中巴预应力混凝土桥梁上部构造设计异同分析

介绍了巴基斯坦PKM项目中预应力混凝土梁桥上部构造的设计验算,并基于该项目将设计过程与中国规范进行比较,总结两国在桥梁上部构造设计方面的异同点。验算主要包括桥面板和主梁两大部分。桥面板验算依据规范建立公式进行;主梁承载极限通过CSiBridge软件建模进行分析验算。巴基斯坦桥梁的结构计算根据美国规范AASHTO LRFD,车辆荷载依据西巴基斯坦高速公路桥梁规范;桥面板的验算中,除对抗弯、抗剪、裂缝控制进行验算外,AASHTO还要求对桥面板悬臂部分受撞击作用进行验算;主梁的验算应分别对正常使用极限状态和承载能力极限状态进行荷载组合和验算。分析得到:中巴两国规范在计算预应力损失方面基本一致,另外在车辆荷载、裂缝控制、应力验算等方面都存在较大差异。     

典型桥墩局部冲刷深度公式在不同水文地质区的适用性

由于现有桥墩局部冲刷深度计算公式的准确性和普适性不足,对代表性公式进行对比是指导不同地区桥墩基础埋深设计的有效措施。广泛收集了国内外公开的桥墩局部冲刷原型观测数据,对中国规范65-1修正式和65-2式、俄罗斯规范公式及美国规范HEC-18式和S/M式在不同水流、泥沙及桥墩参数条件下的适用性进行分析。结果表明:现有公式在清水冲刷和过渡墩条件下的预测性能较差;中俄规范公式在清水冲刷及床沙相对粒径小于25时,以及中国65-2式及俄罗斯公式在水深小于1 m时应用均不安全;美国规范公式应用于砾石及卵石河床、水深1～5 m、相对粒径小于400、相对水深小于1.4 m等工况将不经济和存在较大不确定性。将所有公式用于柴达木盆地典型桥墩的局部冲刷深度计算并与实测值进行了对比分析,将所有公式用于柴达木盆地典型桥墩的局部冲刷深度的计算并与实测值进行对比分析,发现该地区桥墩的局部冲刷深度小于其他相似水沙条件下的桥梁,最合适依据中国65-2式进行桥墩局部冲刷深度的设计。上述结果可为不同水文地质地区桥墩局部冲刷深度的合理预测提供依据。     

中美钢筋混凝土桥梁裂缝控制的理念与方法比较

本文对中美钢筋混凝土桥梁裂缝控制的理念和方法进行了比较,并以我国桥梁规范初步设计的某钢筋混凝土桥梁为计算基础,采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范》(JTG D62-2004)及美国AASHTO LRFD公路桥梁设计规范(2012)规范对该桥裂缝控制进行了定量分析。结果表明:对于同一座桥梁,在相同环境下,裂缝宽度满足AASHTO LRFD公路桥梁设计规范时,却不能满足我国现行桥梁规范要求,我国桥梁规范对裂缝控制较美国更为严格。     

不同规范钢筋混凝土受弯构件的裂缝计算比较

该文分析了不同行业规范的裂缝计算公式的异同,并通过工程算例,得出不同规范的计算裂缝宽度存在较大差异,为设计人员进行混凝土结构设计时提供参考。     

中欧规范混凝土构件承载力对比

混凝土构件结构设计根据承载能力、裂缝、结构刚度、构造要求等综合确定,承载能力是设计的重要指标之一。中国规范混凝土构件承载力一般基于规范简化公式,计算较方便、简洁,已得到普遍的应用,在中国桥梁建设跨越式发展中起到很大的作用。随着海外工程的拓展尤其是国家一带一路海外战略的推进,海外交通土建项目逐渐增多,中国规范"走出去"势在必行。笔者参与非洲规模最大的桥梁——莫桑比克马普托跨海大桥的勘察设计(中国规范设计,欧洲规范验证),较为全面地了解欧洲规范,同时也与欧洲同行进行了广泛的交流。该文对中、欧规范混凝土构件承载能力进行对比,并提出部分建议,希望对中国规范的国际化有所帮助。     

英德浈阳大桥船舶撞击力标准值比较研究

由于现行各船撞力经验公式计算的结果差异较大、设计值不统一,而无法直接应用于桥梁的防撞设计,因而必须结合有限元仿真计算,并综合考虑船桥碰撞各因素来确定。该文借助Ansys/LS-DYNA非线性有限元分析软件,对英德浈阳大桥进行船撞数值模拟,计算了不同工况下的撞击力,讨论了不同水位、不同角度以及船头不同碰撞部位对船撞力的影响。并将数值模拟得到的船撞力和国内外规范经验公式的计算结果进行比较分析,进而确定该桥船舶撞击力的标准取值。     

