“大跨径预应力混凝土梁桥主梁下挠原因分析及对策研究”通过鉴定

日前,西部科技项目"大跨径预应力混凝土梁桥主梁下挠原因分析及对策研究"通过验收。该项目从预应力梁桥下挠特征、桥用高强混凝土材料特性、反复荷载效应、长期挠度计算与设计方法、施工方法与工艺、防控主梁过度下挠措施和已下挠预应力梁桥处置技术等方面进行了系统研究,系统全面地解析了持续下挠原因,对新建桥梁提出了长期挠度计算方法、防控主梁过度下挠的设计、施工措施,对服役旧桥提出了已下挠桥梁的加固成套技术,并编制了相关设计、施工技术指南。     

控制大跨PC梁桥长期下挠的综合举措研究

针对目前大跨度预应力混凝土(PC)梁桥在运营后出现腹板开裂和跨中持续下挠等病害,在总结预应力混凝土梁桥下挠成因的基础上,以在建的主跨为155 m江西泰和赣江公路大桥为例,采用有限元法从恒载零挠度、加大跨中梁高和临时斜拉索辅助施工等新举措出发与传统设计进行分析比较,研究各种因素对预应力混凝土梁桥长期下挠的影响。结果表明:恒载零挠度设计,或者恒载零挠度设计和加大跨中梁高的综合设计措施对控制大跨度预应力混凝土梁桥的长期下挠更有效。     

预应力连续箱梁桥后期下挠影响因素分析

为了研究预应力混凝土连续箱梁桥后期下挠影响因素,以一典型3跨预应力混凝土连续梁桥为研究对象,采用规范和有限元数值计算结合的方法,分析了箱梁预应力损失和变形的时变效应,在此基础上,进一步分析了边中跨比、合龙顺序和合龙压重等因素对箱梁后期下挠的影响。分析结果表明,预应力混凝土连续箱梁桥的时变效应明显,收缩徐变引起的预应力损失和后期跨中下挠值较大;适当地增加边中跨比有利于减小后期中跨的跨中下挠;合龙时,先边跨后中跨合龙并采取适量的压重,是减小跨中后期下挠的有效手段。     

大跨连续梁长期下挠影响因素分析

道路交通发展日益迅猛,桥梁应用越来越广泛,但随之而来也出现一些常见病害,如大跨径连续梁长期下挠问题。为了有效减小跨中挠度,通过对工程实例(95+162+95)m连续梁进行有限元模拟,从结构不同部位的刚度调整、钢束布置及预应力损失等方面对跨中挠度影响进行对比分析。结果表明增加中支点梁高对挠度会产生有利效应,但跨中梁高与中支点梁高比值达到一个界值后,下挠值降低速率减缓;通过增加中支点或跨中梁高,同时在结构受力满足规范要求的前提下采取减小底板厚度来减轻结构自重,能有效的减小跨中长期挠度;底板预应力损失较顶板预应力损失对跨中长期下挠影响更为显著。     

大跨度预应力NSC-UHPC混合连续箱梁桥研究

梁体开裂和跨中下挠在大跨预应力混凝土梁桥运营阶段普遍存在,严重影响桥梁的安全使用。从降低桥梁自重入手,将性能优异的超高性能混凝土(UHPC)应用于跨中区域,提出了大跨预应力NSC-UHPC混合连续箱梁桥新体系桥梁。以红岩溪大桥为依托工程,建立了原桥及新体系桥梁的有限元模型,并从内力、应力、变形方面对两者进行比较。结果表明：新体系桥梁支点负弯矩、跨中正弯矩减小;混凝土压应力水平降低;收缩徐变引起的长期下挠减小。得出结论：新体系桥梁能够有效解决跨中下挠与梁体开裂问题。     

预应力混凝土箱梁温度效应试验

采用人工控温模拟日照温差的方法对预应力混凝土箱梁模型进行了温度场及其效应的试验,摸索了预应力混凝土箱梁在日照温差的长期作用下的下挠特性.     

考虑收缩、徐变和松弛相互影响的预应力长期损失计算

由于混凝土的收缩、徐变和预应力筋松弛的影响,会产生截面应力重分布,使得混凝土的预压应力减少,预应力筋的拉应力降低。若对预应力长期损失预测得不准确,会引发桥梁运营后工作状况的劣化,如混凝土的开裂和过大的下挠或上拱。文章考虑混凝土收缩、徐变和预应力筋松弛三者相互影响,考虑了非预应力筋重心和预应力筋重心不重合的一般情况,推导了预应力长期时变损失的计算公式,并与试验结果及现桥规进行了比较,最后对桥规中计算预应力长期损失的方法提出了改进建议。     

大跨度连续刚构桥体外预应力加固技术研究

当前社会交通量急剧增加，大跨度连续刚构桥易出现梁体跨中持续下挠和箱梁产生结构性裂缝等病害，导致自身强度与刚度难以满足要求，从而影响结构安全性与耐久性。为研究体外预应力束刚构桥加固新技术，依托浙江兰溪黄湓大桥，采用一种基于能量变分原理计算的体外预应力增量的加固技术，并建立有限元模型加以验证，结果表明：该加固方法能有效改善墩顶控制截面在在拉应力的情况，经该方案加固后，各控制截面主拉应力消失并转换成一定的压应力储备，最大应力变化幅度达1.121 MPa,各跨中挠度分别减小15.696 mm, 18.790 mm, 17.702 mm,下挠趋势减小，验证了该体外预应力加固技术加固效果良好，能有效提高大跨度连续刚构桥自身承载能力。     

