双线铁路箱梁施工阶段跨中截面应力的有限元分析

在双线高速铁路建设中，广泛采用整体箱型梁结构形式。本文采用弹性力学有限元方法。建立了8节点六面体等参数单元的三维应力分析有限元模型。结合双线铁路预应力混凝土简支箱梁的施工，利用SAP90通用结构有限元分析程序，建立了整体箱梁三维实体单元模型，通过梁单元施加预应力荷载效应。箱梁采用后张法施工工艺，分别以预应力初张拉阶段、预应力终张拉完成、二期恒载作用为分析荷载工况，计算了箱梁跨中截面应力，给出在施工过程中箱梁跨中截面的应力随预应力张拉的变化及分布情况。通过有限元分析结果与铁路桥涵设计规范的比较得出，该箱梁结构设计合理，施工方案可行。本文所采用的分析方法和结论对于双线铁路箱粱的设计与施工有一定的借鉴意义。     

客运专线预制箱梁预初张拉阶段跨中截面应力状态研究

以无砟轨道后张法预应力混凝土双线简支箱梁为研究对象,采用有限元分析软件MIDAS/Civil按弹性支撑计算模型对预初张拉阶段的箱梁跨中截面应力状态进行了施工模拟。在箱梁跨中截面预埋钢弦式应变计,监测了预初张拉阶段的混凝土应力。将计算结果与现场实测数据进行了对比分析,结果表明在预初张拉阶段,随着钢束张拉根数的增加,箱梁应力状态逐渐趋近于简支受力模型。张拉过程中的截面应力计算按弹性支撑模型是可行的。     

预应力张拉对现浇支架受力影响的计算分析

研究目的:预应力张拉时,混凝土梁与现浇支架相互作用。混凝土梁的变形引起支架上的荷载重分布,在工程实际中很少考虑对此工况的计算。由于计算不全面,设计的支架结构安全储备不足,有可能出现因现浇支架局部受力不够而发生安全事故。本文以某斜拉桥现浇支架施工计算为例,研究纵、横向预应力张拉对现浇支架受力影响的计算方法,分析预应力张拉引起现浇支架上荷载重分布的原因,为预应力混凝土梁的施工方法提供理论依据。研究结论:通过建立预应力混凝土梁与现浇支架的整体有限元模型,按施工阶段分析计算了混凝土浇筑、达到设计强度、张拉纵向预应力、张拉横向预应力各施工阶段下现浇支架受力的变化情况,计算结果表明对于纵、横向预应力张拉时,混凝土梁发生变形,导致作用在现浇支架上的荷载传递到支架两侧;张拉预应力钢束越多,荷载重分布的现象越明显,而重分布的荷载对支架局部结构产生较大不利影响。     

900t大型预制箱梁早期张拉抗裂性能研究

运用数值方法和现场测试,研究900 t大型预制预应力混凝土双线简支箱梁在预、初张拉过程中的应力、变形状态及抗裂性能。采用通用有限元分析软件MIDAS/Civil,按弹性支撑计算模型,对预、初张拉阶段箱梁的应力和变形状态进行模拟计算,分析基础刚度、箱梁翼板有效宽度及混凝土弹性模量关键参数对计算结果的影响。在箱梁跨中截面内埋设钢弦式应变计,在梁顶面布置观测标,监测预、初张拉阶段的混凝土应变和梁体变形。研究结果表明,900 t大型预应力混凝土双线简支箱梁跨中截面在预、初张拉阶段未出现拉应力,初张拉后箱梁明显上拱。采用只受压弹性连接模拟箱梁与台座之间的接触关系进行箱梁受力状态分析,能够模拟出梁体在预应力束逐批张拉下梁体逐渐起拱以及梁体自重逐渐参与作用的实际情况,梁体上拱变形的计算结果与实测结果符合较好。     

双线铁路箱梁进人孔的局部应力分析

结合客运专线铁路双线桥预应力混凝土箱形梁施工,利用结构有限元计算了在施工中各阶段进人孔局部受力情况,分析了施工中梁底板上进人孔周边的应力分布和变化,指出对于单箱单室双线铁路箱形梁进人孔设计及施工中应注意的问题。     

