝形成过程中具有时间依赖性的现象,研究了截面收缩、徐变不一致分布与T梁竖向开裂的相关性。根据T梁截面的特点,考虑结构截面不同部位实际的配筋与理论厚度对收缩、徐变的不同影响。根据轴力等效转换及截面钢筋和混凝土变形协调的原则,推导了钢筋对收缩、徐变应变影响的理论系数,采用截面分层的方法考虑截面理论厚度沿梁高的变化,最后依据截面应变的平截面假定,推导了T梁截面收缩、徐变非一致分布效应导致的截面收缩、徐变自应力及其随时间变化的分层计算方法。实桥参数计算结果表明,T梁梁体纤薄,其顶板、腹板和马蹄的配筋和理论厚度存在较大差异,收缩、徐变在截面上容易形成不同步或差异较大的不一致分布情况。T梁截面收缩、徐变非一致分布是导致腹板竖向裂缝具有时间依赖性的重要因素,利用本文方法得到的竖向裂缝在时间轴上的形成过程与实际桥梁的裂缝出现的时间和位置情况基本吻合,验证了本文方法的有效性,为结构设计中考虑此因素提供了理论工具。     

新旧T梁桥二次病害分析及加固设计

某旧T梁桥设计等级较低且长期处于超负荷工作状态,使得T梁腹板出现了较多的裂缝,为此采用在旧梁之间增加新梁的加固方式进行了第一次加固。然而,几年后的外观检查发现,第一次加固后的桥梁,旧梁病害没有恶化,但新梁梁体出现了沿纵桥向均匀分布的裂缝。采用MIDAS/Civil进行的有限元分析表明,由于新桥混凝土的收缩徐变,使旧梁全跨截面受压,新梁全跨截面受拉,新梁拉应力3.34~3.86MPa,使得新梁产生纵桥向的裂缝。同时,通过计算分析得到新梁剩余收缩徐变产生的应力较小,因此,建议采用碳纤维布的方法进行第二次加固。     

运营期T梁桥面纵向开裂病害处治技术研究

针对带有铰缝的装配式简支T梁桥面纵向开裂问题,以某大桥引桥简支T梁结构为背景,采用ANSYS软件建立实体模型,分析桥面铺装纵向裂缝产生原因,提出相应处治措施,并进行仿真分析论证加固措施的合理性及有效性.结果表明:浅铰缝的横向连接刚度偏弱,在车辆荷载的局部轮压作用下,铰缝处桥面铺装的拉应力过大,进而在铰缝底缘产生裂缝,并...     

预应力混凝土T梁桥腹板竖向裂缝成因分析与处治

针对某桥标准跨径30m预应力混凝土T梁的腹板竖向开裂病害,从混凝土收缩、结构整体降温、预应力损失和结构多余约束等方面进行了分析和计算,确定产生裂缝的主要原因是混凝土T梁截面不均匀收缩、结构整体降温、预应力损失和结构多余约束等不利因素的综合作用。     

宽幅混凝土箱梁的横向收缩应变差分析

为了研究施工过程中宽幅混凝土箱梁的收缩应变差对梁体应力的影响,以常平5号高架桥(跨径6×30m,全宽33.5m的整幅预应力混凝土连续箱梁桥)为背景,依照文献公式计算各施工节段间及箱梁各部位间的收缩应变差,再转换成等量温差施加于空间块体元模型上,重点分析了箱梁节段龄期差和各部位不均匀收缩应变差引起的收缩效应及箱梁各部位的应力分布情况。分析结果表明,单纯的箱梁不同结构部位不均匀收缩应变差引起的拉应力不会引起箱梁开裂;收缩应力主要与节段龄期差有关,节段龄期差引起的箱梁施工节段间的收缩应变差引起的收缩应力则可能使梁体开裂。     

玄武岩纤维在连续梁桥负弯矩区抗裂性能试验研究

在城市建设过程中,桥梁是跨越障碍物比较常用的结构.中等跨径桥梁中最常采用的结构形式就是连续梁结构.采用连续梁结构的桥梁桥面接缝少、桥面连续,行车舒适性高、结构刚度大.连续梁桥具有上述优势的原因是连续梁符合平截面假定,在梁体上同时存在正负弯矩,正负弯矩相互抵消后产生的绝对弯矩值小于同跨径的简支梁桥[1].所以可以采用变截面且降低梁高从而节省材料.但连续梁在结构中应用时,中间支座处的负弯矩区会出现梁体上面板受拉,受拉的混凝土板产生裂缝.裂缝产生后,雨雪积水及其他液体渗入梁体,造成梁体混凝土腐蚀以及梁体内钢筋锈蚀,降低梁体使用安全,增加桥梁使用过程中的维护成本[2].因此,研究将玄武岩纤维掺入普通混凝土中制备成玄武岩纤维混凝土,延缓连续梁负弯矩区的裂缝发展速度,控制裂纹的宽度.     

