波形钢腹板PC箱梁桥横隔板式转向块应力参数化分析

为研究波形钢腹板PC箱梁桥横隔板式转向块结构参数对其受力的影响,以某波形钢腹板PC箱梁连续刚构桥为工程背景,基于ANSYS有限元软件建立了转向块节段实体有限元模型,研究了转向块在体外预应力作用下的受力行为,分析了波形钢腹板厚度、转向块横隔板厚度、预应力孔道距底板的距离等参数的变化对该类转向块受力的影响。结果表明,横隔板式转向块受力合理,传力明确,传力路径短;转向块的厚度对其受力影响较大;波形钢腹板厚度在大于一定值之后对转向块受力影响很小;转向孔位置对局部应力分布影响较大,建议转向孔距底板间距应大于1倍孔径,转向孔间距应大于3倍孔径。     

预应力混凝土连续箱梁桥的顶板力学性能研究

预应力混凝土连续箱梁桥的顶板结构受力复杂,导致病害突出。该文以某连续箱梁桥为背景,采用有限元法和解析法分别分析了预应力混凝土箱梁顶板的横向应力及主应力分布,讨论了顶板纵向裂缝产生原因及其影响因素,发现:①施工时合理设置箱梁桥面板横向预应力钢束张拉锚固程序可以改善箱梁顶板受力性能;②采用平面梁单元模拟顶板受力可以在简化计算的基础上取得和空间分析比较吻合的结果;③合理确定腹板尺寸和底板厚度,能够调整顶板横向应力的分布。     

现浇箱梁横向分布调整系数的实体有限元计算研究

运用实体单元有限元法,分析了混凝土现浇箱梁偏心增大系数计算中遇到的问题,并计算其横向分布调整系数。在此基础上,研究了箱梁宽、跨径等多个箱梁参数对横向分布调整系数的影响规律。计算结果表明:箱梁宽度和跨径对横向分布调整系数影响很大。是否设置箱梁顶底板加厚和腹板加宽,对全桥横向分布调整系数影响较大,计算建模时应对加厚加宽段精确建模。其余参数(约束、箱室个数、顶底板厚度、腹板宽度、梁高、截面倒角和混凝土标号)对箱梁横向分布调整系数的影响较小。     

现浇单箱多室宽箱梁横梁受力特性研究

为确定单箱多室宽箱梁的横梁设计计算方法,结合工程实例,采用Ansys软件进行三维实体有限元分析,研究了箱室数量和纵、横向预应力对横梁受力的影响,并将该文提出的横梁实用计算方法和有限元结果进行对比。结果表明:采用该文计算模式的横梁应力分布和实体有限元结果吻合良好;恒载作用下,90%以上横梁剪力由腹板传递,实用计算方法可以采用腹板集中力加载方式;纵、横向预应力对各腹板传递剪力的比例有较大影响,常用的腹板等比例加载方式可能偏不安全,有必要通过实体有限元分析结果确定。     

某预应力混凝土箱梁桥悬臂施工中底板纵向裂缝成因分析及处理措施

某预应力混凝土连续梁-刚构组合箱梁桥跨径布置为(80+2×150+80)m,箱梁为直腹板单箱双室截面,采用挂篮悬臂现浇施工,在前8个节段的施工过程中,箱梁底板出现了纵向裂缝。采用ANSYS建立1号、2号节段箱梁实体有限元模型,计算4种荷载工况下箱体的应力分布情况,并监测箱梁混凝土养护过程中的横向应力和温度,分析了箱梁底板纵向裂缝开裂原因。分析得出混凝土内部的梯度温度荷载效应是底板产生纵向裂缝的主要原因,提出加强箱梁底板的横向配筋及重视箱梁底板养护的处理措施。采用上述措施后,后续梁段的施工监测发现箱梁底板没有出现明显的纵向裂缝。     

预应力混凝土箱梁砸击后损伤检测与仿真分析

该文以常州市某大桥引桥为对象,研究探讨了砸击事故对预应力混凝土箱梁桥总体技术状况和安全性能的影响。结果表明:砸击事故造成引桥桥面铺装与箱梁顶板面积约(1.5×1.5)m2的区域直接被砸穿,箱梁顶板3根纵向、3根横向预应力钢筋被砸外露且局部下凹变形,主筋被砸弯。有2个箱室顶板混凝土受冲击破碎、劈裂、脱空,腹板与顶板交接处纵向开裂,腹板混凝土产生5条斜向裂缝。纵向预应力筋锚固齿板混凝土在顶板连接处破碎,钢筋露出。在假定的砸击荷载作用下,理论仿真分析顶、底板及腹板受损面积略大于实测结果。     

连续刚构桥设计关键技术问题的探讨

针对连续刚构桥箱梁混凝土开裂、跨中下挠、底板崩裂等病害,分析其产生的原因,提出一些防止病害发生的对策措施,主要有:腹板斜裂缝可以通过增加梁高、设置腹板下弯钢束及加强竖向预应力有效性来改善;跨中下挠可通过增加顶板负弯矩钢束、采用塑料波纹管和真空辅助压浆工艺、控制钢束张拉龄期及设置后期备用钢束来改善;底板崩裂可通过合理控制结构的预应力度、选择合适的墩身刚度、优化钢束配置、优化梁高变化规律、合理选择底板厚度与波纹管间距及设置防崩钢筋等来改善.     

