混凝土连续箱梁桥拼接拓宽后箱梁顶板病害分析

为探讨桥梁横向拼接拓宽给既有预应力混凝土箱梁桥箱梁桥面板可能带来的结构病害,利用有限元方法分析新旧箱梁之间产生的相互作用以及对既有箱梁结构应力状态的影响,研究既有箱梁顶板和翼缘板在拓宽后可能产生的结构病害及其产生的机理。结构分析中考虑的主要参数包括新建混凝土桥梁的收缩及徐变效应、新旧箱梁之间的不均匀沉降差、温度梯度以及车辆活载作用。研究结果表明：拓宽后既有箱梁的部分顶板和靠近新建箱梁的大部分内侧翼缘板顶面普遍处于较大的拉应力状态,其中新建桥梁混凝土收缩和徐变效应、新旧箱梁之间的不均匀沉降差是主要原因,将很可能造成翼缘板上翼缘大部分区域开裂,设计时需采取相应加固措施,并建议了箱梁桥面板横向加固方法;拓宽后新旧箱梁整体结构在梁端截面将发生较大的横向偏移变形,极有可能挤压侧向抗震挡块,造成结构损害,因此有必要限制需拓宽的混凝土连续箱梁桥总长;应重视以往桥梁拓宽设计时忽视的箱梁桥面板横向应力状态变化及其可能带来的结构病害,设计者应充分注意桥梁拓宽所带来的不利影响。     

预应力混凝土连续T梁的拼接收缩徐变的分析

由于改扩建高速公路桥梁需要拼接处理,而混凝土的收缩徐变效应,对于不同龄期的混凝土,收缩徐变效应存在差异,这种差异效应使原T梁对新建拼接T梁形成约束,导致拼接后整体桥梁内部产生附加次内力,为了更好的了解梁板内部附加内力的大小、分布及对新旧梁板各自的影响,应对收缩、徐变附加作用进行分析。     

支架现浇箱梁顶板开裂原因分析

以某支架现浇箱梁施工过程顶板中出现开裂为工程实例。采用了Ansys有限元分析的方法对产生裂缝的原因进行建模分析。研究结果表明:混凝土分批浇筑的收缩差和水化降温产生箱梁顶板受拉,这是产生现浇箱梁开裂的主要原因,而支架沉降不是导致本项目箱梁开裂的关键原因。     

箱梁桥沥青摊铺温度实测及其顶板横向效应分析

高温沥青摊铺作为沥青混凝土桥面施工的一个环节,会对混凝土箱梁顶板的横向受力产生不利影响。该文首先提出沥青摊铺时的温度梯度分布模式,然后结合某桥沥青摊铺时的温度实测数据,得到顶板表面在接触传导后的当量温度值,并利用实体有限元进行了混凝土箱梁顶板的横向应力分析。结果表明:沥青摊铺会在箱梁顶板产生较大的横向拉应力,增设调平层能有效减少混凝土箱梁顶板在沥青摊铺时的温度效应,有利于防止箱梁顶板的纵向开裂。     

新旧混凝土梁横向拼接的收缩徐变效应

为分析混凝土收缩徐变对新旧桥梁拼接的影响,在不考虑梁自重的情况下,采用弹性力学求解法分析了新旧梁横向拼接后新梁的收缩徐变效应,推导了拼接后新梁上的纵向拉应力及拼接处的剪力计算公式。以钢筋混凝土简支T型梁桥的拼接为例,比较了新梁在不同混凝土龄期时与旧梁拼接所产生的纵向拉应力和剪应力,同时还对比了不同环境年平均相对湿度对新梁上纵向拉应力和剪应力的影响。计算结果表明:拼接时新梁混凝土龄期和不同环境年平均相对湿度对拼接结构的受力影响较大,新旧梁拼接设计时须采取相应措施以减少混凝土收缩。     

收缩徐变对钢筋混凝土现浇实心板与预制空心板拼接的影响

由于混凝土的收缩徐变效应,对于不同龄期的混凝土,收缩徐变效应存在差异。在桥梁拼接的整体板桥,这种差异效应使原空心板对新实心板的形成约束,进而会导致拼接后整体空心板内部产生附加次内力。为了更好的了解空心板内部附加内力的大小、分布及对新旧板各自的影响,应对收缩、徐变附加作用进行分析。     

