基于实测的混凝土箱梁腹板横向温度效应研究

为研究混凝土箱梁腹板横向温度梯度的特征以及横向温度梯度对桥梁结构应力的影响,以某大桥连续刚构辅桥为背景,对混凝土箱梁腹板横向温度效应进行研究。该桥为主跨268m的连续刚构桥,南北走向,分幅布置,墩顶处混凝土箱梁腹板厚度达到1m。基于该桥1年的实测温度,首先使用最小二乘法拟合实测温度,得到箱梁腹板横向正、负温度梯度;然后通过有限元方法计算分析实测温度梯度中考虑与不考虑腹板横向温度梯度时的温度效应。研究结果表明:腹板横向正温度梯度可只考虑单侧腹板,腹板横向负温度梯度则考虑腹板两侧对称布置;考虑腹板横向正温度梯度时,底板上缘拉应力增值较大;考虑腹板横向负温度梯度时,腹板外侧纵向应力由压应力变为拉应力,应力明显增大,混凝土箱梁腹板的横向温度效应在桥梁设计中不可忽略。     

基于实测的混凝土箱梁腹板横向温度效应研究北大核心

为研究混凝土箱梁腹板横向温度梯度的特征以及横向温度梯度对桥梁结构应力的影响,以某大桥连续刚构辅桥为背景,对混凝土箱梁腹板横向温度效应进行研究。该桥为主跨268m的连续刚构桥,南北走向,分幅布置,墩顶处混凝土箱梁腹板厚度达到1m。基于该桥1年的实测温度,首先使用最小二乘法拟合实测温度,得到箱梁腹板横向正、负温度梯度;然后通过有限元方法计算分析实测温度梯度中考虑与不考虑腹板横向温度梯度时的温度效应。研究结果表明:腹板横向正温度梯度可只考虑单侧腹板,腹板横向负温度梯度则考虑腹板两侧对称布置;考虑腹板横向正温度梯度时,底板上缘拉应力增值较大;考虑腹板横向负温度梯度时,腹板外侧纵向应力由压应力变为拉应力,应力明显增大,混凝土箱梁腹板的横向温度效应在桥梁设计中不可忽略。     

广东虎门辅航道连续刚构桥混凝土箱梁的温度梯度研究

根据广东虎门辅航道连续刚构桥混凝土箱梁日照作用下的温度观测结果,研究箱梁沿断面高度方向的温度梯度分布规律。在参考国内外相关规范基础上,采用非线性回归方法提出该桥混凝土箱梁的温度梯度模式。利用空间有限元计算手段,针对箱梁的变形和应力对温度梯度模式的敏感性进行对比分析。研究结果表明,温度梯度模式对结构性能的影响很大。依据该桥温度观测数据提出的温度梯度计算模式可作为连续刚构桥混凝土箱梁日照温差作用下结构计算的重要参考。     

曲线刚构桥的空间受力分析

利用有限元模型,分析预应力和温度对曲线刚构桥空间受力的影响.结果 发现:预应力对曲线刚构桥正应力、扭转角等影响程度较小,在温度梯度作用下易造成桥梁腹板开裂.所得结论为今后曲线刚构桥的设计和施工提供了有效的理论依据.     

曲率半径对中小跨径连续刚构桥施工阶段力学性能的影响

为研究逐跨节段拼装工法施工的曲线刚构桥施工阶段力学性能及曲率半径对其力学性能的影响,该文以南昌市洪都高架桥双箱标准段（35+35+35）m连续刚构桥为工程背景,通过改变曲率半径,研究曲率半径对逐跨拼装中小跨径连续刚构桥施工阶段力学性能的影响。结果表明：采用逐跨拼装工法施工时,后跨施工会影响前跨已架设主梁应力、竖向位移、横向位移、扭矩及墩底应力等力学性能,且随曲率半径的减小影响增大;曲率半径过小时,各项力学指标易超出安全容许值。综合设计与施工阶段力学性能考虑,此类桥梁曲率半径不宜小于75 m。     

大跨PC连续刚构桥主梁温度梯度下的应力分析

为深入研究大跨PC连续刚构桥主梁温度梯度下的应力状况,以某(45+2×80+45)m大跨PC连续刚构桥为工程背景,分别分析了混凝土铺装和沥青铺装下不同顶板厚及不同铺装层厚主梁温度梯度下的应力状况。研究结果表明:(1)同等条件下混凝土铺装产生的温度梯度应力为沥青铺装的1.3～1.8倍;(2)主梁顶板厚度变化对其温度梯度应力影响很小;(3)一定厚度范围内的沥青铺装,主梁温度梯度应力随铺装层厚度增加而减小,厚度增加1cm其正温差工况温度梯度应力减少0.4 MPa左右,负温差工况温度梯度应力减少0.2 MPa左右;(4)沥青铺装层厚度增加,其温度梯度应力减少值较其自重应力增加值要大,单从温度梯度应力方面考虑,较厚的沥青铺装可使主梁应力状态更优,综合考虑施工方便、经济合理等因素,沥青铺装以8～9cm为宜。     

不对称小半径曲线连续刚构桥合龙顶推效应分析

合龙顶推对改善连续刚构桥受力和变形具有重要意义.为分析合龙顶推对不对称曲线连续刚构桥的作用效应,以宁波某大跨不对称小半径曲线连续刚构桥为工程背景,分析曲线连续刚构桥在砼收缩徐变、温度及合龙顶推力作用下的力学行为.结果表明,曲线连续刚构桥在砼收缩徐变、降温作用下会发生向跨中侧和曲线内侧的弯曲变形、扭转变形;桥墩不对称和主...     