预加力对开裂预应力混凝土梁体刚度效应的影响分析

为了研究预加力对预应力混凝土梁桥开裂梁体刚度效应的影响,以公路桥梁中常用的预应力混凝土小箱梁和T梁为研究对象,基于设计规范中开裂预应力混凝土受弯构件刚度计算原理,采用统计分析、室内试验梁和实桥试验相结合方法,分析开裂预应力混凝土梁受拉区预压应力与梁体短期抗弯刚度的关系。结果表明:小箱梁和T梁受拉区混凝土开裂后,随预加力在受拉区混凝土所产生预压应力的增大,开裂梁体短期抗弯刚度提高;对于开裂预应力混凝土梁桥,采用增设体外预应力钢束的加固方法进行加固,可以有效地提高梁体短期抗弯刚度,较好地抑制梁体受力裂缝的发展。     

大跨径斜拉桥桥面铺装在活载作用下的力学特点

应用有限元分析软件MIDAS对润扬长江公路大桥北汊斜拉桥进行了成桥阶段的静力分析,并将计算得的整桥力学特点通过局部模型边界条件,反映在局部正交异性板桥面铺装有限元模型上。研究表明斜拉桥主梁轴向受力这一力学特点对桥面铺装将产生直接的影响。跨中主梁轴向受拉部分增加了该处桥面铺装的纵向拉应力,非跨中主粱轴向受压部分削减了该处桥面铺装的纵向拉应力。因此在做同类型的桥面铺装设计时,应以跨中截面作为控制截面。     

公铁同面大桥的桥面铺装耦合荷载效应

为分析铁路-公路荷载作用下公铁同面钢桁架梁桥面铺装层的受力特点,以枝城长江公铁同面连续钢桁架梁桥面铺装结构为研究对象,采用等效抗弯刚度法简化桥面铺装层,建立公铁同面大桥整桥有限元模型,分析铁路荷载、公路荷载及铁路—公路耦合荷载对公铁同面钢桁梁桥桥面铺装组合结构的影响。结果表明桥面铺装层主要控制应力为顺桥向的纵向拉应力,铁路荷载和公路荷载对最大纵向拉应力耦合效应的贡献率分别约为62.5%和37.5%,对最大横向拉应力的荷载耦合效应的贡献率分别约为61.7%和38.3%。在铁路-公路耦合荷载作用下,枝城长江公铁同面钢桁架梁桥面铺装层的最不利等效应力小于等效桥面铺装层材料的容许应力。     

预制T梁桥和组合式U梁桥构造设计的对比分析

为了提高我国预制标准梁桥的构造设计技术,比较分析了我国预制T梁桥和英国组合式U梁桥的异同:T梁桥由预制T梁、湿接缝组成,多通过湿接缝横向连接预制梁体,纵向连续主要有结构简支、桥面连续,先简支后连续2种;桥面铺装混凝土层是其重要的构造;预制时带有一部分桥面板,方便梁体架设.组合式U梁桥由预制U形梁、现浇端横梁、现浇桥面板组成,通过现浇桥面板和端横梁横向连接预制梁体,纵向用普通钢筋在结构范围内形成连续或部分连续;桥面铺装不需混凝土层,桥面板以上直接铺设防水层和沥青混凝土;在预制时不带桥面板,架设梁体有一定困难.分析表明:英国组合式U梁桥便于施工、质量易保证,且能提高桥梁的整体强度和刚度以及耐久性,但架设方法还有待研究.     

