不同斜交角度简支T形梁桥的基频计算及试验分析

以某装配式后张法预应力混凝土简支斜交T形梁桥为工程实例,采用Midas Civil软件建立空间梁格模型,对不同斜交角简支T形梁桥的动力特性进行分析,提出斜交T形梁桥的基频随斜交角度变化的计算修正公式。分析表明:当斜交角小于20°时,竖向频率可以按照正交桥计算,当斜交角度为20°~55°时,频率与正交桥差异相差很大,计算冲击系数明显增大,直接影响桥梁结构内力设计。因此,在斜桥设计时必须引起足够重视。通过现场动荷载试验测试得出基频与拟合公式计算结果十分接近,说明该拟合公式能够较准确计算斜交T形梁桥的竖向基频值。     

不同斜交角度简支T形梁桥基频计算与试验

以某装配式后张法预应力混凝土简支斜交T形梁桥为工程实例,采用MIDAS Civil软件建立空间梁格模型,对不同斜交角简支T形梁桥的动力特性进行分析,提出斜交T形梁桥的基频随斜交角度变化的计算修正公式。分析表明:当斜交角小于20°时,竖向频率可以按照正交桥计算,当斜交角度为20°~55°时,频率与正交桥差异相差很大,计算冲击系数明显增大,直接影响桥梁结构内力设计。因此,在斜桥设计时必须引起足够重视。通过现场动荷载试验测试得出基频与拟合公式计算结果十分接近,说明该拟合公式能够较准确计算斜交T形梁桥的竖向基频值。     

斜交装配式空心板桥受力性能影响分析

装配式斜交空心板桥受力性能较复杂,与正交桥有很大差别。以某高速公路斜交空心板桥计算为背景,对同情况不同斜交角度的空心板桥进行模型计算分析,并与空心板直桥计算结果对比,得出斜交空心板桥存在有效计算跨径的概念,其基频、横向分布系数、弯矩、最大位移均是受到有效计算跨径的影响,表现出斜交空心板桥不同于同跨径直桥的一些主要特性,进而可以参考并推广到其他类型斜桥的受力性能分析。     

预应力混凝土空心板截面的合理设计

预应力混凝土空心板应用很广,其截面设计的合理与否将直接影响到桥梁的受力合理性、经济性、施工的便捷性等,通过对国内外较为常用的空心板截面进行定性和定量的分析比较,提出较为合理的截面形式,在此基础上,对截面的尺寸进行优化设计,最终提出预应力混凝土空心板的合理设计截面。     

采用横向预应力的装配式空心板桥受力性能与设计计算方法

为了提高铰缝结合面的开裂荷载和破坏荷载，解决空心板桥横桥向受力问题，研究了采用横向预应力的装配式空心板桥的受力性能，采用局部模型试验的方法分析了铰缝结合面受力机理，采用足尺模型试验的方法研究了空心板桥整体受力性能，并基于铰缝结合面受力机理，确定了横向预应力的上、下限，进而提出了横向预应力设计计算公式。试验结果表明:采用横向预应力结合面的法向和切向黏结强度分别为1.40~1.45和0.50~0.62 MPa，较未采用横向预应力分别提高了8.1%~12.5%和12.4%~38.3%，而且提高横向预应力可以提高结合面的法向和切向黏结强度；采用横向预应力的空心板桥足尺试验模型的破坏模式表现为空心板的开裂破坏，试验过程中未出现铰缝开裂现象；横向预应力的施加可以提高空心板之间的横桥向联系，避免结构由于铰缝结合面损伤而丧失横向传递荷载的能力并导致结构破坏，提高空心板桥的极限荷载；提出的横向预应力设计计算公式可以较好地计算空心板桥横向预应力的设计值。      

预应力超高强混凝土梁抗弯性能试验研究

为研究预应力超高强混凝土梁的受弯性能,对4根后张法有粘结预应力超高强混凝土梁进行了试验研究,分析了预应力筋高度和预应力筋配筋率对其受力过程、破坏形态和裂缝开展情况的影响,并通过大型通用有限元程序ANSYS对预应力超高强混凝土梁承载力进行了模拟计算。结果表明：预应力筋高度和预应力筋配筋率对超高强混凝土梁的承载力和裂缝开展情况均有一定的影响; ANSYS模拟计算所得的开裂荷载、屈服荷载以及极限荷载与试验结果较吻合。研究结果可为超高强混凝土梁的设计及研究提供一定的基础依据。     

