波形钢腹板箱梁体外预应力隔板式转向结构试验研究

为了解大跨波形钢腹板箱梁体外预应力横隔板式转向结构的受力性能,以港珠澳大桥连接线工程前山河特大桥主桥[(90+160+90)m波形钢腹板连续箱梁桥]为依托,采用现场试验与有限元分析相结合的方法,研究转向结构的受力特点、应力分布及易开裂区域,并提出设计构造建议。结果表明:横隔板式转向结构的竖向受力主要为转向器上部区域受压、下部区域受拉;横隔板式转向结构配筋受拉计算时应考虑1.25倍的体外预应力相互影响系数;转向装置对横隔板的局部影响集中在转向孔道直径的1倍范围内;混凝土抗拉面积应按1倍转向孔道尺寸计算,转向孔道水平间距应不小于2倍转向孔道直径;在孔道附近设置环向钢筋、增加横隔板与箱梁底板连接部位的宽度可降低局部拉应力。     

波形钢腹板PC箱梁桥横隔板式转向块应力参数化分析

为研究波形钢腹板PC箱梁桥横隔板式转向块结构参数对其受力的影响,以某波形钢腹板PC箱梁连续刚构桥为工程背景,基于ANSYS有限元软件建立了转向块节段实体有限元模型,研究了转向块在体外预应力作用下的受力行为,分析了波形钢腹板厚度、转向块横隔板厚度、预应力孔道距底板的距离等参数的变化对该类转向块受力的影响。结果表明,横隔板式转向块受力合理,传力明确,传力路径短;转向块的厚度对其受力影响较大;波形钢腹板厚度在大于一定值之后对转向块受力影响很小;转向孔位置对局部应力分布影响较大,建议转向孔距底板间距应大于1倍孔径,转向孔间距应大于3倍孔径。     

基于粘结-滑移理论的钢结构转向体系受力特性研究

为解决钢结构转向体系设计中锚栓受力不明确的问题,采用Abaqus/CAE三维建模软件分别对块式和横隔板式2种钢结构类型的体外预应力束转向体系建立了2种转向体系的有限元模型,并为了精确模拟锚栓的粘结-滑移特性,对锚栓节点采用了非线性弹簧本构,基于有限元计算结果分析了2种转向器受力及变形特性。结果表明:1)块式转向体系结构刚度一般,在转向力作用下锚栓受力较大,结构安全系数较低;2)横隔板式转向体系结构刚度较大,在转向力作用下,结构破坏形态是钢结构屈曲,锚栓受力较小,整个结构安全系数极高。     

通河松花江大桥连续箱梁锚下局部应力分析

针对大吨位群锚体系锚下局部应力分布复杂的问题,以通河松花江大桥连续箱梁预应力施工工程为背景,利用大型有限元分析软件建立边梁预应力锚下局部分析有限元模型。考虑预应力孔道挖空及OVM锚具的影响,对预应力张拉完成后、管道压浆前的最不利受力阶段进行数值模拟,揭示锚下应力分布规律。并据此对箱梁预应力体系进行优化,提出优化方案。结果表明:设计优化后箱梁顶、底板,腹板及端横隔板最大拉应力值降为2~4 MPa,对改善局部不利应力条件有较好效果。     

连续箱梁桥体外预应力转向块力学性能仿真分析

为探究横隔板式转向块在体内体外混合配束连续箱梁桥中的合理构造形式,以科特迪瓦阿比让Banco湾主桥为工程背景,通过ANSYS建立转向块模型,研究体外预应力作用下转向块的受力和变形特点。结果表明,横隔板式转向块与箱梁顶板、底板连接共同作用形成压力区,受力合理,传力明确;科特迪瓦阿比让Banco湾主桥中的上部50 cm、下部100 cm厚的横隔板转向块在预应力作用下受力性能优异,推荐在该桥中使用。     

体外预应力加固桥梁转向块混凝土配制研究

为配制适用于体外预应力加固体系中转向块的自密实混凝土,以随岳高速汉北河大桥加固为背景,通过分析转向块应力分布特点及结构特性,结合转向块受力复杂、浇筑空间受限的特点,采用普通掺合料和高效减水剂研制了具有良好自密实性能和较高强度的混凝土。结果表明:转向孔之间区域混凝土所受拉应力较大且分布复杂;研究得到的自密实混凝土配合比配制出的混凝土拌合物工作性能表现良好,28d抗压强度较高,达到C55强度等级,满足汉北河大桥体外预应力加固施工要求。     

