空心板梁桥铰缝破坏机理精细化有限元分析

空心板梁桥在我国中小跨径桥梁中是一种得到广泛应用的桥梁形式,铰缝病害普遍出现在空心板梁桥的运营过程中,为了更好地对空心板梁桥进行养护加固,需要透彻研究铰缝的破坏机理。首先介绍了我国现行空心板梁桥的设计方法,然后利用ANSYS大型有限元分析软件建立精细化有限元模型对比铰接板法分析横向分布差异,最后研究空心板铰缝的横向正应力和纵向正应力应力分布情况,得出铰缝的实际受力状态,病害产生的原因,对今后的空心板梁桥的实际养护加固具有工程指导意义。     

空心板铰缝病害分析及其技术改造

铰缝在预制装配式钢筋混凝土空心板梁的横向连接中具有重要作用,同时铰缝也是装配式板梁桥的薄弱环节,铰缝的易损性对桥梁的安全性和耐久性产生了不容忽视的影响。针对空心板铰缝损坏,上部结构单板受力等典型病害,以某装配式钢筋混凝土空心板梁桥为例,从构造设计,损坏修补,材料选取,防腐养护,施工运营等方面对其进行技术改造,提出了一系列治理措施。使具有铰缝病害的桥梁整体性得到了较大提高,整体刚度也得到了较大恢复。为关于装配式空心板梁桥铰缝病害的维修加固设计、施工等工作提供技术支撑和参考。     

两种配筋混凝土空心板桥的横向拼接可行性研究

当已有的普通钢筋混凝土简支空心板桥在进行横向拓宽时,新桥拟采用预应力混凝土空心板结构,研究了旧桥普通钢筋混凝土空心板与新桥预应力混凝土空心板等两种不同配筋混凝土结构之间横向拼接可行性问题。采用空间梁格有限元方法进行分析研究,研究成果表明:从结构内力的分配角度看,预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构的横向拼接应该更有利于旧桥结构的内力状态改善,对于旧桥各主梁的内力及结构变形都有一定程度的卸载作用,因此这种不同配筋种类的空心板桥之间进行横向拼接是可行的,而且旧桥各空心板梁的受力状态可符合原设计规范的要求。研究成果将为今后不同结构形式的空心板梁桥横向扩建设计时提供可参考性的设计建议。     

钢束对空心板桥梁横向分布系数的影响

空心板梁桥的横向分布系数对其结构设计至关重要,常规计算中不计入钢束对其影响.鉴于钢束会提高板梁的竖向刚度,研究了钢束对空心板梁桥横向分布系数的影响.以一跨有19片空心板梁为例,基于迈达斯(Midas Civil)建立桥梁上部结构的梁格模型;对空心板钢束的数量进行适当调整,通过跨中挠度求解移动荷载的横向分布系数,并与桥博计算结果进行对比,得出相关结论.     

基于GA算法的刚接空心板优化

对辖区规定桥跨和桥宽的空心板桥进行接缝刚化设计,建立了基于GA算法的刚接空心板优化框架与流程,优化分析包括顶板厚度、主梁片数、湿接缝宽度和厚度。使用有限元软件对优化后的刚接空心板梁桥进行验算,分析了刚接空心板梁桥的性能,以及通过试点桥进行验证。结果表明:优化后的刚接空心板梁桥能够满足规范要求,湿接缝可施工性强,而且荷载横向分布系数和横向连接处受力均呈现出明显的规律性。     

空心板深铰缝设计优化研究

空心板铰缝的纵向开裂甚而与预制空心板完全脱离,直接引发空心板梁桥横向联系失效,甚至引起"单板受力",给桥梁结构安全埋下隐患。针对现阶段空心板常用的深铰缝构造,从铰缝的病害成因出发,通过有限元数值模拟分析了空心板梁桥深铰缝在车辆荷载下的空间受力特性,在此基础上提出合理的优化措施,并进一步对优化措施进行计算验证。结果表明,通过合理的优化配筋和铺装层厚度可以提升铰缝抗弯、抗剪承载力,改善铰缝的工作性能。     