装配式板梁铰缝加固效果的数值分析

根据装配式空心板铰缝的受力特点,对各种板梁铰缝加固方案的加固效果进行数值分析。采用有限元软件ANSYS建立空心板梁桥实体模型,模拟板梁桥在车道荷载作用下的受力状态,研究板梁加固前后空心板桥主要力学性能的变化规律,比较各种铰缝加固方式的力学效果。由分析结果可知,各种加固方案均能在不同程度上恢复和提高板梁的横向刚度,在板梁底缘粘贴钢板最能改善铰缝的受力性能,但施工方便性不够;在板梁上缘粘贴钢板的方案加固效果最不理想;而在顶板粘贴槽钢及顶板混凝土与部分桥面铺装混凝土联合受力效果较好。     

既有预应力混凝土空心板梁破坏性试验研究

依托无锡机场路既有20m预应力混凝土空心板梁的再利用工程,通过破坏性试验,并结合非线性有限元计算,获取了试验板梁的变形、应力和裂缝的发展规律,研究了既有预应力混凝土空心板梁的承载能力、受力特性、破坏机理,为其再利用提供决策依据。     

分离式立体预应力空心板梁静载实验分析

预应力空心板梁静载试验是对结构工作状态进行直接测试的一种鉴定手段。结构在试验荷载作用下,通过测试控制截面的应变、挠度,并与理论计算结果对比,从而判断结构的工作状态和受力性能。通过对预应力空心板梁在设计使用荷载下的受力性能进行测试,了解单梁的实际受力性能,得知其预应力空心板梁结构性能和施工质量满足设计和施工要求。     

组合加固足尺预应力混凝土空心板梁抗弯性能

对3片足尺预应力混凝土空心板梁进行抗弯性能试验, 其中1片足尺梁不进行加固, 2片分别采用钢板-混凝土组合加固和钢板-预应力混凝土组合加固, 分析了试验梁主要部位的应变、滑移、裂缝分布、承载力、刚度和延性; 基于试验梁塑性破坏机理, 并考虑二次受力的影响, 推导了足尺试验梁的抗弯极限承载力计算公式。试验结果表明: 加固后试验梁的破坏形态表现为塑性弯曲破坏, 跨中横截面变形符合平截面假定; 组合加固钢板与新混凝土之间以及加固部分与原结构之间相对滑移小于0.05mm, 因此, 加固后试验梁各部分协同工作性能较好; 与未加固梁相比, 钢板-混凝土组合加固试验梁抗弯极限承载力提高了1.08倍, 钢板-预应力混凝土组合加固试验梁抗弯极限承载力提高了1.43倍, 因此, 组合加固能显著提高试验梁的极限承载力; 与未加固梁相比, 2片加固试验梁的延性系数均提高了21%, 当试验荷载为200kN时, 2片加固试验梁刚度分别提高了1.55、3.07倍, 因此, 组合加固能显著提高试验梁的刚度和延性; 与钢板-混凝土组合加固技术相比, 钢板-预应力混凝土组合加固技术对试验梁在使用阶段的承载性能和刚度的提高更加明显; 2片加固试验梁抗弯极限承载力的计算值与试验值的比值分别为0.94和0.96, 因此, 抗弯极限承载力计算公式计算精度较高, 可用于钢板-混凝土组合加固预应力混凝土空心板梁的抗弯承载性能计算与分析。      

分离式路基装配式预应力混凝土简支空心板设计

设计依据与基础资料 桥梁跨径16米,设计荷载为公路-Ⅰ级,斜交角度0°,分离式路基宽24.5米,半幅桥宽12.25米,0.5米（防撞墙）＋11.25米（行车道）＋0.5米（防撞墙）,桥板安全等级一级,环境条件Ⅰ类。主要材料：混凝土：预制空心板、封锚端、铰缝和桥面现浇层均采用C50;封端混凝土采用C40。预应力钢绞线：采用钢绞线fs15.2,f pk=1860Mpa,     

预应力混凝土梁超载能力分析

为了验证利用有限元法分析预应力混凝土梁极限承载能力的准确性,对T形预应力混凝土模型梁进行了极限承载力加载破坏试验,采用ANSYS有限元程序,建立了T梁的分离式有限元模型,分析了模型梁从加载到破坏全过程的受力和变形。发现利用实验与有限元法得到T梁的荷载-挠度曲线与荷载-应变曲线的变化趋势一致,并呈现良好的非线性,但是通过荷载试验得到T梁的超载能力为9.07 kN.m,按照有限元分析得到的超载能力为12.48 kN.m,偏差较大,原因是分析模型偏于理想化。分析结果表明:利用有限元法在总体上能够有效地模拟钢筋混凝土梁受力全过程中各个量的非线性变化,对超载能力的求解是可行的。     