体内外混合配索在大跨度预应力连续刚构桥中的应用

针对目前大跨度预应力连续刚构桥普遍出现的腹板开裂和跨中下挠的情况,以新滩綦江大桥为工程背景,介绍了一种新的配索体系——体内外混合配索。通过对左幅体内预应力桥和右幅体内外混合配索桥的有限元对比分析,总结出两幅桥的不同受力特点;并从控制斜裂缝的开展、抑制跨中下挠和经济性3方面,对体内外混合配索的优势进行了探讨。     

预应力张拉修复桥式起重机主梁下挠以提高承载能力

桥式起重机主梁的下挠度变形是桥式起重机的主要故障之一,采用预应力张拉工艺修复,不仅能使主梁下挠得以恢复,而且可以使主梁的承载能力得到提高,通过对主梁的受力、挠度进行分析。为制订预应力张拉修复桥式起重机主梁下挠工艺参数提供了设计计算方法。     

预应力混凝土连续梁日照温度效应研究

结合大跨度预应力混凝土连续梁在施工中线形和应力受日照温度效应影响较大的特点,通过日照温度场测试,得到了箱梁竖向温度梯度的拟合公式,并将拟合公式加载到有限元模型中进行计算,计算的线形与应力变化均与实测值基本一致。研究结果表明:10:00以后标高变化较大,呈现为整体下挠的状态;在下午16:00时,梁体线形下挠值最大,悬臂端部达到12.9mm。在日照温度梯度作用下,梁体顶板应力变化明显,而梁体底板应力变化较小。可为后续施工阶段探究日照温度对梁体线形和应力的影响提供参考。     

大跨PC连续刚构桥跨中持续下挠成因及预防措施

目前大跨PC连续刚构桥存在的主要问题是跨中的持续下挠和箱梁的开裂,从砼收缩徐变、预应力损失及箱梁的开裂三个方面分析了各自对跨中持续下挠的影响.由于影响徐变的因素多,因此精确计算徐变对跨中的下挠的影响非常困难,根据徐变产生下挠的机理提出了一些预防措施.     

大跨PC连续刚构桥跨中持续下挠成因及预防措施

目前大跨PC连续刚构桥存在的主要问题是跨中的持续下挠和箱梁的开裂,从砼收缩徐变、预应力损失及箱梁的开裂三个方面分析了各自对跨中持续下挠的影响.由于影响徐变的因素多,因此精确计算徐变对跨中的下挠的影响非常困难,根据徐变产生下挠的机理提出了一些预防措施.     

后续束控制大跨径刚构—连续梁桥长期性能研究

由于混凝土收缩徐变、预应力钢筋松弛等因素作用,大跨径预应力桥梁主梁的长期性能(应力、挠度)出现一系列问题,如:跨中出现裂缝、主梁下挠不断增大等。采用理论分析和数值模拟相结合的研究手段,结合工程实例,根据桥梁的具体情况建立模型,对张拉不同位置(顶板束、腹板束及底板合拢束)的钢束对提高主梁的受力和减小主梁挠度的效率进行分析研究,得出最佳的预留孔道的位置。     

桥面铺装加厚后T构承载力验算

大桥施加体外预应力的目的,是增大原结构内部预应力的储备,以及抵抗由于桥面找平层带来的额外恒载作用。另外,体外预应力对拟制主梁下挠的发展,减缓桥梁振动引起的冲击作用都有着重要意义。     

克服大跨PC连续刚构桥后期下挠设计措施

对比分析几座大跨径预应力连续刚构桥后期下挠过度引起梁体开裂的主要设计参数,阐述了引起后期下挠的主要原因.为提高箱梁持久抗剪承载力,提出构造措施上可供参考的设计参数,并提出克服箱梁后期持续下挠的具体措施,有效地保障梁体处于健康状态.     

预应力混凝土连续梁桥典型病害分析

对某大跨径预应力混凝土连续箱梁桥典型病害(腹板开裂和跨中下挠)进行跟踪观测,运用桥梁博士软件对原结构按新旧规范进行了计算与对比分析。根据现场检测和分析结论对病害桥梁进行了原因分析和综合评估。分析认为,预应力束的配置、箍筋的合理配置、高跨比、腹板厚度、剪切变形以及施工因素等是造成腹板开裂和下挠的主要原因。为今后此类桥梁的设计、施工提供借鉴。通过一个工程实例阐述预应力混凝土连续箱梁桥腹板开裂和跨中下挠等典型病害的跟踪观测及其原因分析。     

克服大跨PC连续刚构桥后期下挠设计措施

对比分析几座大跨径预应力连续刚构桥后期下挠过度引起梁体开裂的主要设计参数,阐述了引起后期下挠的主要原因.为提高箱梁持久抗剪承载力,提出构造措施上可供参考的设计参数,并提出克服箱梁后期持续下挠的具体措施,有效地保障梁体处于健康状态.     

预应力混凝土桥梁徐变控制技术研究

预应力混凝土桥梁徐变引起的桥跨下挠、上拱会引起桥板裂缝病害,危及桥梁安全,通过分析混凝土徐变作用机理和影响因素,提出了桥梁设计施工中的徐变控制要点,结合贵州某桥梁结构,通过有限元建模对比分析了增加备用钢束、增加加载龄期、延长铺装时间三种控制技术下的桥梁徐变变形效果,确定采用三种方式综合的徐变控制方法,能较好地对徐变进行控制。     

大跨径混凝土梁桥体外预应力加固技术

跨中长期下挠和梁体开裂是大跨径混凝土梁桥的常见病害,病害的存在与发展导致桥梁维修养护费用的大幅增加、破坏桥梁美观、严重影响交通和结构安全。采用体外预应力加固技术受力明确、安全,对抑制跨中下挠、控制裂缝,能起到明显的作用。在分析病害特点及成因基础上,通过对两座主跨超过200 m的刚构桥加固实践的总结,提出了针对性措施和体外预应力体系使用建议,供同行参考。