某预应力混凝土箱梁桥悬臂施工中底板纵向裂缝成因分析及处理措施

某预应力混凝土连续梁-刚构组合箱梁桥跨径布置为(80+2×150+80)m,箱梁为直腹板单箱双室截面,采用挂篮悬臂现浇施工,在前8个节段的施工过程中,箱梁底板出现了纵向裂缝。采用ANSYS建立1号、2号节段箱梁实体有限元模型,计算4种荷载工况下箱体的应力分布情况,并监测箱梁混凝土养护过程中的横向应力和温度,分析了箱梁底板纵向裂缝开裂原因。分析得出混凝土内部的梯度温度荷载效应是底板产生纵向裂缝的主要原因,提出加强箱梁底板的横向配筋及重视箱梁底板养护的处理措施。采用上述措施后,后续梁段的施工监测发现箱梁底板没有出现明显的纵向裂缝。     

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。     

关于增设矮肋法防治大跨径连续刚构桥箱梁底板纵向裂缝问题的探讨

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出现纵向开裂的现象进行了分析,从底板横向受力分析探求底板纵向裂缝成因.根据一座跨径布置为120+230+230+120 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底板横向应力进行了分析, 提出了底板横向计算简化算法,并探讨了避免跨中箱梁底板纵向开裂、底板混凝土向下崩出且相对方便施工的增设矮肋的建议方法,可为大跨度连续刚构桥的设计提供参考.     

水化热对早龄期连续刚构箱梁开裂的影响

针对某大跨径预应力混凝土连续刚构箱梁早龄期腹板裂缝问题，对裂缝进行了现场详细的调查统计，建立了混凝土箱梁开裂节段水化热分析模型。分析结果表明，混凝土早龄期水化热产生的温度场未完全稳定，主拉应力呈现先快速增长后缓慢衰减的趋势；在早龄期张拉纵向预应力钢束后，在温度与预应力作用耦合下，混凝土箱梁腹板中产生了较大的主拉应力，从而导致腹板开裂。本研究结果可为研究大跨径连续刚构箱梁水化热效应和确定腹板钢束张拉时机提供参考。     

预应力混凝土连续刚构箱梁桥底板裂缝成因分析研究

针对预应力混凝土连续刚构箱梁桥底板裂缝成因分析不完善的现状,结合一座实际桥梁,通过有限元程序ANSYS的数值模拟,定量地分析了材料泊松效应对底板应力的影响程度,同时分析了底板预应力筋导致底板出现纵向裂缝的力学机理。分析结果表明：泊松效应尽管是导致底板开裂因素之一,但不是主要因素;而底板纵向裂缝的产生除了传统理论所认为的底板连续索所产生的径向力效应外,底板连续索导致的箱梁翘曲效应与局部小梁效应也是重要的、不可忽略的因素。     

齐泰公路嫩江特大桥设计

文章主要阐述齐泰嫩江特大桥的概况、总体设计及设计要点;通过理论计算,分析了大跨度预应力混凝土连续梁桥顶板纵向开裂、腹板沿下束开裂、底版纵向裂缝产生的原因,提出在设计防止病害的措施。在设计中适当加强横向普通钢筋,并将横向束与纵向束同步张拉或先张拉横向束,加大横向预应力,以防止顶板纵向开裂,;适当加密底板横向筋,将后浇节段接缝处200cm范围内底板上、下缘所有横向筋间距采用8cm,其余采用12.5cm,以防止底版纵向裂缝;为防止腹板下弯束产生沿预应力钢束方向的裂缝,除采取可靠的施工工艺保证竖向预应力束的有效压应力外,尚需要对腹板的普通钢筋进行局部加强。     

移动模架施工PC连续梁桥悬臂段箱梁空间效应不利影响及其防治措施

预应力混凝土连续梁桥在采用移动模架施工过程中,悬臂段梁体承受的多种施工荷载会产生不利的空间效应,致使最前端梁体底板开裂。通过建立空间有限元悬臂梁节段线弹性模型来模拟实际结构空间受力状态,进行箱梁悬臂段的空间效应分析,揭示底板裂缝的成因。结合工程实践中发现的问题,提出了转移底模锚点、设置端横隔梁及模架后支点后移等措施,可供类似工程借鉴。     