浅谈预应力混凝土空心板梁表面裂缝的防治

在预应力混凝土空心板梁施工过程中，空心板表面出现裂缝会严重削弱空心板梁的质量，甚至会发生质量事故，具体危害如下：     

斜交角变化对斜交弯梁桥结构内力影响的计算分析

以一座斜交弯梁桥为工程背景,利用ANSYS软件建立该桥计算模型。采用结构有限元计算方法,运用参数变异法,计算在恒载和预应力作用下不同斜交角,即15°,30°,45°和60°,对斜交弯梁桥结构的边跨支撑、墩顶及跨中等关键位置产生的内力影响,对比随斜交角的变化,分析引起关键位置内力变化的规律及成因,验证了连续斜交弯梁桥空间力学分析采用板单元有限元素法的合理性,供工程设计及施工部门参考。     

软土地段斜交涵洞的受力分析与处治设计

文中详细分析了斜交涵洞端部的受力特点。计算结果表明,当斜交角度越大、涵底与地基土的摩擦系数越小时,推力及扭矩越大。笔者建议软土地段的涵洞应尽可能做成正交,工程实践表明,即使斜交,斜交角度尽量不超过20o。     

新型装配式倒T形空心板桥受力性能

为解决现有装配式空心板桥的铰缝病害, 提出了一种新型装配式倒T形空心板桥; 进行了跨径8 m的倒T形空心板桥足尺模型试验和非线性有限元分析, 研究了车辆荷载作用下倒T形空心板桥各组成构件的应力、挠度和裂缝分布等, 得到了倒T形空心板桥的受力机理与破坏模式; 对比了倒T形空心板桥与带门式钢筋空心板桥的受力性能, 验证了倒T形空心板解决铰缝开裂问题的有效性。研究结果表明: 倒T形空心板桥的破坏过程分为弹性阶段、空心板开裂阶段、现浇结构层混凝土开裂阶段和受拉钢筋与钢板屈服阶段, 其整体受力性能良好, 极限荷载是带门式钢筋空心板桥的1.4倍; Ω形钢板上方受拉区混凝土首先达到拉应力限值3.17 MPa, 是受力薄弱部位; 由于Ω形和L形钢板的设置, 现浇结构层混凝土开裂时, 与结构层等高度的各结合面处的法向和切向黏结应力均不会超过限值2.30和0.29 MPa, 避免了结合面的黏结失效; 与带门式钢筋的空心板桥相比, 倒T形空心板构造不会减小空心板的开裂荷载, 且新旧混凝土结合面开裂在空心板开裂之后, 可从根本上解决传统空心板桥在车辆荷载作用下铰缝先于空心板开裂的问题。      

双层混凝土箱梁设计及抗弯承载性能分析

双层混凝土箱梁通过取消横隔板,创造性地同时利用顶、底板作为桥面系来实现双层交通,可以充分发挥主体结构的能力。为研究双层混凝土箱梁的抗弯承载性能,根据其结构特点设计了双层混凝土箱梁模型,采用数值模拟方法对箱梁在跨中四点弯曲集中荷载作用下的受弯过程进行非线性分析,研究结构的破坏模式、荷载-挠度曲线、关键截面上的混凝土及纵筋应力变化等。研究结果表明：双层混凝土箱梁的破坏模式为弯曲破坏,其受弯破坏过程可以分为弹性阶段、弹塑性阶段、屈服破坏阶段。在跨中荷载作用下,箱梁顶板混凝土呈现出较为明显的剪力滞效应。跨中截面中腹板混凝土纵向应变沿梁高的分布基本呈线性,随着荷载的增加,截面中性轴有向上偏移的趋势。     

16m先张空心板梁放张过程中的应力测试与分析

通过对某高速公路一16 m空心板梁放张过程中关键截面进行理论分析与应力测试,找出了该类型空心板梁放张过程中关键受力截面的应力变化规律以及空心板底板容易出现纵向裂缝的原因,得出了一部分有益的结论,可以为该类型梁体的施工与设计提供参考。     

先张法预应力简支空心板反拱度理论与施工因素的研究

通过检测张石高速公路中先张法预应力混凝土简支空心板梁的施工,对空心板的反拱度进行了理论计算与实际测量,并根据施工因素的影响,分析了引起反拱度偏差的各种原因,为先张法空心板反拱度的施工控制提供参考.     

铺装补强加固空心板梁受剪性能试验研究

以2片服役20年的先张法预应力混凝土空心板梁为试验研究对象,分析了未加固梁与铺装补强加固梁的破坏过程、破坏模式、抗裂性能和承载力。结果表明:未加固梁的破坏模式为受剪破坏,梁端钢绞线发生滑移现象,剪压区梁顶混凝土被压碎;铺装补强加固梁的破坏模式为受剪破坏,预应力钢绞线断裂,剪压区梁顶混凝土被压碎;铺装补强加固法增加了梁体截面受力高度,提高了梁体刚度,限制了梁体裂缝发展;铺装补强加固法可有效提高结构的开裂荷载和抗剪承载力,开裂荷载与未加固梁相比提高了7. 7%,抗剪承载力与未加固梁相比提高了12. 4%。