箱形输水桥不同日照温差模式下的温度应力研究

该文针对日照温度梯度模式,按照温度自约束应力的平衡特点,导出了混凝土箱形输水桥的温度应力计算公式。对某输水桥的计算表明:日照作用下混凝土箱形输水桥沿槽身高度方向会产生较大的温差,在非线性温度梯度作用下截面腹板区域将产生较大的拉应力,会降低截面抗裂性,应加强纵向预应力钢筋,提高其抗裂能力;并且,所选取的温度梯度模式不同,在同等条件下所得到的温度应力是不同的。     

连续箱梁的日照温差应力计算研究

根据变形协调条件及平截面假定,首先推导了连续箱梁日照温差总应力的一般公式,并针对试验观测资料及我国铁路桥梁和公路桥梁设计规范中的不同日照温差梯度模式,给出了温度应力的实用计算公式.为了能够进一步应用于斜交连续箱梁,以斜交连续梁的三力矩方程为基础,给出了温度次弯矩的计算方法及公式.编制了相应温度应力分析程序,结合工程实例分别对正交和斜交连续箱梁的温度应力进行了计算分析,并与ANSYS有限元计算结果进行对比.通过分析连续箱梁日照温差应力沿梁跨方向的分布规律,提出在设计预应力混凝土连续箱梁桥时,应特别注意对主跨跨中截面进行正应力验算及正截面抗裂性验算,并注意对中支点及其附近梁段靠近重心轴处的斜截面抗裂性进行验..     

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。     

混凝土桥梁温度作用模式及效应规律

介绍中外几种典型的桥梁设计规范中有关混凝土桥梁温度作用的规定与国内实测温度梯度作用模式,并以广东省内数座连续梁实桥为工程背景,对其模式和效应规律进行研究。主要规律为：在同一温度梯度作用下,截面上缘温度自应力与梁高成正比,次应力与梁高成反比,而总温度应力与梁高及跨径关系不大,顶缘温度应力可近似表达为0.29T1（T1：顶缘温度）;截面下缘温度自应力、次应力和总应力与梁高均成反比等。     

预应力混凝土连续箱梁桥的次内力分析

预应力混凝土连续梁桥的次内力,一般包括:预加力引起的次内力、混凝土收缩徐变引起的次内力、基础沉陷引起的次内力和由非线性温度梯度引起的次内力。文中先介绍了各项次内力产生的机理及对连续梁桥的影响,再以一座3跨悬臂浇注施工的预应力混凝土连续箱桥为工程实例,进行详细说明。     

具有大边肋截面的混凝土斜拉桥主梁的二维温度效应分析

针对预应力混凝土双索面斜拉桥常见的边主肋截面主梁,提出了一种二维温度场计算模式.将主肋、小纵肋、顶板及翼板分开计算各自的温度梯度模式:顶板的温度只沿高度方向变化；边主肋与小纵肋的温度都是沿中心线顶缘向左右两侧与下缘降低；翼板的温度沿内侧顶缘向外侧与下缘降低,通过主梁的平截面假定计算出截面各点的应力与应变.对于斜拉桥这种超静定结构,可以利用杆系结构有限元法计算出由日照温差及季节温差产生的节点等效荷载及位移,从而确定结构的温度效应.最后结合工程实例进行计算分析,结果表明:温度效应引起的主梁变形的计算值与实测值比较接近,从而验证了该方法的可行性.     

寒流作用下钢管混凝土高墩温度场观测与效应分析

基于雅泸高速公路腊八斤特大桥温度场连续观测结果,研究了寒流作用下钢管混凝土高墩温度场的分布和变化规律。利用数理统计方法,拟合了截面寒流降温模式的温度梯度,结果表明:沿钢管混凝土柱截面径向温度变化中,越靠近钢管中心,温度变化越滞后于大气温度;寒流作用下钢管混凝土柱截面径向的温度梯度可用三次多项式来表示;腹板温差可用指数函数来表示。负温差使高墩表面产生较大的拉应力与墩顶偏位,且对成桥后的内力有着不可忽视的影响。     

高温差对悬臂施工预应力混凝土连续梁成桥变形及应力影响研究

由于预应力混凝土连续梁桥的超静定特性,加上其横截面积的不断增大,各种温度作用对施工和运营过程中桥梁结构的影响也越来越大,不少结构混凝土的开裂就是温度效应引起的。因此,研究高温差地区预应力混凝土连续梁桥的温度效应是十分必要的。现以一座典型的四跨预应力混凝土连续梁桥为背景,分析其施工过程中悬臂结构在高温差地区日照温度荷载下的变形和应力响应。通过上述分析研究,为今后该类桥梁施工提供相关的参数或经验。     

大跨度混凝土连续箱梁桥温度效应研究

为探明大跨度混凝土箱梁桥施工及成桥阶段的温度场及温度效应，以某实际箱梁桥为研究对象，基于现场监测的温度数据，拟合得到日照作用下混凝土箱梁的竖向温度梯度模式，并在此基础上，建立桥梁各阶段的温度效应结构计算模型，重点研究了箱梁桥在现场监测及各国规范规定的温度梯度模式下的温度应力及竖向挠度分布规律，分析了现场监测得到的最不利竖向温差模式下混凝土箱梁截面的横向及竖向温度应力分布规律。研究结果表明：1)中国《铁路桥涵混凝土结构设计规范》(TB 10092—2017)规定的温度梯度模式的计算结果与依托工程桥梁现场监测结果一致性最好，英国桥梁规范接近；2)混凝土箱梁的顶板和底板主要承受横向温度应力，腹板主要承受竖向温度应力。     