现浇空心板梁桥纵向开裂成因分析与试验研究

既有现浇空心板梁桥纵向开裂问题较多,为研究既有现浇空心板桥梁纵向开裂的原因,采用有限元方法,对有较多纵向裂缝的某地方公路现浇钢筋混凝土空心板梁桥进行空间模拟,分析底板厚度、板高、宽跨比对现浇空心板梁桥力学性能的影响。计算结果表明,该空心板桥梁强度和刚度均不能满足规范要求,板高度不够和宽跨比较大是该桥梁出现纵向开裂的主要原因;底板较薄、板高较小、宽跨比较大的现浇空心板梁桥极易出现纵向开裂。随着底板厚度、板高度的增大,跨中最大挠度和横向最大拉应力减小;随着板宽跨比的增大,跨中最大挠度和底板纵向最大拉应力减小,底板横向最大拉应力加大。同时根据试验和分析结果,提出了现浇空心板梁桥纵向开裂的防治措施。     

现浇空心板梁桥梁底纵向开裂分析与加固

现浇钢筋混凝土空心板梁桥在我国的桥梁建设中应用广泛,但是当宽跨比较大时容易出现梁底纵向开裂的问题。该文以空心板梁桥实际工程为研究背景,采用有限元软件Midas FEA,利用三维有限元方法对桥梁横向进行受力分析,得出结果为:宽跨比较大的空心板梁桥,其横向受力特征明显,在荷载作用下,板梁承受较大的横向弯矩。并根据裂缝的位置与成因提出了相应的加固措施与防治建议。     

连接刚度对加宽桥梁荷载横向分布的影响分析

新旧桥梁的连接设计是加宽桥梁设计的关键.以一座采用刚性湿接缝连接加宽的20m简支空心板桥为例,分析了加宽前后桥梁的荷载横向分布特性.利用数值分析方法,基于不同湿接缝厚度对新旧桥空心板梁横向分布系数进行了计算,探讨了湿接缝的刚度对新旧空心板梁横向分布系数的影响.计算结果表明增大湿接缝的刚度可提高新旧桥梁的整体工作能力,有效降低旧梁横向分布系数.但湿接缝的刚度提高到一定程度后,旧梁横向分布系数的变化减慢,部分梁横向分布系数开始增大.建议在加宽桥梁新旧桥梁的连接设计时,应根据分析结果采用合适的湿接缝厚度.     

先张法空心板底板纵向裂缝产生原因与影响研究

通过对某高速公路空心板梁桥底板纵向裂缝进行荷载横向分布系数测试、支座压缩试验、纵向裂缝剪切测试和静载试验,分析空心板底板纵向裂缝产生原因及对桥梁结构整体受力性能的影响,并提出裂缝维修加固处理建议.     

普通钢筋和预应力钢筋混凝土空心板桥的横向拼接可行性研究

该文研究了旧桥普通钢筋混凝土(RC)空心板与新桥预应力混凝土(PC)空心板两种不同配筋混凝土结构之间横向拼接可行性问题.采用空间梁格有限元方法进行力学分析研究,研究成果表明:从结构内力的分配角度看,预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构的横向拼接应该更有利于旧桥结构的内力状态改善,对于旧桥各主梁的内力及结构变形都有一定程度的卸载作用,因此这种不同配筋种类的空心板梁桥之间进行横向拼接是可行的,但是对于刚度较大的预应力混凝土空心板而言,将分担更大的外荷载,这一点对其结构受力可能是不利的,设计时需要进行空间分析.     

用ANSYS对T梁和空心板梁桥进行结构仿真分析的研究

本文介绍桥梁三维造型系统Bridge3D软件和大型通用有限元软件ANSYS的接口程序的开发。用接口程序能够将Bridge3D中的桥梁参数转换成用ANSYS进行结构三维仿真分析的三维实体单元结点数据,并对T梁桥和空心板梁桥进行全桥空间仿真分析。通过ANSYS的计算结果与荷载横向分布理论的计算结果相比较,分析与讨论了简支T梁桥和空心板梁桥荷载横向分布计算方法的适用性及其精确性问题。     

斜交连续板梁桥拼宽纵向接缝连接模型静载试验研究

以厦漳高速公路凤山分离立交大桥拓宽改造为背景,对斜交空心板梁桥拓宽改造纵向接缝连接问题进行试验研究,分析比较不同纵向接缝连接方式桥梁关键截面的应力分布、挠度与荷载横向分布等静力特性,同时通过数值分析比较了不均匀沉降引起的不同接缝连接桥梁的受力性能.结果表明:(1)刚性连接模型的整体性能略优于铰接连接模型;(2)新旧桥翼...     

