大跨PC梁桥张拉临时体外束降低后期徐变下挠分析

主跨跨中持续下挠是大跨PC梁桥一大病害,至今都无法有效解决。而徐变是造成梁体下挠的主要原因,因此提出在悬臂施工阶段张拉临时体外束来加快徐变发展,从而减少桥梁运营后由混凝土徐变产生的下挠。以红岩溪特大桥为依托工程,并考虑4种临时体外束方案,通过有限元分析了各方案对梁体受力及变形的影响,同时分析了临时体外束对预应力的影响。结果表明在施工阶段使用临时底板体外束后,能显著降低成桥后负弯矩区结构转角及主跨跨中下挠,同时还能有效提高跨中截面抗裂性能。     

刚构-连续组合梁桥在矮墩大跨桥中的应用分析

以某主跨为(70+120+70)m的矮墩大跨桥为例,通过对预应力砼连续梁桥、预应力砼刚构桥、预应力砼刚构-连续组合梁桥在持久状况正常使用极限状态下正截面抗裂和持久状况下正截面压应力对比,分析预应力刚构-连续组合梁桥用于矮墩大跨桥的优势。     

大跨PC刚构桥悬臂梁临时张拉体外束对成桥结构的影响

以红岩溪特大桥为依托工程,利用有限元软件,分析了临时体外束方案的可行性及对提出的4种方案下梁体成桥后结构受力、变形及预应力损失的影响,得到如下结论:拆除临时体外束时,梁体弹性回弹使主跨跨中底板压应力增加,有效提高了跨中截面抗裂性能;施加临时底板体外束,以此来增加施工阶段梁体下缘的压应力可以有效减少梁体的竖向位移;采用临时体外束会导致跨中底板和支点顶板的压力增加,与此同时对应的预应力损失和徐变也将增加,从侧面说明了关键位置混凝土压应力和预应力储备能力得到提升;该方法能有效减小桥梁跨中挠度,并提高抗裂能力。     

大跨钢-混组合连续梁桥负弯矩区桥面板抗裂技术研究

为解决大跨钢-混组合连续梁桥负弯矩区桥面板的开裂问题,以某120 m主跨的钢-混组合连续梁桥为背景进行抗裂技术研究。采用MIDAS Civil 2020软件建立大桥空间杆系有限元模型,研究增强配筋技术、后浇成型技术、预应力技术以及抗拔不抗剪连接技术对桥面板抗裂性能的影响,并基于不同抗裂技术的工作原理和效果,提出适用于大跨钢-混组合连续梁桥负弯矩区桥面板的综合抗裂技术。结果表明：增强配筋技术可以有效控制裂缝宽度,但当配筋率超过0.015后,效果明显降低;采用后浇成型技术,调整混凝土桥面板的浇筑顺序可明显降低成桥时负弯矩区桥面板应力;张拉预应力筋可有效提升负弯矩区桥面板的预压应力水平;抗拔不抗剪连接件可显著降低活载下负弯矩区桥面板应力水平;采取优化桥面板混凝土浇筑顺序、在负弯矩区布置抗拔不抗剪连接件同时施加预应力、增加预应力锚固区的配筋率的综合抗裂技术,可明显降低负弯矩区桥面板拉应力,同时对桥梁结构的其他力学性能无明显影响。     

