基于ANSYS的先简支后连续桥型支座处桥面开裂受力分析

利用ANSYS有限元分析软件计算分析了四种连续类型简支梁桥支座处桥面开裂问题,得出了四种类型简支梁桥桥面混凝土的裂缝展开特点,比较说明了先简支后连续(用预应力筋使结构连续)桥型的优越性.     

基于ANSYS的先简支后连续桥型支座处桥面开裂受力分析

利用ANSYS有限元分析软件计算分析了四种连续类型简支梁桥支座处桥面开裂问题，得出了四种类型简支梁桥桥面混凝土的裂缝展开特点，比较说明了先简支后连续（用预应力筋使结构连续）桥型的优越性。     

简支梁桥面连续构造的有限元分析与改进

桥面连续构造是简支桥梁的一个重要构造措施,但很容易损坏,且易损难修,是公路简支桥梁的通病。通过梳理目前常用的桥面连续构造型式,分析了其受力机理。对目前常规的多跨径简支梁桥的梁端变形进行了分析比较,在此基础上通过对两种桥面连续构造进行有限元计算分析,得出了桥面连续在最不利情况下的应力和裂缝宽度。对比发现植入式桥面连续构造能将混凝土变形在一定范围内分散,从而大幅减小了桥面连续处的应力和计算裂缝宽度,具有较高的应用价值。     

先简支后连续梁桥受力特点及施工工艺

先简支后连续梁桥因其具有连续梁桥的受力特性和简支梁桥施工方便的特点而在公路工程中得到广泛应用。分析先简支后连续梁桥的构造特点和受力特点,并对其主要施工工序和质量控制进行阐述,供相关人员参考。     

预应力混凝土T梁简支变连续负弯矩区段改进构造试验研究

针对简支变连续T梁桥负弯矩区段开裂等问题,提出了负弯矩区段改进设计,通过模型试验和有限元仿真对比分析了新、旧构造的力学性能,并进一步分析了钢束张拉力及支承形式对结构的影响。研究结果表明:新构造施工难度降低,与传统构造预应力损失变化规律基本一致;预应力张拉控制应力工况下的应力响应差别不大,新构造应力储备更占优势;预应力张拉控制应力变化对结构应力储备影响较大;双支座的"削峰作用"可使结构整体受力优于单支座的试验梁,但双支座出现脱空对结构受力不利。研究成果可为简支变连续T梁桥负弯矩区段构造改进技术提供支撑。     

变截面连续钢箱梁斜桥受力特性分析

当斜桥斜角角度小、桥面较宽时,其受力机理与直桥不同,若用梁单元模型对其进行分析则不能反映其实际受力状况。以3跨变截面连续钢箱梁斜桥为研究对象,建立梁单元和板单元的2种有限元模型,并对比2种模型的计算结果,分析跨中和墩顶处主梁顶板和底板的应力分布,以考察最不利工况下支座反力的分布情况。     

沙洋汉江公路桥沉井设计与施工

一、沙洋桥桥型设计沙洋汉江公路大桥,位于湖北省沙洋,汉口至宜昌公路由此跨汉江,桥梁全长1818.5米,主桥为八跨一联的预应力混凝土连续箱梁(见图1),跨度为63m 6×111m 63m。南岸引桥为22孔,北岸引桥为12孔、跨径30米、预应力混凝土简支T梁,分别按4跨或6跨一联,作成桥面连续。下部构造为钢筋混凝土空心墩,空心沉井基础。主墩上设有两个2,000t盆式橡胶支座。设计荷载汽车-20,挂车-100。桥面行车道宽9米,两侧人行道各宽1.5米,全宽12.5     

先简支后连续梁桥施工顺序对结构的内力影响

2次负弯矩预应力筋的张拉和临时支座的拆除是先简支后连续结构体系桥梁施工的关键工序,不同的施工顺序会对结构内力产生不同影响。以4跨50 m T梁工程为例,对2次负弯矩预应力筋张拉和临时支座拆除的不同施工程序进行计算分析。分析表明:梁端湿接缝的预应力张拉顺序和临时支座的拆除顺序都会对结构内力产生一定影响。     

在役简支T梁结构连续化改造中的支座选型研究

为研究不同型式支座对桥梁结构受力性能的影响,文中以某40 m预应力混凝土简支T梁桥连续化改造加固为例,通过对2种不同型式支座下桥梁结构进行受力分析及对比,对双支座桥梁结构连续的支座选型展开研究。结果表明,相对于刚性支座,橡胶支座可以明显地减小墩顶负弯矩。在此基础上,对2种不同型号的弹性橡胶支座支反力进行承载能力极限验算,计算结果表明,GJZ 400×400×99型板式橡胶支座满足该类桥梁要求,相对合理。     