铁路整体PC箱形梁的徐变效应分析

研究目的:混凝土的徐变对预应力混凝土结构的影响不容忽视。在进行结构分析时,不同的计算模式,计算的内力和变形计算结果也不一样,其中混凝土徐变引起的预应力损失对于结构内力及变形的影响尚有待进一步探索。研究方法:文中结合铁路桥梁设计规范,采用MIDAS/Civil结构分析软件,对双线铁路整体PC箱梁在3种计算模式下,进行施工中预应力的张拉、落梁以及二期恒载作用阶段的受力和变形分析,探讨了徐变引起的预应力损失对结构的影响。研究结论:对简支结构而言,混凝土徐变不会产生次内力,但会使应力重新分布,考虑徐变引起的预应力损失将使梁体的内力减小;梁体在张拉力作用下产生上拱变形,并随时间推移而缓慢发展,二期恒载的作用将有效减小上拱挠度,梁体的徐变变形占总变形的50%,徐变引起的的变形对梁体对结构下挠不利,而对于上拱度的控制是有利的。     

大跨度双线无砟轨道预应力简支箱梁梁端锚固区应力分析

针对双线无砟轨道56 m预应力混凝土简支箱梁在大吨位群锚作用下的梁端受力行为,采用ANSYS软件对梁端锚固区建立有限元模型并进行仿真分析,得出梁端锚固区在预应力束张拉各阶段及最终成桥时的应力变化规律,并通过施工监测对理论分析进行验证,现场试验结果与理论分析结果吻合。     

石首长江公路大桥预应力混凝土箱梁张拉方案对比分析

针对石首长江公路大桥北边跨混凝土梁段,基于ABAQUS软件,采用桁架单元T3D2模拟预应力筋,实体单元C3D10模拟混凝土,建立了混凝土标准梁段的有限元计算模型。制定了预应力整体张拉和局部张拉两种方案,并对这两种方案下混凝土梁段的受力进行了对比研究。研究结果表明,混凝土箱梁的预应力张拉工序直接影响梁段在吊装和存梁阶段的整体受力。当采用局部张拉方案时,预应力混凝土梁段受力状况良好,满足设计要求。     

京石客运专线双线整榀箱梁预应力施工技术

结合京石客运专线铁路的施工,从设计要求和施工工艺两个方面,详细介绍客运专线双线箱梁预应力施工技术,尤其是三阶段张拉技术的应用,对于移动式侧模的箱梁梁场,现场施工工艺中必须进行带模预张拉,有效避免梁体出现早期裂纹。预应力施工过程中必须严格执行三控(应力、应变和持荷载时间):应力控制要以油表读数为准,以钢绞线的伸长值作校核,持荷时间要保证。     

预应力混凝土箱梁的端块应力分析

秦沈客运专线大量采用32 m预应力混凝土箱梁,其端部的锚下应力分布复杂。利用有限元软件建立箱梁的三维实体模型,并详细分析计算结果,得出以下结论:端块长度约为1个梁高,与预应力传递长度基本相同;端块不仅分布有纵向应力还有横向拉应力,甚至超过了混凝土抗拉极限强度。因此建议在设计过程中,应将端块应力控制在混凝土抗拉极限范围内,对局部高应力区应配置足够的非预应力筋以限制裂缝开展。     

双线客运专线整孔箱梁预制技术

研究目的:为了提前做好客运专线的施工准备,针对双线整孔箱梁施工的特殊性及其重点、难点问题,开展本次研究。研究结果:解决了箱梁施工过程中预制梁场的布置、台座设置、内外模板设计、组装、拆除、混凝土蒸汽养生、预应力张拉工艺、移梁方式及重要设备选型等问题。     

A;;长大干线$桥梁工程

研究目的:在繁忙的铁路线上修建上跨立交桥,根据既要保证铁路的安全运营,又要考虑施工的顺利进行的特点,研究桥梁的设计中应该特别注意的问题,提出在适用不同线路条件下的桥梁结构形式,对日渐增多的跨线桥工程设计提供有益的借鉴。研究方法:结合上跨铁路立交桥的设计工点和设计经验,采用综合经济技术分析的研究方法。研究结果:从保证铁路安全运营的角度来综合考虑跨线桥的施工方法和结构设计,分别提出了适合于铁路区间和枢纽的常用桥跨方案。研究结论:位于铁路区间的桥跨结构采用预制架设法施工,适宜采用箱梁、T梁和空心板梁,位于铁路枢纽的桥跨结构采用转体、悬臂或顶推法施工,适宜采用斜拉桥、大跨刚构桥和钢混结合梁桥。     