PC梁桥结构的钢绞线张拉问题及补救措施分析

以一座预应力混凝土斜梁桥和一座预应力混凝土弯梁桥的钢绞线张拉施工问题为例,针对张拉过程中出现的锚具回缩有效预应力损失、伸长量偏小力筋超张拉的问题,采用有限元数软件建立两座大桥的分析模型,详细考虑钢绞线现场施工状态,分析张拉施工问题对梁体结构的影响。分析表明:预应力混凝土斜梁施工过程中预应力筋伸长量小的问题可通过增大锚下控制应力改善,且对该现浇箱梁桥影响很小,结构在施工期间和设计规范确定的正常运营状态下是安全的,由于超张拉使用阶段预应力束的拉应力超过0.65fpk,但后续个别预应力束张拉控制应力按照不大于0.80fpk继续施工可行;预应力混凝土弯梁桥顶板4根负弯矩束的回缩对桥梁结构的正常使用极限状态有影响,造成斜截面抗裂验算超限,钢束的回缩使得这部分预应力筋的有效预应力减小甚至失效,造成该部位箱梁顶面最大主拉应力超过规范限值,可采取增加负弯矩区的有效预应力方式补救。     

预应力NSM CFRP抗剪加固钢筋混凝土T梁试验

大跨径预应力混凝土梁桥易因竖向预应力损失等导致抗剪性能不足,引起腹板斜裂缝和梁体下挠等病害.为提高混凝土梁桥的斜截面承载和抗裂性能,提出了表层嵌贴(NSM)预应力CFRP加固钢筋混凝土梁腹板的方法,研发了专用夹具及张拉锚固装置,并实现了预应力NSM CFRP对钢筋混凝土T梁腹板的抗剪加固.在此基础上,进行了4根预应力N...     

某地铁桥梁箱梁下挠及开裂检测评估处治技术

某地铁高架桥为65 m+120 m+65 m预应力混凝土变截面连续梁桥,建成后运营不久发现主梁产生较大的竖向下挠,并且主梁跨中底板出现较多延伸至腹板的横向裂缝。为了解主梁下挠和裂缝产生的原因以及目前桥梁的技术状况,对该桥梁进行了专项检测,并采用有限元软件进行结构验算。检测及验算结果表明：该桥梁体下挠和开裂的主要原因主要是梁体跨中预应力的损失,特别是底板束预应力损失过大或张拉不足而导致的梁体抗弯承载力不足。根据检测评估结果主要采用了体外预应力钢束进行维修补强。维修处治后的荷载试验表明,桥梁强度、刚度及动力性能均满足规范要求,桥梁加固处治效果良好。     

大跨度PC连续刚构桥预应力损失影响及后期备用束应用

采用midas/civil对某大跨径PC连续刚构桥进行有限元分析,比较各钢束在不同预应力损失下及张拉备用束后对桥梁结构应力和变形的影响。研究表明:预应力损失越大,中跨跨中相对挠度越大;随着预应力的损失,跨中下缘正压应力逐渐减小。顶板、底板钢束预应力的损失对桥梁中跨跨中挠度和下缘正应力影响较大。张拉备用束对改善桥梁长期下挠病害较为有效,且原预应力损失的程度不影响张拉备用束对桥梁挠度及应力的改善作用。     

体外配置CFRP预应力筋混凝土箱梁受力性能试验研究

制作了体外配置碳纤维(CFRP)筋预应力混凝土薄壁箱梁模型,对模型箱梁从CFRP预应力筋张拉、加载至混凝土开裂这一过程进行了试验研究,研究了预应力损失和均布荷载作用下箱梁跨中截面应力-应变分布规律、受压翼缘有效分布宽度系数、跨中挠度、抗裂性能以及CFRP体外预应力筋的应力变化情况,试验表明该箱梁具有良好的抗裂性能与变形性能,混凝土开裂引起顶板受压翼缘有效分布宽度系数增加小于5%。该研究为CFRP体外预应力筋在混凝土薄壁箱梁中的推广应用提供了可靠的试验依据。     