金马大桥主梁横隔梁受力分析与预应力施工技术

金马大桥的桥面板、边主梁以及横隔梁分阶段一次浇注有别于传统的施工方法,可能会导致横隔梁中的预应力储备过于偏小和边主梁外侧可能因为变形过大而使应力超标,进而产生裂缝。文章通过有限元计算分析证明其横隔梁应力储备合理,边主梁不会产生裂缝,施工方法合理。此外对横隔梁预应力筋的张拉顺序进行了施工阶段分析和研究,得出分批张拉预应力筋会使两道横隔梁中的应力更均匀合理的结论,对同类型工程具有一定的参考价值。     

马来西亚槟城二桥斜拉桥横隔梁的设计计算方法

马来西亚槟城二桥工程是采用英国标准的桥梁设计施工总承包工程,其主通航孔桥为主跨240m的肋板式主梁混凝土斜拉桥,设计采用悬臂浇筑施工。设计分析发现施工过程中已浇主梁梁段影响后续施工梁段横隔梁的受力和变形,后浇梁段横隔梁的结构自重、横隔梁预应力钢束和斜拉索张拉影响已浇梁段横隔梁的内力。为合理指导肋板式混凝土主梁横隔梁的设计,提出能准确反映这种横隔梁受力模式的实用计算方法——考虑施工过程的空间梁格法。应用表明,该方法可真实、动态地模拟横隔梁各施工阶段受力,避免简化方法的设计不足。     

权叉河大桥体外预应力转向器接触非线性分析

采用非线性有限元方法,对权叉河大桥体外预应力转向器进行了整体空间应力与变形分析,通过在体外索与转向器之间设置接触单元模拟两者的接触非线性,得到转向装置的承载机理、受力特点等力学特性,分析结果表明,转向器主要通过与其相连接的钢箱梁横隔板水平受拉、竖向受压和受剪抵抗体外索转向力的作用效应;与转向器相连的横隔板受到较大的面外水平力,必须确保其局部刚度满足要求。本研究为权叉河大桥体外预应力设计与优化提供了依据。     

PC连续箱梁桥0号块受力性能的影响参数分析

为研究PC连续箱梁桥0号块建模参数对其受力性能的影响程度,以选取合理的建模参数,以某跨度为(55+90+90+55)m的PC连续箱梁桥为工程背景,建立0号块空间有限元模型,分析不同桥墩高度、预应力筋沿程预应力损失、支座约束等参数下0号块受力性能的变化规律,以及最大悬臂施工阶段和成桥阶段0号块的空间应力特点。分析结果表明:0号块箱梁底板与支座相交位置应力受墩高影响明显,建模时应考虑桥墩的影响,墩高可按1倍梁高左右简化处理;沿程预应力损失分布对0号块受力影响明显,计算时应考虑其影响;运营使用阶段如不考虑支座约束,0号块局部应力失真,应力计算时可采用固结约束代替真实支座进行简化处理;0号块在横隔板等截面突变位置主拉应力较大,应优化构造尺寸和配筋,以及加强施工质量控制。     

波形钢腹板组合梁桥转向块空间应力仿真分析

转向块是波形钢腹板组合梁桥最重要的传力构件之一,其受力复杂,易成为结构设计的薄弱点。采用空间有限元实体模拟的方法,对转向块在实际工作中的应力分布特点和规律进行研究。结果表明,竖向拉应力由底板连接处向中部逐渐减小,是设计的控制因素;当预应力管道距离底板较近时,管道下缘的应力不能充分扩散,会产生明显的应力集中,对设计很不利;转向块与顶底板连接处的倒角对应力扩散效果显著;主拉应力具有使转向块从梁体内脱离的倾向,两者之间应加强钢筋连接;转向块可采用上薄下厚、半高度等构造形式及钢结构材料等方式来实现轻型化设计。     

肋式转向块受力性能有限元分析

转向块是体外预应力桥梁中的一种特殊构造,它能够传递体外束所产生的水平力和竖向力,调整体外束偏心距,由于转向块结构形式不规则,且受到较大的集中力和预应力筋的摩擦力,其受力状态较为复杂.该文通过空间有限元仿真模拟,从箱梁和转向肋本身构造的角度分析了影响肋式转向块受力的因素,得到了箱梁底板厚度与转向肋的厚度是影响其应力状态的主要因素的结论,提出了尽量采用整体加厚的转向块,并将转向块设置在箱梁底板厚度较小的位置,以改善转向块受力状态,保证其安全性.     