客专32m双线后张法PC简支箱梁静载试验技术

通过介绍时速350km客运专线铁路无碴轨道双线后张法预应力混凝土简支箱梁静载试验过程,阐述了无碴轨道双线后张法预应力混凝土简支箱梁静载试验技术。     

轨道交通复合截面连续 U 梁桥 设计与施工

上海市轨道交通 17 号线在国内首次采用预应力混凝土 U 型+箱型复合截面连续梁桥,设计中针对常规 U 型截面梁适用跨径有限,难以用于大跨连续梁桥的难题,提出箱型截面与 U 型截面上下组合形成的复合截面, 通过有限元方法分析研究截面的力学特性,明确其设计方法及控制指标,并应用于主跨跨径 70 m 的连续 U 梁桥。 采用预制节段悬臂拼装,施工周期短,对周边环境影响小,施工质量优良,经济效益显著。施工期间的应力跟踪 监测以及成桥后的静载试验结果表明：连续 U 梁桥的设计合理、施工可靠、结构安全。     

高墩双线变四线道岔连续梁施工技术

金华至温州铁路扩能改造工程祯埠特大桥18#~22#墩之间设计1联4×32 m双线变四线道岔连续梁,梁面宽度由12.6 m渐变至20.72 m,箱内结构由单箱双室渐变为单箱三室。设计采用支架法施工,混凝土一次性浇筑、全梁张拉。通过对设计施工方案的优化,采用分段浇筑混凝土、全梁张拉的施工工艺,解决了高墩变截面荷载支架设计、预应力管道穿束、压浆密实度等难题,可为今后类似工程提供参考和借鉴。     

客运专线铁路桥台设计

研究目的:根据时速客运专线铁路在构造、受力、耐久性、检查功能及美观等方面的特点,设计出合理、适用的桥台。研究方法:结合桥台在功能、刚度及强度方面的要求,确定桥台的构造类型;选择最不利荷载工况对桥台进行分析计算;并采用ANSYS程序对计算结果进行校核。研究结果:针对我国客运专线铁路所采用的整孔箱梁、组合箱梁,设计分别与之适用的矩形空心桥台、T形空心桥台。研究结论:矩形空心桥台、T形空心桥台在构造、受力、耐久性、功能上均能满足客运专线铁路的要求。路基-锥体-桥台-箱梁的检修通道设置简单、合理、便捷。     

客运专线双线64m PRC简支梁节段预制3200t造桥机整孔架设施工技术

研究目的:为了研究大跨双线铁路64mPRC简支箱梁施工技术,研究钢桁架现浇挠度大和收缩徐变的影响,确保大跨混凝土简支梁成桥质量。研究结果:温福铁路白马河大桥双线64m简支混凝土箱梁,采用节段预制,3 200t造桥机整孔架设、现浇湿接缝和张拉控制达到了设计目的,控制了张拉时钢桁架梁对混凝土梁体反作用力的影响,成功实现了双线铁路大跨简支梁施工技术。     

铁路矮塔斜拉桥单箱多室截面横向受力研究

研究目的:津保铁路子牙河特大桥主桥采用(32.7+56+84)m矮塔斜拉桥结构体系,横向为单箱四室箱形截面。本桥桥面宽达23 m,为我国铁路矮塔斜拉桥之最,必须对其横向受力进行分析。研究结论:通过对横向框架的受力分析,确定了本桥横向预应力钢束的形状和数量。由于温度荷载的影响,本桥钢束采用小角度弯起的钢束形状。裸梁阶段,在日照荷载作用下,顶板下缘出现部分拉应力,施工过程中需采取措施避免日照荷载直接作用。本文单箱多室箱形截面的横向受力分析过程,可为铁路桥梁单箱多室结构横向分析计算提供一种合理的设计思路。