预应力混凝土箱梁腹板主应力分析

预应力混凝土箱型截面桥梁结构是我国桥梁工程中最常用桥型结构形式之一。已建成的此类桥梁中有不少出现了腹板开裂现象,裂缝成因与主拉应力计算影响的因素有关。结合公路桥梁结构设计系统GQJS按照JTG D62-2004新桥规的改版工作,讨论变高度梁弯矩轴力修正、钢筋换算截面修正以及竖向预应力等因素对箱梁腹板主应力计算的影响,并结合实例进行分析,对比新、旧规范在斜截面抗裂性能验算方面的不同要求。     

同步碎石防水黏结层厚度对桥面铺装受力的影响分析

对一座现有分离式箱梁截面连续梁桥进行桥面铺装应力有限元分析.桥面铺装采用同步碎石防水黏结层.分析荷载最不利位置条件下,防水黏结层厚度变化对桥面铺装各层层间拉应力、剪应力的影响规律.     

箱梁结构参数对铺装结构受力的影响分析

为了更合理地设计桥面铺装沥青混凝土加铺层,分析了桥梁结构参数对铺装结构的影响.首先调查并总结了混凝土桥面铺装主要病害类型,并基于病害控制的目的提出了桥面铺装体系的力学研究指标.其次采用三维有限元计算方法,选取常见的连续箱梁为例,计算分析了箱梁结构几何参数对铺装结构各力学指标的影响.结果显示,箱梁顶板厚度、梁肋高度对铺装层内最大拉应力、层内最大剪应力和层间最大法向拉应力的影响较大;而肋板上口宽度、肋板厚度对层内最大剪应力和层间最大法向拉应力的影响较大.故在铺装结构设计时应充分重视箱梁结构参数的影响.     

基于实际工况的沥青混凝土桥面铺装层层间拉应力分析

系统研究了不同工况作用下桥面铺装层间拉应力响应,计算确定了桥面铺装厚度、模量、桥面纵坡、行车超载对桥面铺装层不同层间拉应力的影响程度,并分析得到各因素对桥面铺装层层间拉应力影响规律。     

寒潮作用对混凝土T梁的影响

T形梁桥腹板裂缝是该类桥梁的典型病害,其中温度荷载作用是混凝土开裂的重要因素之一。气温骤降对混凝土结构受力状态有显著的影响。本文通过大型有限元分析软件ADINA建立热-结构有限元分析模型,考虑不同降温速率、不同环境风速、不同降温量因素,对T梁温度场及应力分布的影响。研究表明,降温速率及环境风速对结构影响较小,环境降温量对结构影响较大;由环境气温降低,使T梁跨中区域腹板产生相当的拉应力,增大了T梁腹板竖向开裂的风险。     

预制长T梁施工裂缝成因分析及处理措施

针对某桥标准跨径为48.5 m的预制长T梁在施工拆模后出现一条环向裂缝的现象,分析了产生裂缝的主要原因可能是台座的不均匀沉降和混凝土的收缩影响造成的。为了确定台座的不均匀沉降产生的应力情况,利用有限元软件ANSYS建立有限元模型计算。通过计算得出台座在不均匀沉降时产生的应力值,再对比施工拆模时混凝土的抗拉强度,找出了开裂的主要原因。为后续T梁施工避免同类裂缝的出现提供了有力的保证。     

大跨连续刚构桥上部结构的优化设计

结合长潭坪预应力砼连续刚构桥,对其上部结构进行优化设计,主要包括下部结构的模拟、桥面铺装优化、梁高优化。优化结果采用沥青砼桥面铺装,梁高为墩顶处采用8.3 m,跨中采用3.5 m。桥面铺装优化后,沥青砼铺装的梯度温度效应产生的应力比砼铺装的显著降低,截面正应力得到明显改善；梁高优化设计后,在最不利效应组合下,最大压应力均未超出规范要求的17.75 MP a ,截面正应力满足规范要求。     

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.     

T梁桥拓宽梁高及混凝土强度对收缩徐变效应影响研究

研究山区公路钢筋混凝土T梁桥拓宽时混凝土梁的收缩徐变效应,采用解析法分析新、旧T梁拼接后由于新梁收缩徐变产生的应力和挠度,推导拼接后新、旧T梁收缩徐变影响的解析法公式。以20 m跨径T梁为例,采用MATLAB软件编制分析程序,分析由收缩徐变效应引起的新、旧T梁的挠度和应力,比较新T梁的梁高和混凝土强度对新、旧T梁挠度和应力的影响。分析结果表明,在混凝土收缩徐变作用下,新T梁的梁高可能会引起旧T梁腹板底缘开裂,新T梁的高度及混凝土强度对新、旧T梁的受力影响均较大。