长期荷载作用下混凝土徐变对连续刚构桥变形的影响分析

混凝土的徐变是引起连续刚构桥长期下挠的重要原因。文中以一座连续刚构桥为例,分析了长期荷载作用下混凝土徐变对连续刚构桥变形的影响规律,并对混凝土加载龄期,以及成桥交通开放时间等参数进行了探讨。分析结果表明,混凝土徐变对桥梁结构变形的影响是一个长期、逐渐累加的过程;如果混凝土加载龄期太小,将会导致桥梁结构长期变形显著增大;推迟成桥交通开放时间可明显减小桥梁结构的长期变形。     

长边跨高墩大跨连续刚构桥施工方案比较

多跨连续刚构桥属高次超静定结构,施工至成桥需经历复杂的体系转换过程,施工过程显著影响成桥后的线形与受力状态。某山区连续刚构桥长边跨现浇段施工时,由于墩高及地形限制无法采用落地支架和长悬臂托架施工,为减小边跨现浇段长度,提出增设不对称悬浇段的非对称施工方法。以该桥为背景建立有限元仿真模型,分析3种不同施工方案对施工过程及成桥后结构应力与变形的影响,探讨高墩大跨度连续刚构桥的合理施工方案。研究表明:3个施工方案施工和运营阶段应力与变形均满足规范要求;边跨增设非对称悬浇段时,对成桥应力影响较小,主梁下缘压应力储备增加,上缘压应力储备略有减小;增设非对称悬浇段会导致边跨跨中长期挠度增大,但通过合理设置预拱度,不影响成桥线形实现;先边跨、再中跨的合龙顺序有利于减小边跨跨中长期下挠;非对称施工时最大悬臂状态第一类稳定系数较原设计略小,但安全储备仍较高。     

大跨连续刚构桥底板纵向裂缝成因分析与处治措施

通过对一座运营期内底板产生纵向裂缝病害的大跨连续刚构桥的现场检测、有限元模拟分析,探讨了刚构桥此类裂缝的病害成因;在此基础上,对箱梁底板粘贴横向钢板带(被动加固)和张拉横向预应力碳纤维板(主动加固)的加固效果进行了比较。结果表明:曲线预应力合龙束引起的横向附加应力,以及箱内外温差引起的横向应力的联合作用,是导致大跨连续刚构桥底板产生纵向裂缝的主要原因;箱梁底板粘贴横向钢板带的被动加固方案,可以起到限制裂缝发展的作用;底板张拉预应力碳纤维板,将底板受力提升为预应力A类构件,更好地提高了结构的耐久性。     

预应力混凝土连续刚构桥底板脱落成因分析

以广西某高速公路连续刚构桥为实例背景,针对跨中合龙段底板张拉后,左中跨某节段底板混凝土出现脱落病害,推导了径向力集度的计算公式,讨论了不同曲线次数对底板径向力集度的影响。采用通用有限元程序Ansys对局部箱梁模型进行了非线性有限元分析,结果发现波纹管向上偏离设计位置产生的集中径向力使得脱落部位的竖向拉应力增大,同时横向拉应力和切应力均处于最不利水平,致使脱落病害出现。     

体外预应力在大跨连续刚构桥加固工程中的应用

以某连续刚构桥加固工程为依托,并进行体外预应力加固设计及加固效果评价,得出了连续刚构桥采用体外预应力加固能显著增大压应力储备、降低主拉应力,并适当恢复结构线形。为同类桥梁加固设计工程提供依据。     

超高墩大跨部分曲线连续刚构桥地震反应分析

基于时程分析法,借助大型有限元计算程序,以四川某超高墩大跨部分曲线连续刚构桥为背景,对该桥进行了自振特性及地震反应分析,对比研究了同条件下部分曲线桥与直线桥的抗震性能的差异,对左右幅之间的横向联系对结构整体刚度的贡献及对结构整体抗震性能的影响也进行了相应研究.研究结论表明:该类结构的曲线线形对自振频率的影响较少,其结构...     