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。     

预应力混凝土连续箱梁桥施工监控中应力监测误差分析及对策

应力监测是桥梁施工监控的重要内容,是桥梁结构施工安全的重要保障。本文通过某预应力混凝土变截面连续箱梁桥应力实测数据,分析了应力监测误差的产生原因。并对结构参数、混凝土应变滞后、温度、混凝土收缩徐变、结构仿真分析模型等主要影响因素进行了深入分析,提出了减小应力监测误差的对策,使实测应力更加接近结构实际应力,保证了桥梁施工质量。     

大跨度混凝土曲线箱梁横截面正应力分布研究

为研究主要荷载对大跨度混凝土曲线箱梁横截面正应力的影响程度,以(58+100+58)m三跨变截面预应力混凝土连续刚构箱梁弯桥——坞家湾大桥为工程背景,利用MIDAS/FEA3.6建立全桥精细化实体模型,分析该桥在自重、预应力、车辆荷载、混凝土收缩徐变和温度作用下,曲线箱梁横截面顶底板法向正应力的横向分布规律。结果表明,对称布置的预应力束对曲线箱梁桥内、外两侧正应力大小影响不等;桥梁宽度较小时,受车辆偏载情况影响不明显;正应力大小在混凝土收缩徐变作用下受挂篮施工周期影响明显;温度对三跨连续刚构桥中跨影响不明显,对边跨底板影响较大。     

温度应力对连续箱梁顶板纵向裂缝影响的分析

利用有限元ANSYS,对比分析在三种不同的温度应力场的作用下连续箱梁顶板拉应力的大小,验证了温度应力是产生箱梁顶板纵向裂缝的重要因素之一。设计和施工过程中,应充分考虑当地温度变化对桥梁结构的影响,加强桥梁结构的抗裂性能,保证桥梁使用的耐久性。     

日照荷载对波腹板钢箱梁剪力滞后效应影响浅析

通过对某波腹板钢箱梁桥进行模型计算分析,得到不同日照工况下箱梁横向应力变化规律,认为日照荷载容易在箱梁顶板产生较大的拉应力,导致顶板混凝土开裂,并对日照荷载对波腹板钢箱梁剪力滞后影响进行了分析。     

箱梁边腹板温度梯度影响分析

桥梁箱梁结构在温度荷载作用下会产生温度应力,对该应力的研究通常集中于整体升降温和桥面顶板的温度应力,而对于边腹板的温度应力仍需进一步研究。结合工程实例,对边腹板温度梯度所引起的箱梁应力与自重、桥面顶板温度梯度引起的应力进行比较分析,从而得出在保证结构安全方面,预应力结构能更有效地应对温度梯度的结论。     

大跨度组合箱梁斜拉桥混凝土收缩与徐变应力分析

以东海大桥主航道双塔单索面斜拉桥为背景,采用有效弹性模量法对大跨度组合箱梁斜拉桥的混凝土收缩与徐变应力进行分析计算.计算结果表明混凝土徐变对钢筋混凝土桥面板的应力影响不大,但是对钢梁应力的影响很大,混凝土徐变产生的钢梁应力增量可以达到钢材容许应力的30%以上.     

大跨径预应力混凝土箱梁桥平面框架效应分析

根据现场检查结果,虎门大桥辅航道桥箱梁顶板及梗腋部位出现较多纵向裂缝。为分析此类裂缝的形成原因,采用桥梁分析软件MidasCivil建立了混凝土箱梁平面框架模型,考虑横向及竖向预应力作用,对因桥梁铺装形式变化引起的截面梯度温度效应和车辆荷载效应进行深入地分析,对比分析原设计与现况条件下的箱梁截面各个关键点的应力情况。研究结果表明：桥面铺装形式变化和超重车效应均引起箱梁不利效应;现况条件下箱梁中心线顶板底部及梗腋处应力均明显大于原设计情况,且均超过了混凝土抗拉强度设计值。为保障桥梁结构安全,控制裂缝继续发展,应严格限制超55t重车通行。     