中等流域桥涵过水流量计算方法比较分析

为了分析比较广东省地区经验公式与规范中推理公式的计算结果,以选取更加适合广东中等流域桥涵过水流量的计算方法,分别采用广东省地区经验公式与规范中推理公式对广东省某高速公路段沿线桥梁进行了过水流量的计算与对比分析。结果发现:推理公式计算结果普遍较广东省地区经验公式计算结果偏大,偏差范围为3.19%~49.10%。考虑桥涵设计的经济性,建议在广东省中等流域的桥涵过水流量计算中采用广东省地区经验公式。     

从汶川地震桥梁震害看现行国内外桥梁的抗震设计方法(一)——抗震设防标准与地震计算

地震区的桥梁结构要进行抗震设计,所以地震发生后桥梁的破坏情况与抗震标准有密切的关系。为了解国外一些先进国家桥梁抗震设计规范的设防标准和设计方法,结合汶川地震桥梁的破坏情况,对我国、日本、美国、欧洲、新西兰等抗震规范的抗震设防标准、抗震等级和抗震计算方法进行了分析。所有国家的标准或规范都采用多个水准的抗震设计方法和多个抗震等级。对于不同抗震等级的桥梁,各国抗震考虑的方法是不同的,我国规范和美国规范采用不同的重要性系数同时考虑延性的影响,欧洲规范、新西兰规范只考虑重要性不考虑延性的影响,日本规范只考虑延性;在地震计算方法,各国采用的反应谱的形状相似,在考虑场地类别、强度折减及近场效应方面有所不同。     

刚果(布)国家1号公路二期工程钢筋混凝土桥设计

为在海外工程中合理运用欧洲规范进行钢筋混凝土桥设计与计算,以刚果(布)国家1号公路二期工程钢筋混凝土桥为例,介绍采用欧洲规范进行钢筋混凝土桥设计的总体思路、结构型式、结构计算等内容。桥梁参考工程所在地实际情况、一期工程设计文件桥型的继承、标准化设计、法国规范及其工程习惯和施工方特长等进行设计;采用线弹性分析方法进行结构分析,验算结果均符合规范要求。对比发现,欧洲规范与中国规范差异较大,设计者在运用欧洲规范指导设计时须具有扎实的理论和计算功底。     

欧洲规范的钢筋混凝土桥梁构件正常使用极限状态的裂缝控制分析

欧洲规范越来越广泛地应用于海外项目的桥梁计算设计中。笔者详述了采用欧洲规范对钢筋混凝土桥梁构件进行正常使用极限状态的裂缝控制分析方法,给出了具体计算实例,并与中国规范的裂缝控制方法进行了对比。     

大尺度承台结构波浪力计算方法比较

近些年来我国兴建了大量的跨海大桥,波浪力是桥梁基础的重要荷载之一,而基础多采用墩台桩基结构,其中承台尺度较大,关于波浪力计算目前并无统一的计算方法和规范要求,分别采用Morison公式、绕射理论和CFD方法计算不同尺度承台所受波浪力,比较不同方法在计算大尺度承台结构时的适用性,结果表明Morison公式并不适合计算大尺度截断结构,而绕射理论与CFD方法能取得较好的计算结果,特别是结构尺度相对较大时,该研究为桥墩波浪力计算和结构设计提供参考和依据。     

锈蚀预应力砼梁受荷裂缝宽度和间距计算

通过对8片不同锈蚀程度预应力钢筋砼梁进行静载试验,分析不同锈蚀率对预应力砼梁受荷裂缝分布、间距、宽度的影响;基于裂缝宽度的综合理论,建立了锈蚀预应力砼梁裂缝平均间距和宽度计算方法,并通过现有文献试验数据对公式进行了验证。结果表明,锈蚀率较低时,PC梁的受荷裂缝间距和宽度变化不明显;锈蚀率超过19.47%时,由于预应力筋截面积减少和粘结性能退化较大,裂缝间距和裂缝宽度变化显著,在计算锈蚀PC梁裂缝宽度和间距时应考虑预应力筋锈蚀的影响。     