单箱多室波形钢腹板组合箱梁桥动力特性参数分析

为研究结构参数对单箱多室波形钢腹板组合箱梁桥动力特性的影响,以南昌市朝阳大桥非通航孔桥为工程背景,利用有限元分析软件ANSYS建立该桥的空间有限元模型,分析横隔板和横隔梁布置、钢腹板板厚、钢腹板与横隔梁连接方式、支座约束及箱梁截面形式对该桥频率及振型的影响。结果表明:端横隔板对结构基频影响较大,中横隔梁主要影响桥面板局部振动;结构各阶频率随着腹板厚度增加略微增加;腹板与横隔梁的不同连接方式对各阶频率与振型影响不大;双固定支座可以限制结构横向弯曲,延缓桥面板局部振动出现;合理选择箱梁翼缘板宽度和箱室宽度可以有效限制结构扭转变形。     

连续刚构桥顶板崩裂影响因素分析

该文以某高架桥顶板崩裂问题为研究对象,运用大型有限元软件Ansys,对该高架桥施工过程中的防崩钢筋间距、预应力束间距、横向预应力束3个因素对顶板崩裂的影响,进行了局部有限元应力分析。对在这3个因素影响下的顶板布置防崩箍筋,得出了适宜的防崩钢筋间距、适宜的预应力束间距比以及横向预应力束对箱梁顶板崩裂的影响,为大桥的正常施工提供依据。     

波形钢腹板组合箱梁的顶板横向受力有效分布宽度试验研究

为了研究波形钢腹板组合箱梁顶板的横向应力有效分布宽度,制作了2根波形钢腹板组合箱梁的试验模型,对其横向内力进行了实际测定,并利用有限元进行了数值分析。分析结果表明,对于波形钢腹板箱梁的顶板和悬臂翼板,其横向受力的有效分布宽度均大于现行规范值。从而说明现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中关于箱梁顶板和悬臂翼板横向受力有效分布宽度的有关规定,对波形钢腹板组合箱梁设计是安全的。     

在役大悬臂箱梁桥顶板加劲腋纵向开裂成因分析

以某大跨度连续箱梁桥梁体顶板加劲腋纵向开裂为背景,建立考虑悬臂施工和成桥运营阶段的大桥三维实体有限元模型,分析了横向预应力张拉、挂篮前移、施工不平衡堆载、重车偏载、梯度温度等不同荷载工况对箱室顶板加腋处横向应力分布的影响。结果表明,施工/运营阶段最大组合应力接近混凝土抗拉强度标准值,对大悬臂箱梁,横向预应力张拉是引起梁体纵向裂缝的主要原因。     

大倾斜度腹板箱梁桥结构设计及受力特性研究

多箱室大倾斜腹板箱梁桥在工程实践上应用不多,可借鉴资料少。以某座大倾斜度腹板高架匝道桥4×20 m连续梁为背景,进行结构设计,采用ANSYS软件对大倾斜度箱梁建立实体及实体-板单元混合模型进行对比分析,并对箱梁各腹板的受力状态进行分析和总结。结果表明,外倾边腹板和中腹板分担竖向剪力比较接近,箱梁顶板应按拉弯构件设计,宜加强横向构造措施。     

头道河大桥主桥设计

头道河大桥位于四川省叙永至古蔺高速公路上,主桥跨径布置为(72+130+72)m,采用波形钢腹板预应力混凝土连续刚构桥。桥梁分为左右两幅,主桥箱梁采用单箱单室截面,箱梁顶板宽12m,底板宽7m,翼缘板悬臂长2.5m。箱梁跨中及边跨现浇段梁高2.375m,箱梁根部高度7.5m。从跨中至根部梁高以1.8次抛物线变化。波形钢腹板钢材采用Q355NHC,钢板厚16~24mm,腹板波长1.6m,波高220mm。波形钢腹板与混凝土顶板的连接采用Twin-PBL键连接方式,与混凝土底板的连接采用埋入式连接。主墩采用钢筋混凝土空心薄壁墩,主墩横桥向尺寸为7m,顺桥向尺寸也是7m,主墩基础采用钻孔灌注桩。     

预应力混凝土箱梁桥腹板开裂参数影响分析

预应力混凝土箱梁裂缝是影响桥梁结构安全的重大隐患.该文对某三孔预应力混凝土变截面箱梁建立有限元模型,分析竖向预应力损失和箱梁腹板厚度对箱梁桥开裂的影响.结果 表明:连续箱梁边墩支点附近的边跨现浇梁段的主拉应力值较大,且这些位置截面梁高较小,如果施工和运营阶段竖向预应力损失过大,在这些区域容易出现腹板斜裂缝;腹板厚度对斜截面抗剪承载力的影响比截面主拉应力的影响大;箱梁支点附近梁段腹板厚度较薄,容易导致斜截面抗剪承载能力不足.     