节段现浇预应力混凝土宽箱梁后浇湿接缝的早龄期受力分析及开裂控制

针对节段现浇预应力混凝土箱梁后浇湿接缝在早龄期因收缩导致的开裂问题,以嘉鱼长江公路大桥为背景,通过试验测试了该桥施工阶段箱梁混凝土早龄期力学性能,得到了箱梁节段混凝土的收缩预测模型。基于此,采用有限元软件Midas/FEA建立了湿接缝及相邻节段箱梁的有限元模型,分析了湿接缝在混凝土收缩作用下的应力场,并对不同的预应力张拉方案进行了分析。结果表明:湿接缝在混凝土收缩和相邻节段约束作用下,其在混凝土浇筑后第3 d在结合面位置由收缩导致的拉应力达到了1.8 MPa,为该龄期混凝土抗拉强度的87%,因此需在此时进行预应力的张拉以降低混凝土拉应力,防止混凝土在早龄期开裂;若湿接缝按常规方案张拉预应力,湿接缝早龄期最大主拉应力均小于混凝土即时抗拉强度,但其28 d最大主拉应力为2.75 MPa,为该龄期混凝土抗拉强度的93%,存在开裂风险;在该文提出的张拉方案下,湿接缝在早龄期最大主拉应力比常规方案降低了22.2%~32%,有效保证了后浇湿接缝在早龄期的抗裂性要求。     

变高度预应力混凝土连续箱梁桥底板受力特性研究

近年来,国内多座变高度预应力混凝土连续箱梁桥底板在施工过程或使用过程中,发生了纵向开裂甚至局部崩裂等病害。该文以实际工程为背景,对变高度预应力混凝土连续箱梁的底板受力特性进行了深入研究,对底板病害出现的原因进行了较为深入的分析,并提出了预防病害的措施。     

在用大跨度预应力混凝土箱梁桥裂缝调查研究

对我国公路预应力混凝土箱梁桥突出病害——梁体开裂情况进行了研究。通过对全国范围公路在用预应力混凝土连续箱梁、连续刚构桥箱梁开裂情况的调查,掌握了预应力混凝土箱梁桥裂缝的主要类型、分布规律和形态特征,并通过大样本条件下的分类统计首次获得了预应力混凝土连续箱梁裂缝多角度统计量化特征。研究表明公路在用预应力混凝土箱梁桥的开裂现象普遍,多种裂缝并存,裂缝成因复杂,裂缝形式多种多样,腹板斜裂缝和箱体纵向裂缝是主要裂缝形式。量化的分析结果为了解我国公路预应力混凝土箱梁开裂总体状况及箱梁开裂相关研究提供了充分依据和重要支撑。     

变截面预应力混凝土箱梁底板纵向开裂分析与加固

结合一座病害桥梁维护工程实例,分析大跨径连续刚构桥和连续箱梁桥箱梁底板纵向开裂现象产生的机理。通过对箱梁局部的模拟计算分析,认为此类病害的产生与箱梁底板抛物线线形、防崩钢筋的设置、施工控制有密切关系,在跨中合龙段和相邻节段最易产生此类病害。总结归纳了预应力钢束防崩力的计算方法和防治措施,提出了针对此类病害的加固方法,供此类桥梁建设和病害桥梁养护参考。     

桥台竖向裂缝发展的影响因素分析研究

为分析桥台在施工过程中受混凝土收缩、温度变化等作用下的开裂原因,并讨论台身横向防裂钢筋、桩基刚度、承台与台身混凝土龄期差、台身后浇带的设置等因素对桥台受力性能的影响,利用Midas/FEA对桥台进行非线性计算,探究出了台身的开裂机理,并得到各因素的影响,最后给出防治建议。主要结论为:台身裂缝的原因为混凝土收缩和温度变化作用下,承台与台身的变形受桩基约束,台身在桩基上方产生裂缝并竖向向上发展;配筋率相同时,台身横向防裂钢筋宜采用"细而密"的布置方式;满足承载力要求时,适当减小桩径可减小裂缝宽度;台身后浇带的设置很大程度上减小了裂缝宽度;可不考虑承台与台身混凝土龄期差对裂缝的影响。     