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。     

分仓施工技术在大跨度预应力混凝土桥梁大长宽比构造防裂中的应用

文章针对预应力混凝土桥梁中大长宽比的局部构造由于施工过程中的温度应力及收缩应力过大引起裂缝的现象,提出了一种新的施工工艺———分仓施工。以野三河特大桥为工程背景,基于有限元的基本原理利用单元生死技术详细分析了分仓施工工艺的合理性及必要性;且在桥墩首节实心段C50混凝土及箱梁0#块C55混凝土施工中成功的应用了分仓施工技术,有效解决大长宽比高强混凝土构件浇注后温度应力、收缩应力过大而产生过多裂缝的问题。该方法可为其他同类桥梁的施工及设计提供参考。     

温度应力对既有混凝土连续箱梁桥开裂的影响分析

采用三维空间实体单元，在分析连续箱梁桥温度应力分布规律的基础上，研究了温度梯度、箱梁的肋板与顶板刚度比以及跨径比等参数变化对温度应力的影响，并分析比较了按《公路桥涵设计通用规范》JTJ021-89版和JTG D60-2004版计算的温度应力。结果表明，在JTG D60-2004版温度梯度荷载作用下，箱梁顶板上下缘产生较大的横向拉应力，顶底板上下缘产生较大的纵向拉应力，产生较大温度应力处与实桥出现裂缝的部位基本吻合，从中揭示了温度应力对既有混凝土连续箱梁桥开裂的影响。     

旧桥拓宽加固设计方法研究

以实际工程中一座简支箱梁为例,对原有桥梁使用性能、拓宽加固选取的原则及加固形式进行归类总结。针对新旧桥梁的上部连接而下部分离的拼接方式计算分析拓宽前后荷载及内力横向分布规律,计算分析新旧桥混凝土收缩徐变的龄期差异对新旧桥主梁及其连接面的影响,并提出旧桥加宽加固的施工顺序及注意事项。     

混凝土水化过程中箱梁温度场及其效应的测试与分析

为了确定福建东南沿海山区高墩大跨桥梁的箱梁温度场，对后亭溪大桥PC箱梁水化热阶段和日照温度分布及其应变进行了连续观测，研究了混凝土浇筑前后箱梁温度场及其效应的时变规律。结果表明：箱梁腹板中部混凝土的最高温度和最大温差明显高于顶板和底板内的混凝土，但单箱双室的中腹板的最高温度和最大温差明显小于两侧腹板；混凝土浇筑后温升较快，顶板、底板和腹板混凝土分别在浇筑后约16～17 h和22～26 h达到最高温度，浇筑混凝土后约120 h,顶板温度已经逐渐下降至外界大气温度附近，而底板和腹板则需要更长时间；由于混凝土凝结硬化过程中水化热和收缩的影响产生的温度效应，混凝土浇筑后大约20～24 h混凝土拉应变达到最大，最大拉应变达到100με,虽然从尺度上有别于大体积混凝土，但考虑混凝土受拉性能较差，应考虑其产生温度裂缝的可能性，应注意采取措施控制温差。     

泸州市沱江四桥总体设计

泸州市沱江四桥是一座主跨200m的单塔斜拉桥,采用市政道路与远期规划轨道交通平层布置形式。桥塔为钢-混凝土组合塔,顺桥向呈觚(古代饮酒器具)形。主跨和城西新城侧边跨采用左右分离式钢箱梁,为减小结构内部约束作用,在斜拉索、塔、墩处双箱之间设置横隔梁,通过螺栓将横隔梁与钢箱梁连接。城北新城侧边跨与南、北引桥主梁采用预应力混凝土连续箱梁。混凝土箱梁和钢箱梁之间通过2m长钢-混结合段连接。该桥桥面宽49m,为减小混凝土收缩应力,在桥梁中线处桥面板和横梁上设置宽100cm混凝土后浇段,纵向分4个浇筑节段逐段施工混凝土箱梁。由于引桥梁端支反力比主桥梁端支反力大,为减小支反力差值产生的桥墩附加弯矩,将交接墩中心线朝远离桥塔方向偏移,同时将桥墩的顺桥向壁厚设置成不等厚。