超高性能纤维混凝土加固公路桥梁的分析与评定

以CFRP加固后的重庆某大桥单片中板为研究对象,进行单梁有限元模型的建立,对CFRP加固预应力空心板的承载能力进行分析。结果表明:CFRP加固对延缓裂缝的出现影响较小;但CFRP加固能有效制约裂缝的进一步开展,提高梁体抗裂性能。CFRP加固能增强了主梁横向刚度,改善横向受力;跨中截面全部测点挠度减小幅度集中在9.8%~19.5%之间。CFRP加固能有效减小正常使用下的跨中截面变形;CFRP与钢筋混凝土经过协同作用可改善整个主梁受力。在受拉区,CFRP加固可有效减小混凝土最大拉应力,增强结构变形能力;在受压区,CFRP加固对混凝土最大压应力基本无变化;CFRP加固可小幅提高动力特性和结构刚度,并能降低减小冲击系数。     

斜拉桥曲线形钻石桥塔抗裂设计研究

为了减小斜拉桥曲线形钻石桥塔在施工阶段和运营阶段的拉应力,防止混凝土桥塔出现开裂病害,以主跨480m的宜宾盐坪坝长江大桥为例,开展桥塔抗裂设计技术研究。采用MIDAS Civil程序建立全桥空间有限元模型,计算桥塔在施工阶段和成桥运营状态下的内力,研究桥塔竖向预应力、斜拉索横向偏心布置、塔柱临时横撑及对拉、环向预应力等措施对桥塔应力的改善作用,以及桥塔混凝土掺加钢纤维对材料强度的提升效果。结果表明:曲线形钻石桥塔受力复杂,在塔柱受拉区设竖向预应力是有效的抗裂措施;斜拉索适当向曲线外侧横向偏心布置可减小塔柱横向弯矩;临时横撑及对拉既可减小施工期塔柱拉应力,又可改善塔柱成桥状态的应力;环向预应力为塔柱水平方向提供一定压应力储备;桥塔混凝土中掺加少量钢纤维对强度提升作用不大,可减小桥塔表面非受力裂缝。     

采用斜拉索体系加固普特桑德预应力混凝土悬臂梁桥

在挪威主跨138m的普特桑德预应力混凝土悬臂箱梁桥加固过程中，在该桥主跨原支点处安装桥塔，从桥塔至主跨跨中锚固斜拉索，解决了箱梁剪切裂缝及跨中悬臂严重下挠问题。介绍该桥加固中采用的创新方法，以及悬臂箱梁桥在结构体系转变中的受力分析，加固施工中应该注意的关键事项。     

逢石河特大桥主桥设计

逢石河特大桥是济源至邵原高速公路上的一座特大型桥梁,其主桥为(66+5×120+66)m七跨一联典型的山区高墩大跨长联连续刚构桥,主梁采用单箱单室截面.主墩均为矩形空心薄壁墩.为适应主梁变形,设计中减小边主墩墩身顺桥向尺寸;采取增大梁高并优化梁高变化规律、适当增大竖向预应力、改善主梁永存预应力分布状况以防止主梁腹板出现斜裂缝;预应力张拉时采用强度和龄期双控、适当加大主梁跨中预拱度以防止后期中跨跨中下挠过大;采用较小的边、中跨比以方便施工.     

控制大跨连续刚构桥梁过度下挠的技术措施

为避免大跨连续刚构桥过度下挠及其危害,以主跨330m的重庆石板坡长江大桥复线桥为背景,研究有效控制该类桥梁过度下挠的技术措施。该桥通过采用钢-混组合结构体系降低恒载弯曲效应;通过设置体外索主动控制梁体的下挠;通过采取合理的预应力度和布置形式优化梁体受力;并结合应用恰当的徐变理论和参数以及通过加强混凝土养护等多种技术措施综合并用。通过与该桥多年实测的下挠数据及规律的对比,验证所采用技术措施的有效性。在此基础上对大跨连续刚构桥的设计提出了选择优良的结构体系、体外索主动控制下挠、优化预应力配置、保证工期及加强养护等有效的技术措施以避免梁体发生过度下挠的建议。     

大跨度混凝土连续梁桥长期下挠加固方案研究

针对某城市主跨为129 m的预应力混凝土连续梁桥运营7 a以来中跨不断下挠情况,在不中断交通的条件下,从箱室内加体外预应力、外加结构角度出发,分析不同加固方案对挠度控制的有效性及其对原结构的影响,以期为加固已下挠的连续梁、防止其继续下挠提供一种有效的加固方案.     