预应力混凝土箱梁桥施工过程中底板崩裂破坏机理分析

针对悬臂施工预应力混凝土箱梁合龙过程中底板崩裂问题,对其破坏机理和防治措施进行了研究。以某预应力混凝土连续箱梁桥为例,对其施工过程进行模拟,通过考虑材料非线性对底板开裂的过程进行仿真分析,并对底板崩裂的机理进行分析,在此基础上根据规范提出防治措施供设计应用。结果表明:由于合龙束孔道的影响,孔肋为受力最不利区域,在径向力作用下,孔肋的斜裂缝和撕裂裂缝是导致箱梁破坏的主要原因;在今后箱梁设计中,底板横向除应满足抗剪承载力外,孔肋尚需满足最小孔道间距的要求。     

双薄壁墩连续刚构桥箱梁底板纵向裂缝成因分析及对策

摘要：介绍了某双薄壁墩连续刚构桥在施工过程中的底板纵向裂缝的开展情况，为分析裂缝产生的原因，采用有限元软件对多种工况下箱梁底板应力分布进行了计算分析，计算结果表明混凝土收缩是纵向裂缝的主要成因。对比分析了避免底板收缩裂缝开展的对策措施，为防止裂缝在后续施工中出现，应减少薄壁墩与箱梁的浇筑时间间隔。     

预应力混凝土箱梁桥悬臂施工中底板裂缝分析及防治措施

本文结合西北地区某大桥工程实例,对预应力混凝土箱梁桥悬臂施工中底板裂缝的产生和发展进行了分析,揭示其产生和发展机理,并提出了相应的解决办法,阻止了下节段水泥混凝土裂缝的发生,为防治在西北干旱地区采用悬臂浇筑法施工出现此类问题提供参考。     

转体桥合龙段混凝土纵向开裂控制研究

为控制转体桥合龙段顶板处常出现的纵向开裂，以保定乐凯大街南延工程斜拉桥为例，通过数值模拟研究了合龙段两侧老混凝土对新浇筑合龙段混凝土早期收缩的约束作用，分析了不同龄期差对新浇筑混凝土收缩应力的影响。研究发现：新浇筑合龙段混凝土的收缩应力与新老混凝土的龄期差成正比；采用缩短新老混凝土的龄期差、延迟张拉合龙段两侧部分横向预应力筋、提前洒水润湿合龙段两侧老混凝土等方法，可降低合龙段新浇筑混凝土的早期收缩应力。在此基础上提出保定乐凯大街转体桥合龙段混凝土施工方案，并进行了现场测试实验，实验结果表明：该方案可有效控制合龙段混凝土的纵向开裂问题。     

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。     

波形钢腹板组合梁施工期开裂风险分析及工程对策

波形钢腹板箱梁由于腹板的皱褶效应,顶、底板与腹板不服从平截面假定。为此,顶板、底板采用空间体单元,腹板采用空间壳单元模拟,精确模拟腹板与顶板、底板的连接。考虑施工过程定义,考虑横向预应力和纵向预应力的影响,考虑施工期挂篮对波形钢腹板箱梁底板的作用,开展了从零号块至最大悬臂状态的波形钢腹板施工过程分析。分析结果显示,空间精细化模型的位移计算结果与一般梁单元采用增量有限元算法得到的规律类似。原始挂篮底模后吊点处会出现应力集中现象。通过改变挂篮后吊点施工方案,可降低应力集中导致的混凝土开裂风险。同时提出了在箱梁纵向一些底板开裂风险较大部位增设防裂网片,抑制施工期波形钢腹板底板裂缝扩展。     

变截面预应力混凝土箱梁底板纵向裂缝的防治措施

针对少数变截面预应力箱梁底板因设计和施工原因而引起纵向开裂，本文先从理论上着手分析裂缝的成因，然后采取行之有效的措施来避免纵向裂缝的产生。     

大跨连续箱梁桥0#块高强混凝土水化热及温控措施分析

针对大跨连续梁桥箱梁0~#块施工过程中的水化热问题,基于有限元模型对冷却管通水循环的降温效果和防裂效果进行了比较分析。基于热交换平衡原理,考虑环境因素和材料特性的影响,采用Midas/FEA软件,在箱梁0~#块无冷却管通水循环模型与实测温度场数据相吻合的条件下,比较了箱梁0~#块无冷却管和冷却管通水循环计算模型的混凝土降温效果、温度应力和最小裂缝系数;通过对计算结果的分析,进一步明确了冷却管通水循环对0~#块混凝土水化热裂缝防控的有效性。结果表明:冷却管通水循环可显著地降低箱梁0~#块混凝土的温度峰值、应力峰值和表面开裂几率,为大跨连续梁桥箱梁0~#块高强混凝土施工质量控制提供了有效措施。