节段现浇预应力混凝土宽箱梁后浇湿接缝的早龄期受力分析及开裂控制

针对节段现浇预应力混凝土箱梁后浇湿接缝在早龄期因收缩导致的开裂问题,以嘉鱼长江公路大桥为背景,通过试验测试了该桥施工阶段箱梁混凝土早龄期力学性能,得到了箱梁节段混凝土的收缩预测模型。基于此,采用有限元软件Midas/FEA建立了湿接缝及相邻节段箱梁的有限元模型,分析了湿接缝在混凝土收缩作用下的应力场,并对不同的预应力张拉方案进行了分析。结果表明:湿接缝在混凝土收缩和相邻节段约束作用下,其在混凝土浇筑后第3 d在结合面位置由收缩导致的拉应力达到了1.8 MPa,为该龄期混凝土抗拉强度的87%,因此需在此时进行预应力的张拉以降低混凝土拉应力,防止混凝土在早龄期开裂;若湿接缝按常规方案张拉预应力,湿接缝早龄期最大主拉应力均小于混凝土即时抗拉强度,但其28 d最大主拉应力为2.75 MPa,为该龄期混凝土抗拉强度的93%,存在开裂风险;在该文提出的张拉方案下,湿接缝在早龄期最大主拉应力比常规方案降低了22.2%~32%,有效保证了后浇湿接缝在早龄期的抗裂性要求。     

截面不均匀收缩对T梁腹板受力性能影响分析

T形梁桥腹板竖向裂缝是该类桥梁的典型病害之一,混凝土梁体不均匀收缩是引起裂缝产生的因素之一.为准确分析T梁截面内不均匀收缩效应,探索不均匀收缩效应对T梁腹板受力性能的影响,取不同影响因素对T梁进行了分析.该文以梁体各部位构件理论厚度(比表面积)及GL2000收缩预测模型为基础,引入桥面铺装和普通钢筋对截面不均匀收缩效应的影响,通过ADINA有限元软件建立计算模型,以等效温度法对截面不均匀收缩效应进行了数值计算.根据计算可知:由于T梁各部位体表比不同,导致T梁截面产生不均匀收缩应力,腹板较薄,呈受拉状态,而翼缘板与马蹄呈受压状态;桥面铺装和普通钢筋对截面不均匀收缩效应有显著影响,该效应使T梁腹板内产生可观的拉应力,对T梁腹板开裂有重要的影响.     

转体桥合龙段混凝土纵向开裂控制研究

为控制转体桥合龙段顶板处常出现的纵向开裂，以保定乐凯大街南延工程斜拉桥为例，通过数值模拟研究了合龙段两侧老混凝土对新浇筑合龙段混凝土早期收缩的约束作用，分析了不同龄期差对新浇筑混凝土收缩应力的影响。研究发现：新浇筑合龙段混凝土的收缩应力与新老混凝土的龄期差成正比；采用缩短新老混凝土的龄期差、延迟张拉合龙段两侧部分横向预应力筋、提前洒水润湿合龙段两侧老混凝土等方法，可降低合龙段新浇筑混凝土的早期收缩应力。在此基础上提出保定乐凯大街转体桥合龙段混凝土施工方案，并进行了现场测试实验，实验结果表明：该方案可有效控制合龙段混凝土的纵向开裂问题。     

混凝土结构早期非均匀收缩试验

针对箱梁截面非均匀收缩现象开展了模型试验研究,试验中考虑了混凝土配合比及理论厚度等因素。采用以非线性湿度扩散理论为基础的的有限元分析方法,对试验模型进行了仿真分析。试验结果及理论分析均表明:混凝土箱型截面不均匀收缩现象是显著的,模型截面上、下缘应变差占轴向收缩应变的13%～18%;造成混凝土截面不均匀收缩的原因是截面各部位厚度存在差异,使得内湿度变化率不同,在收缩过程中截面各部位存在变形差,导致结构在发生轴向收缩的同时,还将发生挠曲变形。     

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。     

支架现浇箱梁顶板开裂原因分析

针对某支架现浇箱梁在施工过程中出现的横向裂缝,利用空间实体有限元软件对可能导致裂缝的原因进行了系统分析,分别对支架沉降、混凝土收缩、混凝土水化降温的效应进行分析。分析结果表明,混凝土分批浇筑的收缩差和后浇混凝土水化降温效应是导致背景桥梁出现横向裂缝的主要原因。在此类结构施工过程中,应尽量减小分批浇筑混凝土的收缩差,同时需要对后浇混凝土的入模温度和浇筑时间进行控制,降低混凝土降温收缩产生的约束应力,降低混凝土开裂的风险。     

带模过冬工况下的连续刚构箱梁开裂机理研究

针对某大跨径预应力混凝土连续刚构桥箱梁带模过冬后的开裂机理展开研究。在详细调查了现场开裂情况的基础上,对开裂节段进行了空间实体有限元分析。分析结果表明,引起箱梁开裂的主要原因是:由于混凝土水化热和收缩的影响,在过冬期间混凝土与钢模板的变形存在差异,而模板拉杆阻碍了这一变形差异,从而在混凝土结构中造成较大主拉应力。若先张拉预应力再予以停工,则可以避免带模过冬引起的箱梁开裂。     