预应力混凝土箱梁桥腹板疲劳寿命评估方法研究

基于疲劳损伤累积理论,提出一种预应力混凝土箱梁桥腹板疲劳寿命评估方法。首先,分析预应力混凝土箱梁桥腹板受力特性,建立腹板与顶板早期开裂及腹板疲劳破坏准则;然后,通过箱梁桥局部平面有限元模型计算横向效应下混凝土及箍筋应力,基于混凝土S-N曲线分析混凝土疲劳开裂,引入裂缝影响系数对箍筋应力进行修正,基于全桥杆系有限元模型及变角度桁架模型计算仅考虑面内剪力作用下箍筋应力,两者叠加得到空间效应下箍筋应力历程,以雨流计数法获取箍筋应力谱,并基于疲劳损伤累积理论对箍筋进行疲劳寿命评估;最后,对一实例分析,同时分析箱梁横向效应、裂缝深度等对箍筋应力及疲劳寿命的影响。结果表明:当裂缝深度达到腹板保护层厚度时,箱梁横向效应对桥梁腹板寿命影响较大,可使其发生疲劳破坏。     

宽幅多室混凝土箱梁横梁受力研究

宽幅混凝土箱梁的横梁受力较为复杂。常规设计中，横梁简化计算时的顶底板与腹板传力比例可能与实际受力存在较大偏差。为得到真实的横梁受力模式，结合工程实例，采用三维实体有限元分析，准确计算出顶底板和腹板的传力比例，并通过桥梁博士4.4进行杆系模型计算，得到横梁较为合理的预应力布置。     

单箱多室宽箱梁桥腹板剪力分配分析

工程项目设计中,单箱多室宽箱梁横向桥面宽度往往大于跨度,受力情况复杂,采用常规梁单元计算分析,无法有效精确模拟横桥向箱梁受力状态.其中横桥向不同腹板的剪力分配情况,为多腹板宽箱梁横向受力的重点.为研究单箱多室宽箱梁不同腹板剪力分配的差异,建立箱梁上部实体单元有限元模型及相关对比模型.经分析可知,支座布设情况对宽箱梁多腹板剪力分配,起到至关重要的作用.     

波形钢腹板多室箱梁部分斜拉桥剪力滞效应分析

为了解波形钢腹板多室箱梁部分斜拉桥剪力滞效应对结构受力的影响,以某(58+118+188+108) m单箱四室波形钢腹板部分斜拉桥为背景,采用有限元法建立空间有限元模型,在跨中偏载和对称荷载作用下,计算主跨箱梁有索段和无索段顶底板混凝土正应力,分析各截面的剪力滞分布规律。结果表明:箱梁跨中截面混凝土顶板、底板正应力分布极不均匀,具有明显的剪力滞效应,箱梁混凝土顶板、底板剪力滞系数随距集中荷载作用点距离的增大急剧减小,截面顶板剪力滞效应均比底板大;箱梁顶底板均呈现正剪力滞效应,混凝土横隔板可以改善箱梁截面正应力分布,减弱剪力滞效应;顶底板剪力滞系数在无索段范围内急剧减小,有索段内急剧增大,车辆活载只在局部范围内引起较大的剪力滞效应,设计中应考虑此效应引起的不均匀应力。     

预应力索对连续曲线箱梁桥受力的影响分析

分别在箱梁顶、底板不同位置布置平弯索,并在箱梁腹板中不同高度布置竖弯(含平弯)索,计算分析不同布索方式对连续曲线箱梁的受力影响.结果表明,在箱梁顶、底板不同位置布置平弯索,会对梁体的位移和水平力矩产生较大的影响,而腹板内竖弯索主要影响梁体的竖向位移,同时顶板平弯索和在腹板内靠上布置竖弯索有利于减小扭矩,并使内外侧支座反力趋于均衡.     

波形钢腹板PC连续梁异步悬臂施工工序研究

为研究波形钢腹板PC连续梁桥在异步悬臂施工不同工序下的受力性能及施工工期,以主桥长360m的奉化江大桥为背景,采用有限元软件建立该桥箱梁的1～4号节段模型,分析按不同顺序浇筑箱梁顶、底板混凝土,吊装波形钢腹板时箱梁结构受力,并比较所需工期。结果表明:异步悬臂施工时,PC梁箱室中间小部分顶板混凝土处于受拉状态;波形钢腹板位移变化较大。若仅考虑结构受力,先浇筑前一节段顶板,再浇筑本节段底板,最后吊装后一节段波形钢腹板的方案施工期间挠度最小,受力最优;若综合考虑结构受力性能和施工周期的影响,同时浇筑前一节段顶板和本节段底板,最后吊装后一节段波形钢腹板的施工工序最优。