UHPC-T形梁斜截面抗裂性能试验

为研究UHPC梁的斜截面抗裂性能并提出合理的评价指标和设计建议，以期能充分利用UHPC超高的抗拉性能及优秀的裂缝控制能力，设计了5片预应力UHPC-T形梁，并完成其静力加载模型试验，试验参数为剪跨比、箍筋和钢纤维含量，获得了开裂荷载、裂缝分布和应变等关键试验结果。试验结果表明：当剪跨比增加时，开裂荷载会减小，斜裂缝宽度的发展速度却加快；箍筋对开裂荷载影响较小，但能抑制斜裂缝的发展；钢纤维含量的增加会提高开裂荷载和减缓斜裂缝的发展速度。根据材料力学公式推导出斜截面开裂剪力计算公式，进一步采用极限平衡法建立正常使用阶段斜裂缝宽度的计算方法，计算值与试验值吻合良好且偏于安全。通过计算实测开裂剪力作用下斜截面的主拉应力可知：开裂时斜截面的主拉应力会超过UHPC的抗拉强度，不仅体现了UHPC的应变硬化特性，还反映了UHPC梁良好的斜截面抗裂性能。对比各国规范的斜截面抗裂设计规定，中国规范建议稿的容许应力值较为保守。基于开裂时的主拉应力水平和各国规范规定，建议放宽整体预应力UHPC梁的主拉应力限值，取为60%的弹性极限抗拉强度并考虑纤维分布的不均匀性。对于允许开裂的UHPC梁，应验算正常使用阶段的...     

云南省六库怒江大桥加固设计方案研究

在运营20多a后,某大跨径变截面连续梁桥主梁出现了较严重的裂缝及跨中下挠现象,影响桥梁的结构安全及正常使用。本文结合该桥的荷载试验结论以及原桥设计状况的复核计算,对主梁病害成因进行了深入分析,在此基础提出中跨张拉体外预应力加固和中跨跨中增设钢桁架两种加固方案,经加固效果、施工难易程度及经济性等方面的对比分析,推荐合理的加固方案。     

高速铁路悬浇连续梁线形偏差成因分析与对策

该文以某高速铁路特大桥为工程背景,通过理论预测与实测反馈分析研究高速铁路悬浇连续梁桥线形偏差的成因及对策.结果表明:预应力、节段自重、截面刚度、温度及徐变是影响线形控制的关键因素.预应力张拉后梁体实测上拱量较理论预测明显偏小,先结构体系转换后中跨合拢会导致中跨线形下挠明显.     

大跨预应力连续梁桥悬臂施工控制研究

采用MIDAS/Civil建立某大跨预应力连续梁桥有限元模型,分析不同施工阶段荷载作用下桥梁位移和应力变化及施工过程中温度对主梁挠度的影响。结果表明,一个梁段施工完成后会影响前一个梁段标高,但各梁段控制偏差变化趋势大致相同;梁段悬臂越长,浇筑、张拉前后挠度越大;温度对悬臂梁段变形有很大影响,温度越高,悬臂竖向变形越大;大跨径连续梁桥悬臂施工时,预应力张拉产生的位移只能抵消一部分恒载位移;浇筑、张拉前后箱梁实测应力大多小于理论值,最大悬臂时梁段的预应力储备增大。     

大跨连续刚构桥体外预应力加固设计研究

针对贵州某高速公路一座六跨预应力连续刚构桥,运营多年桥面严重下挠,且底板存在较多裂缝。对该桥病害产生原因进行分析,提出体外预应力主动加固设计方案,通过有限元计算分析,证明了该桥体外预应力加固能减小刚构桥的下挠,提高墩截面压应力储备,对类似工程具有借鉴意义。