既有装配式梁桥横向连接构造评价技术进展

为评价既有装配式梁桥典型横向连接构造的技术状况,以空心板梁的铰缝和T梁桥的横隔板等为主要分析对象,通过文献调研和工程实践总结,系统介绍了中国装配式梁桥的使用现状,包括典型病害形式、病害形成机制及其对全桥结构性能的影响,重点阐述了现有的关于横向连接构造评价技术的研究进展情况,指出了今后的发展方向。这些对于改进装配式梁桥的设计及有效评定既有梁式桥的承载能力等均具有较好的参考价值。     

护栏对空心板梁桥校验系数的影响分析

为了研究护栏对空心板梁桥结构承载能力的影响程度,以2座空心板桥为依托进行了实桥荷载试验研究。首先建立了有限元理论分析模型,提出了3种护栏刚度沿横桥向的分布模式,通过分析挠度校验系数,给出了护栏刚度沿桥梁横向的合理分布模式,并通过应变校验系数和基频对比验证了分布模式的合理性。研究结果表明:护栏刚度沿桥梁结构横向呈曲线分布,在边缘两块板上的分布模式与实际吻合比较好。     

预应力混凝土空心板桥在特重车通过时结构性能安全评定

以一质量达400 t的特重车通过预应力混凝土空心板梁桥项目为背景,通过现场对桥梁检测、静载试验,评估了桥梁的整体强度和刚度。结合试验结果,运用桥梁专用有限元分析软件分别建立梁体模型及盖梁墩柱模型进行结构承载能力验算,并参考现有文献对空心板铰缝抗剪强度进行相应验算。综合桥梁现状及有限元验算结果,对空心板梁桥提出安全评定结论,确保了特重车安全通过桥梁。     

空心板梁横向连接加固处治方法研究

空心板梁具有制造施工方便,经济性良好等特点,广泛应用于我国中小型桥梁建设中。但在使用过程中,空心板铰缝损坏、发生单板受力的现象时有发生。而处治单板受力的关键是恢复桥梁的横向整体性。结合工程实际,给出了横向粘贴型钢的加固方法,取得了较好的应用效果。     

甬台温高速公路中小跨径桥梁拼宽方法研究

针对我国高速公路工程中桥梁扩宽中存在的问题,以甬台温高速公路工程中小跨径桥梁拼宽为例,分别对空心板梁桥、T梁桥和小箱梁桥的拼宽方法进行了阐述和探讨,对于今后类似将要进行高速公路拓宽的工程也有着十分重要的指导意义。     

大铰缝空心板梁铰缝受力特点分析和配筋优化

空心板梁桥是我国应用最为广泛的桥型之一,但是在使用过程中出现一系列病害,以铰缝病害最为突出。现阶段空心板梁桥横向计算采用铰接板理论,认为铰缝只传递剪力不传递弯矩。实际大铰缝空心板梁桥横向既有剪力又有弯矩,计算理论需要改进。利用ANSYS对铰缝各个控制截面受力进行分析,验证了铰缝横向受到很大弯矩,现有设计不能满足要求;提出了铰缝的配筋优化方法,并利用欧洲规范中关于新老混凝土截面承载力计算方法,对铰缝进行纵横向抗弯强度、接触面抗压剪强度进行了验算,表明设计满足承载力要求,达到了优化的目的。     

空心板梁桥单板受力数值分析及判定准则研究

针对空心板梁桥铰缝破坏导致桥梁出现单板受力的现象,运用MIDAS/FEA建立有限元模型,分析铰缝开裂对桥梁跨中截面荷载横向分布的影响,并通过数据回归分析得到加载板的荷载横向分布系数随铰缝开裂长度的变化,采用等效面积法得到桥梁出现单板受力时铰缝开裂长度临界值,为空心板梁桥日常养护检查中定量判定单板受力问题提供依据。