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。     

斜拉桥塔索锚固区空间应力分析

结合恩施市施州大桥的设计,运用大型通用分析软件ANSYS,采用空间有限元的方法,分2种工况,对其空心预应力混凝土桥塔塔索锚固区进行了空间应力分析,并且比较了传统U形布束方式和井字方式的优缺点。分析结果表明:通过合理布置预应力粗钢筋,可以抵抗斜拉索水平力产生的不利影响,满足结构的使用要求;斜索锚固区段采用箱形截面的桥塔,索力的水平分量在没有斜索锚固的箱体部分内引起较大的顺桥向拉应力,在斜索直接锚固的箱体部分,引起靠外壁部分、横桥向较大的拉应力;顺桥向预应力筋应布置在没有斜索锚固的箱体内,横桥向预应力筋则重点布置在斜索直接锚固的箱体靠外侧部分;塔索锚固区的受力以正应力为主,只要控制塔索锚固区正应力分布,塔索锚固区的受力就可得到有效控制。     

波形钢腹板预应力组合箱梁桥转向块应力分析

以某大跨径波纹钢腹板连续刚构桥体外预应力转向块为研究对象,利用有限元软件建立全桥模型和空间三维局部模型对全桥进行平面整体受力分析和局部受力分析。求出管道压力和边界条件后,在持久状况最大弯矩工况和最大剪力工况两种工况下对结构进行受力分析。结果表明:转向块的受力状态是十分复杂的,必需通过精确的空间分析方能准确掌握它的受力特性;除转向孔洞削弱以及转向块四个角点因此产生应力集中外,其余地方受力均合理;转向块较大应力主要分布在上下缘。     

斜拉桥主塔锚固区环向预应力张拉控制技术研究

通过对赤石特大桥286.63 m高主塔锚固区环向预应力张拉成果的分析和张拉全过程进行总结,形成研究成果,确定环向预应力的初张应力和由于孔道变形和预应力筋钢绞线受力挤压重排几何变形引起的钢铰线伸长的增量值,指导后续环向预应力张拉施工。     

连续刚构桥聚酯纤维混凝土0号块受力性能研究

为研究聚酯纤维混凝土连续刚构桥0号块箱梁的空间受力,文中以江西省枇杷洲右溪聚酯纤维混凝土连续刚构桥为背景,建立全桥有限元模型及0号块箱梁实体模型,通过对比桥梁施工过程中关键截面的监测应力验证模型准确性,进而分析最大悬臂与成桥工况下0号块箱梁的应力变化规律。结果表明,聚酯纤维掺入后的0号块箱梁在2种工况下,顶、底板顺桥向应力变化规律一致且应力分布均匀;2种工况下,顶板应力变化幅度不超过2.5 MPa,底板变化幅度约为1 MPa;此外,箱梁横隔板部分位置出现拉应力,最大拉应力为0.305 MPa,需加强横隔板位置处配筋。     

波形钢腹板特大桥体外预应力设计及应用研究

为给特大跨波形钢腹板组合箱梁桥体外预应力设计提供参考,以港珠澳珠海连接线工程前山河特大桥为背景,介绍体外预应力体系的布设、转向与锚固装置的设计细节、体外束保护与减振装置的构造及减振机理。采用有限元软件,建立体外预应力钢束转向块、锚固端节段及运营阶段全桥有限元数值模型,分析转向块及锚固端的局部应力,研究施加体外预应力后运营阶段结构受力情况,比较不同体外预应力张拉工序对成桥状态结构挠度、应力、弯矩等力学性能的影响。结果表明:转向块及锚固端节段满足结构局部应力安全要求;运营阶段结构挠度、混凝土主梁及波形钢腹板应力均满足设计规范要求,结构安全可靠;"全桥合龙后先张拉中跨,后对称张拉边跨"的体外束张拉方案为最优方案。     

混凝土箱梁悬臂施工竖向预应力筋滞后张拉的研究

利用AN SY S分析软件,模拟单筋作用下腹板自由端的竖向压应力的分布规律,指出滞后张拉的意义并提出滞后张拉合理距离应大于一倍梁高;通过永胜大桥工程实例计算,比较了悬臂施工过程中竖向预应力筋在3种不同的张拉顺序下,腹板竖向压应力的分布规律,验证了滞后张拉的合理性。     

汉川汉江公路大桥纵向预应力筋施工工艺研究

通过分析汉川汉江公路大桥大跨径连续箱梁预应力施工中的技术难题，在该桥施工中应用并研究了纵向长预应力束分段张拉工艺、长束穿索、实测孔道系数、双控张拉、二次压浆等问题，形成了较为完善的纵向预应力筋施工工艺。