简支梁桥桥面连续结构力学特性理论分析

针对简支梁桥桥面连续结构易出现开裂、漏水和啃边等常见的病害问题,基于线弹性理论,采用结构力学方法推导了在汽车活载与温度效应联合作用下桥面连续结构的应力求解公式,并以某工程实例为算例,利用ABAQUS有限元软件对所推导的应力公式进行了验证。通过对桥面连续结构受力性能的综合分析,得出其主要影响因素有桥面连续结构的厚度、无黏结段长度和所用材料种类。最后,对这些影响参数进一步分析,得出了上述各参数对连续桥面结构受力和跨中挠度的影响程度以及影响桥面连续结构受力的最显著参数。结果表明:推导得到的桥面连续结构简化计算公式能够较精确地计算结构在汽车活载、温度效应等作用下的受力特征;随着铺装层厚度的增大,桥面连续段混凝土铺装层上、下表面的受力均有较大幅度的减小,上表面最大受力与厚度大致呈线性关系;当采用沥青混凝土与不采用沥青混凝土的桥面铺装层构造时,两者上表面最大主拉应力基本相同,但后者的下表面最大拉应力远大于前者;铺装层选择沥青混凝土面层与混凝土现浇层的组合设计较为合理;增加混凝土铺装层厚度和设置无黏结段是较为有效的改进方案,其中以设置无黏结段效果最好;每跨的无黏结段长度设为跨长的5%左右能够显著减小桥面连续结构的最大拉应力;研究结果可为简支桥梁桥面连续结构的受力计算及较为精确的设计方法提供理论指导。     

常规桥梁设计理念及《规范》条文应用探讨

常规桥梁中简支T梁因采用连续桥面而设置伸缩缝处的桥面频频损坏,成为既有交通的最大干扰源,受弯构件因抗裂能力不足而开裂超限也是较为普遍的桥梁病害。为了避免上述病害,分析支座、桥墩及其组合刚度对简支梁体系的受力分配影响,考虑到主梁能够承受一定的纵向水平力,不做连续桥面还可大幅提高桥墩安全系数,T梁还是简支为好。探讨受弯构件实际的荷载加载过程、荷载总量、总量限值,构件及材料的工作原理,抗裂标准要求,亦可得到结论:构件材料只能被限制在弹性阶段工作,普通钢筋更为主要的功能是向构件提供抗拉刚度,满足抗裂要求则必然满足极限承载力要求。以上理念可以更好地把握《规范》条文在设计中的应用。     

某多跨简支空心板梁桥无缝化改造设计与施工

空心板简支梁桥在中国应用广泛,多跨桥梁一般采用结构简支、桥面连续来减少伸缩缝。然而,常出现桥面连续处和桥台处伸缩装置的病害,严重影响了交通与结构的安全性和服务质量。该文以某桥为工程实例,在病害调查、技术状况评价的基础上,提出了无缝化的改造方案。将桥墩处两相邻跨简支板结构连续化,并将桥面板延伸过桥台与台后搭板直接相连,取消桥台处伸缩缝,使之成为延伸桥面板无缝桥。文中介绍了该桥设计与施工的要点。工程实践表明:无缝化改造方案通过结构体系的改变,不仅能改善结构的受力状况,减小正弯矩加固的费用,还能有效地提高桥梁的使用性能,免除伸缩装置养护、维修问题,提高了桥梁的耐久性和可持续发展能力。     

简支梁桥桥面连续缝受力机理及影响因素研究

将简支梁桥纵向相邻两片板梁及中间的桥面连续缝模拟为一变跨度、变刚度的三跨连续梁,计算其中跨(即桥面连续缝处)的跨中弯矩影响线方程,计算桥面连续缝在活载和支座沉降下的开裂弯矩。将其中一个参数作为变值,其余参数取定值,研究该变值对弯矩值的影响。由此得出桥面连续缝开裂弯矩的影响因素,并据此提出桥面连续缝开裂的改善措施。     

简支转预应力连续结构受力特性分析与比较

在公路桥梁建设中，简支转预应力连续结构是一种颇受青睐的结构型式，这种结构不仅具有简支梁桥施工简便的优点，而且保证了桥梁的连续性。文中分析先简支后连续体系型式的特点、受力特性，并与悬臂转连续的体系转换方法进行分析比较。     

大轴重重载铁路简支梁桥梁轨相互作用研究

为探明大轴重重载铁路简支梁桥上无缝线路钢轨纵向应力和墩顶水平力的分布规律,以我国在建的30t轴重重载铁路双线32m简支T梁为例进行梁轨相互作用分析。采用ANSYS建立多跨重载简支梁桥-无缝线路一体化分析模型(桥梁与轨道的非线性连接采用非线性杆单元模拟),研究温度和活载作用下钢轨纵向应力与墩顶水平力的分布特点,分析简支梁跨数对纵向力分布的影响。在此基础上,探讨检算钢轨应力时,挠曲力与制动力组合方式的合理性。分析表明:重载铁路简支梁桥上无缝线路钢轨所受纵向应力普遍比客货共线铁路大9.8%~31%;简支梁跨数增加至8跨时,钢轨和墩顶的受力逐渐趋近于稳定;在检算墩顶水平力时,采用挠曲力、制动力耦合的方式进行计算较为安全。     