曲线梁桥空间内力分析

本文以某连续刚构弯桥为研究对象,借助有限元程序分析荷载作用下主梁扭矩和内力特点,通过改变墩的横向刚度,对比分析曲线刚构桥的梁体位移和内力,探讨了梁体弯曲对设计施工控制变形的影响,希望为相关工程提供参考。     

曲线连续梁桥的病害与温度效应

由于曲率的影响,曲线梁桥易产生弯扭耦合作用,因此曲线梁桥的内力、变形计算远比直线梁桥复杂,实际工程中也出现了不少问题。应用有限元方法,以曲线连续箱梁桥为工程背景,对温度荷载作用下曲线连续梁桥的受力与变形特点进行了分析。计算结果表明,温度作用对曲线连续梁桥的内力有显著的影响,容易产生工程病害;原公路桥涵设计规范中对混凝土箱梁竖向温度梯度的规定不够合理;箱梁顶、底板的温差效应是造成曲线连续箱梁扭转的主要因素,而整体升温则是曲线连续箱梁桥直接发生径向偏移的主要原因。这一结论将对改进曲线连续梁桥的设计,具有较强的理论与实践意义。     

考虑桩土作用的高墩大跨连续结构几何非线性效应分析

在迅速崛起的西部高原山区高墩大跨桥梁多以百米左右的高墩大跨连续刚构桥为主,其几何非线性问题变得越来越重要。为了研究桩土作用下该结构的几何非线性效应,以西部某高墩大跨连续刚构桥为依托工程,利用大型有限元软件进行了考虑桩土效应的几何非线性施工全过程模拟。对比分析了该类型桥梁在桩土作用下几何非线性效应对结构应力和位移在施工阶段及成桥后的影响程度,并研究了不同墩高情况下几何非线性效应对该类型桥梁的变形及结构内力的影响规律。分析结果表明:几何非线性效应对主梁断面顶、底板应力的影响随着悬臂长度的增加而逐渐增大;考虑比不考虑几何非线性效应的主梁竖向位移值小,且位移曲线平顺连续;几何非线性效应对主梁弯矩和主墩剪力影响较大,且剪力分布的非线性随墩身高度的增加而明显,呈先增大后减小的现象;几何非线性效应对边跨主梁弯矩的影响效应随墩高的增加而减小,对墩顶及中跨主梁弯矩的影响随墩高的增加而增大。为了更好地控制结构应力及线形,建议高墩大跨连续结构在设计及施工控制中应着重计入几何非线性效应的影响。     

不同温度场改良条件下箱体结构温度效应仿真分析

以中国桥规中温度梯度为基础,通过有限元软件Midas/Civil模拟箱体结构温度场的不同程度改良,对比仿真分析连续刚构桥箱梁温度应力与挠度的分布规律及其改良幅度;研究了连续刚构桥各关键截面温度效应与温度梯度改良程度的相关性。结果表明:当箱梁的内外温差由原来的14℃改良到5℃时,箱梁的最大拉压温度应力以及桥梁结构的挠度,都将减小为原来的67%左右,改良幅度较明显;截面温度应力以及主梁挠度与温度梯度改良程度呈线性关系。     

温度梯度模式对钢筋混凝土连续曲线箱梁桥变形的影响

结合实测温度荷载对某实桥进行了变形量的分析计算，同时比较了7种温度梯度模式对钢筋混凝土连续曲线箱梁桥变形的影响。针对浙江地区和与其气候条件相似地区提出了一种简便、且与实测结果相符的温度梯度模式。结果显示所建立的有限元模型可以分析温度荷载对钢筋混凝土连续曲线箱梁桥变形的影响。     

高墩大跨度连续刚构桥空间动力特性分析

连续刚构桥动力特性是桥梁结构动力分析的前提和基础。以一高墩大跨度连续刚构桥为研究对象,运用有限元软件ANSYS建立其有限元模型,分析其结构参数对动力特性的影响。分析表明：1）主梁刚度增大,各阶振型频率也随之增大,且侧弯和竖弯振型的频率变化较为明显,对纵飘振型影响较小;2）桥墩刚度的变化对侧弯和纵飘频率影响较大,而对竖弯频率影响相对较小;3）纵向约束弹簧刚度对竖向和横向各阶频率无任何影响,但是可以显著增加纵向频率。     

曲线箱梁桥悬臂施工应力与线形现场测试研究

通过现场监测和数值模拟手段,分析了预应力混凝土曲线箱梁桥悬臂施工过程中的应力和线形变化规律,讨论了曲线箱梁弯扭耦合效应及日照温度梯度对曲线箱梁桥内力和线形的影响。研究结果表明,曲线箱梁两侧翼缘板应力差值、竖向位移差值及箱梁径向位移随着箱梁曲率、墩身高度和悬臂长度的增大而增大;日照温度应力随温度梯度、约束条件和悬臂长度的变化而变化,其量级可能超过结构的活荷载水平,温度对箱梁标高的影响也不容忽视,且温度应力和温度位移具有滞后效应。研究结论可为预应力混凝土曲线箱梁桥的设计和施工提供有益的参考。