各国规范关于混凝土箱梁桥温度应力计算的分析与比较

参照国内外5种规范对温度梯度的规定,采用相同的升(降)温温差,对一大跨径连续刚构箱形梁桥的温度效应进行计算分析和比较,结果显示温度荷载在主梁下缘引起拉应力,它与混凝土张拉预应力筋引起的二次应力相组合,将产生较大的拉应力,从而降低主梁截面的抗裂性能,在设计计算时应予以高度重视。     

梯度温度作用下装配式混凝土箱梁温度应力分析

装配式混凝土箱梁在温度作用下产生的结构次内力是造成其开裂的重要因素.为研究装配式混凝土箱梁在梯度温度作用下的温度应力分布,对4种不同国家设计规范梯度温度模式下装配式混凝土箱梁温度场进行分析.通过建立某五跨装配式混凝土箱梁实体单元模型,施加温度荷载,对不同温度场下连续装配式混凝土箱梁的应力与变形进行计算.结果表明,装配式...     

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。     

预应力混凝土连续曲线箱梁预应力效应分析

曲线箱形梁桥是空间复杂受力结构体系,预应力钢束产生的径向分布力是预应力混凝土曲线箱梁产生扭矩的主要原因之一。采用组合有限元法和简化方法分析曲线箱梁中预应力所产生的效应,得出预应力作用产生的内力和变形的变化趋势,为进一步完善曲线预应力混凝土箱梁桥的设计提供了依据。     

任意截面无粘结预应力混凝土梁的极限非线性分析

在材料非线性应力-应变关系基础上,提出了确定任意截面无粘结预应力混凝土梁抗弯强度以及计算无粘结预应力筋极限应力的通用方法。利用修正的RODRIGUEZ截面模型进行截面强度分析,按截面顶点把截面划分为若干个梯形单元,通过对梯形单元积分求出混凝土内力。将极限状态下无粘结预应力梁等效塑性区长度与破坏截面中性轴高度之比看作一常数,通过对引自7个不同文献的140片无粘结预应力试验梁的非线性回归分析,认为这个常数取为9.78较为合理。计算结果与试验值吻合较好。     

桥梁结构日照温差二次力及温度应力计算方法分析

预应力混凝土箱梁结构桥梁在太阳辐射作用之下所诱发的温度差异应力主要包括自我约束应力以及次应力这两个方面,会在一定程度上造成桥梁出现结构裂缝,不利于桥梁自身的稳定、安全运行。针对此情况,分析桥梁结构日照温差二次力以及温度应力的计算方法与要点,望能够进一步在工程实践中加以应用。     

基于非线性有限元分析的新型锚固块设计

锚固块是体外预应力桥梁的关键构造之一.目前采用的锚固块都是由钢筋混凝土构成,其体积和自重较大,受力较复杂,一定程度上约束了体外预应力在桥梁上的应用.借鉴钢锚箱在斜拉桥索塔上应用的成功经验,采用理论计算和非线性有限元分析相结合的方法对体外预应力混凝土桥梁的钢锚箱进行设计和计算.结果表明,钢锚箱可用于体外预应力混凝土桥梁,其自重只有混凝土锚固块的50％,该结果可为体外预应力桥梁钢锚箱设计提供参考.     

混凝土箱梁温度场计算方法研究

混凝土箱梁桥温度场是非线性的,其分布主要取决于环境条件、物理性质、几何材料特征以及桥梁走向位置等因素。本文简要介绍了一个考虑以上因素计算箱梁表面温度分布的解析模型,在此基础上进行箱梁桥温度场的热力学有限元瞬态分析。以杭州湾跨海大桥非通航孔桥为例,计算大跨预应力混凝土箱梁结构的温度场,通过与规范的计算进行比较,得到一些关于混凝土箱型梁桥温度效应的结果,可为工程设计和管理提供必要的依据。     

考虑全寿命管养的桥梁检修孔后开设方案研究

对于运营中的预应力混凝土箱梁桥,受恶劣环境及车辆超载等因素影响,经常会出现各种各样的病害,由于常规的混凝土箱梁一般不设置永久检修孔,此类箱梁内部的病害不能及时发现和处理,为桥梁管养和检修带来困扰。通过对既有混凝土箱梁桥开设永久检修孔,并对开设后梁体的局部受力情况进行有限元分析,提出合理的补强方案,解决箱梁内部检修和养护的需求,为桥梁全寿命周期运营提供安全保障。     

预应力RC-UHPC简支组合箱梁设计

为改善混凝土箱梁的受力性能，提出预应力RC-UHPC简支组合箱梁新结构。以实际工程中某现浇预应力单箱双室简支箱梁桥为工程背景，开展设计研究，采用预应力RC-UHPC组合箱梁替代原设计的现浇箱梁，通过理论分析和MIDAS CIVIL相结合的方式，探讨了此结构的计算方法，并对设计的箱梁进行设计计算，结果表明所设计的新结构的抗弯承载力和最大变形量等均符合现行设计规范的要求。通过对原设计箱梁和新型箱梁的造价、施工便利性、耐久性等方面进行比较，发现所提出的新型箱梁的造价与原设计箱梁较为接近，但其混凝土和预应力筋的用量比原现浇桥减少了49.6%和21.1%，可采用预制吊装方案，施工方便，且腹板采用的UHPC抗裂性、耐久性均得到明显提高，具有广阔的应用前景。