某立交桥加固改造设计与施工

某立交桥为7跨20 m预应力空心板简支梁桥,运营多年后发现主梁整体性不足,单梁受力状况突出,桥面板出现纵向开裂等病害,同时桥墩盖梁出现弯曲裂缝,侧向挡块破损严重。针对病害情况,确定采用外包钢板加固盖梁、钢-混组合梁替换旧桥部分薄弱梁体、中部三跨由简支到三跨连续的结构体系转换等方法对桥梁进行加固改造。加固改造设计验算结果表明：加固改造完成后的桥梁承载能力能够满足目前的设计需求,具备较高的安全储备。加固改造施工时,采用人工配合风镐拆除旧桥桥面板,吊除梁体;按照设计的加固位置采用外包钢板加固盖梁;钢-混组合梁施工采用先吊装单根钢梁、后吊装横向联系梁的方案;按施工工序进行钢-混结合部和桥面铺装施工。该桥加固改造完成后桥梁运营状况良好。     

双排支座方案在先简支后连续梁桥施工中的应用

该文介绍了双排支座方案在先简支后连续梁桥施工的应用。某工程原设计方案是在桥墩上设置临时支座,中间保留永久支座,永久支座暂不受力,由临时支座参与结构受力,临时支座每跨之间为简支体系,待一联全部吊装完成后,使结构连成整体的连续结构体系,再将临时支座取掉,使永久支座参与结构受力,完成结构体系的从简支到连续的转换。临时支座施工工艺繁琐,操作麻烦,且施工安全方面存在隐患。双支座法是在墩顶中心线两侧对称布置两排永久支座,直接参与结构受力,通过现浇连续段和墩顶负弯矩施工形成结构连续。双支座法并没有改变结构连续的性质,且施工较方便,施工过程中应特别注意对现浇连续段的质量的控制。     

预应力混凝土连续梁桥桥面爆炸损伤试验研究

为了研究桥面爆炸荷载作用下预应力混凝土连续T梁桥的抗爆性能,进行了2×8 m两跨预应力混凝土连续T梁桥模型的野外爆炸试验,并结合数值模拟的方法,研究了不同爆心位置和桥面爆炸荷载作用下预应力混凝土连续T梁桥的动力响应、破坏模式及损伤程度。研究结果表明：跨中桥面上方发生爆炸时,预应力混凝土连续T梁桥桥面破坏形态均表现为桥面板混凝土破碎开洞、T梁腹板和梁底混凝土崩落,属局部冲切破坏;中墩墩顶上方发生爆炸时,预应力混凝土连续T梁桥桥面未发生严重毁伤,邻近中支点的横隔板出现由顶部爆心轴线处向横隔板底放射形扩散的裂缝。相同药量和爆心高度下,桥面中梁跨中爆炸时中梁底加速度峰值最大,桥面边梁跨中爆炸时中梁底加速度峰值最小;提升混凝土强度、箍筋加密布置、施加预应力和增大宽跨比等能一定程度地提高主梁的抗爆性能;研究成果可供梁桥的抗爆防护设计参考。     

桥面连续结构的改进及施工工艺

在高等级公路桥梁工程的设计中，存在大量的梁板简支、桥面结构连续的设计形式，杭州市绕城公路北线工程中，中、小跨径的桥梁工程也多采用此种连续构造形式。由于高等级公路的交通量较大，此种桥面连续构造形式出现的损害现象也较多。介绍了该工程在梁板结构形式及下部结构已无法进行设计变更的情况下，从连续构造的改进措施着手，以求尽量避免桥面连续构造损害出现的施工工艺。     

预制T梁桥和组合式U梁桥构造设计的对比分析

为了提高我国预制标准梁桥的构造设计技术,比较分析了我国预制T梁桥和英国组合式U梁桥的异同:T梁桥由预制T梁、湿接缝组成,多通过湿接缝横向连接预制梁体,纵向连续主要有结构简支、桥面连续,先简支后连续2种;桥面铺装混凝土层是其重要的构造;预制时带有一部分桥面板,方便梁体架设.组合式U梁桥由预制U形梁、现浇端横梁、现浇桥面板组成,通过现浇桥面板和端横梁横向连接预制梁体,纵向用普通钢筋在结构范围内形成连续或部分连续;桥面铺装不需混凝土层,桥面板以上直接铺设防水层和沥青混凝土;在预制时不带桥面板,架设梁体有一定困难.分析表明:英国组合式U梁桥便于施工、质量易保证,且能提高桥梁的整体强度和刚度以及耐久性,但架设方法还有待研究.