苏通大桥连续刚构桥主梁混凝土徐变试验研究

为获得苏通大桥连续刚构桥主梁所用C60高强高性能混凝土的徐变规律,在自然环境条件下开展了不同加载龄期配筋混凝土的徐变试验。对短期徐变试验数据分析得出,5 d和7 d加载龄期的徐变发展较快,当条件许可时,建议推迟实桥节段张拉龄期,以减小早期徐变,从而减小预应力损失。长期试验结果表明,配筋高强高性能混凝土的徐变小于现行桥梁规范公式计算值,徐变发展进程也与现行桥梁规范不同。根据大量的试验结果,采用非线性回归方法对现行桥梁规范徐变计算公式进行了修正,得出实桥所用混凝土的徐变预测公式。利用该公式对分批加载的试验试件进行了计算,计算结果与试验结果符合较好。徐变试验结果和修正的徐变预测公式可为实桥的设计和施工提供参考。     

钢筋混凝土偏心受压构件裂缝宽度计算研究

为研究裂缝宽度验算规范解在偏心距处于0.55 h(h为构件截面高度)附近时不连续的问题,通过开裂换算截面法得到矩形偏心受压构件内力臂及钢筋应力理论解。对比现行规范解发现,规范公式在双侧配筋、配筋率或偏心距较小时计算内力臂值存在较大误差,影响裂缝计算结果;而当偏心距等于0.55 h且配筋率小于0.3时,理论上会有裂缝超过限值的情况发生。     

连续配筋混凝土路面配筋设计分析与验证

简要分析了国内外规范对连续配筋混凝土路面配筋设计的要求,结合我国旧规范及当时的工程实例,通过裂缝间距计算与实测分析对比新旧规范中公式的适用性,对钢筋设置位置进行了探讨,为CRCP的合理设计和推广应用提供参考。     

钢筋砼旧梁裂缝宽度计算公式的修正

裂缝特征是反映钢筋砼构件正常使用极限状态的一个重要指标。文中对服役45年的HRB335级普通钢筋砼T梁进行静载试验，研究了裂缝的开展过程及特点。试验研究结果表明，此T梁在正常使用状态下，采用规范公式进行裂缝宽度验算，实测值大于计算值，且两者相差较大，所以在此利用规范公式计算是不安全的，应对裂缝公式进行修正。     

欧洲规范下公路钢筋混凝土桥梁设计分析

涉外工程桥梁设计过程中,常常需要将欧洲规范和中国规范的相关内容和计算结果进行比较分析.该文对欧洲规范中公路钢筋混凝土桥作用效应组合的特点和相关规定进行论述,在此基础上,结合某桥梁计算实例,介绍欧洲规范承载能力极限状态和正常使用极限状态下的设计内容,并与中国规范的相关内容进行了定量的同步计算对比分析.结果表明:欧洲规范和中国规范有相似的地方,也存在着差异,采用欧洲规范进行结构设计时,多以承载能力计算结果控制设计,而中国规范会遇到裂缝宽度验算控制设计的情形.     

受压区高度对碳纤维加固的有效性影响研究

为完善公路钢筋混凝土桥梁加固设计理论,本文以T形截面预应力混凝土梁为例,按照《公路桥梁加固设计规范》中的相应公式对碳纤维加固受弯混凝土梁的进行了计算,分析了桥梁高度和配筋率与混凝土截面相对受压区高度的关系,并通过实例将公式计算结果与ANSYS有限元程序分析进行了对比验证。结果表明:当混凝土受压区高度x小于等于fξbh时,采用桥梁加固规范公式计算的加固后抗弯承载力小于加固前承载力,规范公式仅适用于梁高小于0.5m,且配筋率小于0.2%的小型截面梁。     

不同加固方案对匝道桥承载能力的影响

以某高速公路匝道桥为研究的主要对象,采用三种加固方案对该匝道桥进行了加固,并通过有限元软件对加固后的桥梁进行建模分析,分别验算了正截面、斜截面的承载力以及梁体的最大裂缝宽度。计算分析结果表明:该高速公路匝道桥在加固后,其承载力和最大裂缝宽度满足现行规范的要求。本文通过对不同桥梁加固方案的分析计算,以便为其他同类桥梁的加固方案的确定提供参考依据。     

基于实桥破坏性试验的梁桥裂缝宽度发展规律研究

笔者通过对空心板预应力梁桥破坏性试验,采集了桥梁在破坏过程中分级荷载作用下的裂缝宽度,总结了裂缝变化发展规律。参照相关规范中的裂缝宽度验算公式,对比分析了相同裂缝宽度的荷载计算值和试验值以及相同荷载下裂缝宽度的验算值和试验值。结果表明裂缝宽度与破坏荷载呈现非线性关系,同时表明目前规范裂缝宽度验算值大于试验值。试验成果为预应力梁桥的设计和安全运营提供了一定的技术参考。