预应力混凝土箱梁桥施工过程中底板崩裂破坏机理分析

针对悬臂施工预应力混凝土箱梁合龙过程中底板崩裂问题,对其破坏机理和防治措施进行了研究。以某预应力混凝土连续箱梁桥为例,对其施工过程进行模拟,通过考虑材料非线性对底板开裂的过程进行仿真分析,并对底板崩裂的机理进行分析,在此基础上根据规范提出防治措施供设计应用。结果表明:由于合龙束孔道的影响,孔肋为受力最不利区域,在径向力作用下,孔肋的斜裂缝和撕裂裂缝是导致箱梁破坏的主要原因;在今后箱梁设计中,底板横向除应满足抗剪承载力外,孔肋尚需满足最小孔道间距的要求。     

节段施工连续箱梁底板预应力外崩力的计算

因箱梁底板下缘预应力筋曲线布置,PC连续箱梁桥合龙段区域底板预应力张拉时会产生外崩力,可能引起连续箱梁桥产生底板崩裂。根据PC连续箱梁桥设计和施工的特点,详细推导了底板预应力产生外崩力的计算公式,在考虑以折代曲节段施工的前提下,分别推导了桥面纵坡和竖曲线、预拱度设置等因素的影响,并对比计算了按底板理想连续曲线、以折代曲以及各种桥面线形影响下预应力径向外崩力的计算实例。计算和分析表明,节段施工连续箱梁的底板预应力外崩力的计算,需要考虑以折代曲的底板线形、桥面竖曲线和预拱度的影响。     

连续刚构桥中跨跨中底板崩裂原因分析与加固措施

针对某连续刚构桥中跨跨中底板混凝土崩裂问题,采用空间有限元程序对该桥进行局部应力计算.通过计算结果分析得出该桥破坏的原因主要为横、竖向拉应力过大,提出加固措施,并对设计和施工提出了一些建议.     

大跨径预应力箱梁底板混凝土崩裂破坏机理研究

分析了预应力混凝土箱梁底板崩裂破坏机理,利用有限元程序,对底板崩裂破坏进行了模拟分析。结果表明,预应力径向力是导致梁底崩裂的主要因素。箱梁底板由于压应力、施工误差、曲率效应、泊松效应等综合因素导致局部应力集中,压曲临界应力下降,最终失稳破坏。基于分析结果,最后给出了底板混凝土崩裂防治措施。     

曲底板混凝土箱梁抗弯承载力试验研究

为研究曲底板对箱梁抗弯承载力的影响,参考工程实际设计制作了2片约1:10缩尺模型混凝土梁(平、曲底板箱梁各1片),其中曲底板箱梁是在平底板箱梁腹板两侧分别增加一个曲底板箱室而构成,通过对这2片箱梁开展受弯破坏试验,研究其抗弯承载力、荷载-挠度关系和破坏形态等内容,明确了曲底板箱梁受力破坏过程特征。结果表明:两类箱梁受弯破坏特征相近;对箱梁两侧增设的曲底板而言,抗弯贡献仅为同等配筋条件下平底板的67. 5%。基于平截面假定与截面内力平衡条件,将曲底板箱形截面等效成工字形截面,分别采用等效钢带法及等效集中配筋法考虑截面腹部钢筋的作用,推导了曲底板箱梁抗弯承载力计算公式,并以试验结果验证了公式的适用性。     

关于增设矮肋法防治大跨径连续刚构桥箱梁底板纵向裂缝问题的探讨

对大跨径连续刚构桥中跨底板混凝土在底板预应力筋作用下可能出现纵向开裂的现象进行了分析,从底板横向受力分析探求底板纵向裂缝成因.根据一座跨径布置为120+230+230+120 m的单箱单室预应力连续刚构桥的结构与设计特点,对该桥在底板预应力作用下的底板横向应力进行了分析, 提出了底板横向计算简化算法,并探讨了避免跨中箱梁底板纵向开裂、底板混凝土向下崩出且相对方便施工的增设矮肋的建议方法,可为大跨度连续刚构桥的设计提供参考.     

预应力混凝土连续刚构箱梁桥底板裂缝成因分析研究

针对预应力混凝土连续刚构箱梁桥底板裂缝成因分析不完善的现状,结合一座实际桥梁,通过有限元程序ANSYS的数值模拟,定量地分析了材料泊松效应对底板应力的影响程度,同时分析了底板预应力筋导致底板出现纵向裂缝的力学机理。分析结果表明：泊松效应尽管是导致底板开裂因素之一,但不是主要因素;而底板纵向裂缝的产生除了传统理论所认为的底板连续索所产生的径向力效应外,底板连续索导致的箱梁翘曲效应与局部小梁效应也是重要的、不可忽略的因素。     

大跨径连续刚构桥主跨底板合龙预应力束的空间效应研究

对大跨径连续刚构桥中跨底板混凝土在底板预应力筋作用下可能纵向开裂的现象进行了分析,阐述了产生这种现象的力学机理。根据一座跨径布置为140 m 268 m 140 m的单箱单室预应力连续刚构桥的结构与设计特点,对该桥在底板预应力作用下的空间效应不利影响进行了分析,提出了避免跨中箱梁底板纵向开裂、底板混凝土向下崩出和腹板竖向拉应力过大的建议,可为大跨度连续刚构桥的设计提供参考。     

连续箱梁桥底板加固设计方案比选

通过对一座运营期内底板产生横向裂缝病害的连续箱梁的现场检测、有限元模拟分析,探讨了连续箱梁此类裂缝的病害成因;在此基础上,对箱梁底板张拉体外预应力钢束和张拉纵向预应力碳纤维板两种加固方案的加固效果进行了比较。结果表明:超重荷载的作用是导致连续箱梁底板产生横向裂缝的主要原因;箱梁底板张拉体外预应力钢束和张拉纵向预应力碳纤维板的主动加固方案,都可以将底板受力恢复为全预应力构件。     

挤压流动性隧道底臌机理及控制技术

为了从根本上防治隧道底臌和仰拱破裂,针对挤压流动条件下隧道底板变形破坏规律研究的不足,通过建立隧道侧墙岩体在支承压力作用下的力学模型,分析了侧墙岩体和顶、底板界面应力以及岩体轴力的基本分布规律,推导了侧墙岩体水平收敛位移及其极限平衡区宽度的理论计算公式。在此基础上,进一步分析了隧道底板岩体在侧墙岩体的挤压下产生塑性流动时的最大剪切破坏深度及其与相应侧墙的距离。最后以云岭隧道底臌为工程实例,对隧道侧墙和底板的初期支护参数进行了优化设计。分析结果表明：底板最大破坏深度及其与隧道侧墙的距离取决于侧墙岩体的极限平衡区宽度和底板岩体的内摩擦角;对于挤压流动性底臌,在加强地下水封堵和提高仰拱抗变形能力的同时,更应注重对隧道侧墙和底板岩体的锚注联合初期支护,为后续挤压流动性隧道底臌灾害的有效防治提供参考。