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。     

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。     

预制T梁早期裂缝的成因分析与预防措施

为了进一步探讨预制T梁早期开裂机理,以广东省某高速公路40 m跨径预制T梁早期开裂为例,对混凝土收缩类型、梁体温度变化和预制T梁有限元模型早期温度场和应力场的变化进行了分析研究。结果表明预制T梁长度方向上温度应力是导致梁体开裂的主要原因,并提出了预防措施,可有效减少预制T梁早期开裂风险。     

某预应力混凝土连续箱梁桥顶板裂纹成因分析

从分层混凝土收缩、支架沉降、温差等方面,对某预应力混凝土连续箱梁桥在施工过程中出现的顶板裂纹成因进行分析,获得造成混凝土开裂的主次原因,并结合现场试验,分析裂纹对结构的承载能力的影响程度,提出相应的处理措施.     

基于体积设计法的沥青混合料收缩特性研究

沥青混合料的收缩特性是影响沥青路面低温开裂的一个重要因素,研究混合料的收缩特性对于控制沥青路面低温开裂有着重要意义.许多研究表明,马歇尔重量设计法所确定的沥青混合料的技术标准存在很多局限性,而体积设计法能很好地克服这些不足.采用沥青混合料体积设计法对混合料的收缩特性进行探讨分析,通过试验得出采用体积法设计的混合料具有更...     

半刚性基层材料干缩和温缩特性试验研究

半刚性基层材料目前已广泛应用于我国高等级公路路面结构中,但是随着温度和湿度的变化,这种材料容易产生开裂,影响路面使用性能。本文通过对几种半刚性基层材料进行室内干缩和温缩试验研究,分析其干缩应变、干缩系数、温缩应变、温缩系数等参数的变化规律,为科学地进行半刚性基层材料配合比设计和改善其抗裂性能提供一些基础资料。     

水泥稳定碎石基层材料干缩变形特性的试验研究

减少水泥稳定碎石基层材料的干缩裂缝,对延长半刚性基层沥青路面的使用寿命至关重要。根据目前国内高速公路水泥稳定碎石基层的使用情况,针对苏南地区高温多雨,水泥稳定碎石基层在湿度变化时易产生干缩裂缝这一缺陷,展开了相关试验研究。分析了水泥稳定碎石干燥收缩的影响因素,并从材料组成方面,探讨了减少水泥稳定碎石基层材料干缩裂缝的方法。结果表明:集料级配组成、失水率、暴露时间、强度、空隙率等,均对水泥稳定碎石基层材料的干缩变形特性产生明显影响。     

水泥稳定碎石基层合理水泥用量和级配的确定

通过室内试验研究了水泥稳定碎石基层混合料的强度和收缩性能，对其性能的影响因素和影响规律进行了分析，并根据工地现场试验室的试验结果，确定了满足强度要求兼具较好抗裂性能的水泥稳定碎石基层混合料配合比方案。室内试验研究表明随着水泥用量的增大．混合料的强度和收缩均会增大，因此建议在满足强度要求的基础上，尽量减小水泥用量以同时获得良好的收缩性能。     

磷石膏-粉煤灰-石灰-粘土混合料的干缩试验研究

探讨了磷石膏粉煤灰-石灰-粘混合料作为基层材料的干缩特性，为工程应用提供理论依据。     

大孔隙无砂水泥混凝土收缩性能研究

通过对大孔隙无砂混凝土与普通混凝土的干缩及温缩性能进行对比试验,表明该种材料较普通混凝土有更好的抗裂性能,对于温度的变化表现出更强的体积稳定性,其抗收缩性能要优于普通混凝土。在此基础上,对其机理也进行了分析。     

碾压式贫混凝土基层温干缩性能研究

京珠南广韶扩建工程大面积使用了碾压式贫混凝土。通过大量室内试验,对碾压式贫混凝土干温缩性能进行了较系统研究,为路面结构设计提供了理论数据。本项目是广东省交通集团科技项目《碾压式贫混凝土基层关键技术研究》的子课题之一。     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石干缩特性试验研究

根据大量试验结果,分析了试件养护龄期、聚丙烯纤维体积掺量以及水泥掺量的变化对聚丙烯纤维水泥稳定碎石干缩特性(平均干缩系数)的影响,得出了相应的影响规律。结果表明:聚丙烯纤维的掺加对水泥稳定碎石平均干缩系数有显著的降低;随着试验龄期的增长,平均干缩系数不断减小;在本文聚丙烯纤维掺量的范围内(体积掺量小于1‰),随着纤维体积掺量的增加,水泥稳定碎石平均干缩系数有不断减小的趋势;随着水泥掺量的增加,聚丙烯纤维水泥稳定碎石平均干缩系数逐渐增加。