温度效应对箱形梁桥施工监控影响的研究

在箱形梁桥悬臂施工中,监控精度受多种因素影响。其中,温度效应的作用较大,且温度变化对桥梁结构挠度和受力都将产生影响。那么,对箱形梁桥监控中温度应力的分析显得更为重要。现基于有限元方法,按照设计温度梯度变化进行数值分析,进而探索温度荷载作用,施工过程中悬臂箱梁顶板和底板的应力变化规律。基于此,确保箱形梁桥施工的受力安全,并有益于桥梁线形的合理控制。其研究成果可为箱形梁桥施工监控提供一定理论和技术支持,且对提高箱形梁桥的耐久性具有重要意义。     

梁拱组合桥力学性能敏感性分析

梁拱组合桥构造相对复杂,施工过程不确定因素对桥梁线形及受力影响较大。通过建立精细化空间杆系有限元模型,研究预应力张拉误差和混凝土荷载等力学参数变化对结构应力及桥梁线形的影响。分析结果表明:当主梁混凝土自重比设计值大时,主梁顶板压应力减小,底板压应力增大,跨中合龙段附近主梁向上挠度减小;在梁拱组合桥成桥阶段,预应力张拉误差对主梁跨中挠度影响较为突出,梁拱组合桥在最大悬臂阶段预应力误差对桥墩附近主梁的挠度影响相对较小,越靠近悬臂端预应力误差对主梁的挠度影响越大。研究成果可为梁拱组合桥的设计及施工过程提供技术参考。     

温度对桥梁结构内力的影响分析

以某40m+5×70m+40m预应力混凝土箱梁为依托,分析了日照作用下混凝土箱梁竖向温度分布规律。借助midas Civil有限元结构分析软件,分别建立了箱梁悬浇阶段和成桥状态下的温度引起的结构状态变化模型,并进行了温度对箱梁应力和挠度影响的计算与分析。结果表明,温度对桥梁应力及挠度有一定影响,特别是成桥状态下温度对桥梁应力影响较大,因此在桥梁施工监控和结构测试时应考虑温度效应。     

混凝土连续箱梁施工中的温度效应分析

通过对大跨径连续梁桥在各种温度场梯度模式作用下的温度应力计算,结合实 桥的有限元仿真分析及桥梁施工过程中关键截面的温度、应力、挠度的连续观测.结果显示局部的温度效应在施工中对关键截面应力和梁端挠度有较大影响,在设计和施工中应引起足够重视.     

考虑温度-车辆耦合的准低温季节混凝土桥铺装应力分析

为了研究环境与车载耦合作用对混凝土桥铺装层受力的影响,首先推导材料特性随温度变化的沥青混合料桥面铺装在温度—车辆耦合作用下的应力有限元计算公式。然后采用有限元方法建立混凝土箱梁桥多层铺装复合结构仿真模型,通过现场实测和仿真计算,分析准低温季节铺装结构温度场日变化和车辆荷载耦合作用下的铺装层拉应力。计算结果表明:拉应力峰值出现在桥墩上方对应的铺装层表面,较易较早出现开裂破坏;考虑铺装各层结构温度梯度变化后,耦合作用下的横向拉应力峰值在中午处于谷值,纵向拉应力峰值变化不明显;耦合荷载作用下的横向拉应力峰值比车辆荷载作用情况增加2.76倍,纵向拉应力峰值涨幅为42%。在铺装层的设计中必须考虑温度荷载的作用。     

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。     

混合梁斜拉桥施工阶段的温度梯度效应

在混合梁斜拉桥的施工过程中,温度效应是影响桥梁内力、线形乃至施工安全的重要因素。文章以某混合梁斜拉桥为背景,应用Midas Civil对其施工阶段的相关工况进行了计算分析,分析了钢主梁拼装阶段日照温度梯度对钢主梁、钢主塔应力和变形的影响和规律;钢主梁铺装层高温养护阶段时温度效应对钢主梁应力和变形的影响和规律。研究成果表明:钢主梁拼装阶段日照温度梯度对主梁线形和主塔应力影响显著,桥面铺装高温养护对混合主梁的受力不利;在进行桥梁的设计和施工时,应考虑并采取措施避免或缓解施工阶段温度效应的影响。本研究成果可为类似桥梁的设计和施工提供参考,为完善相关规范条文提供依据。     

某连续刚构桥0#块施工裂缝分析

为研究连续刚构桥施工期间在预应力、临时荷载以及温度等耦合作用下的受力特点,保证桥梁施工期间的安全可靠,有必要对该结构进行各种复杂工况下的监控。该文以某连续刚构桥0#块结构为例,运用空间有限元软件对该结构进行了包括三向预应力、挂篮荷载以及温度效应作用下的应力计算,分析了嘴块结构施工裂缝的形成原因,并针对该类型的宽箱结构,提出了相应的设计和施工建议。     

沱河大桥施工控制研究

以沱河大桥为例,介绍了桥梁施工监控的实施方法。桥梁监控中主要控制梁的内力(应力)和挠度,分析了施工过程中和成桥状态的主梁的挠度和应力。根据已知资料建立有限元模型,对相应施工阶段进行模拟,计算桥梁结构在各个施工阶段和成桥状态的受力状态和工作情况。通过分析挠度、应力在实际和理论上的吻合度得出主桥成桥线形过渡自然,达到了施工监控的预期效果。     

预应力混凝土拱式梁桥横向受力分析

某预应力混凝土拱式梁桥在交工阶段即出现肋板竖向裂缝,且运营过程中裂缝明显发展。对该桥进行有限元仿真计算分析,研究其箱梁横向受力特性,分析其在车辆荷载及温度梯度作用下的应力分布特征,为同类桥梁的设计和维护提供依据。     

有限元建模在划子河大桥施工监控中的应用

通过桥梁监控的有限元理论建模设计,研究悬臂现浇梁桥施工中不同荷载作用下主桥应力变化及节点变形,并与划子河大桥的实际应力情况进行对比,发现通过三维有限元建模和适当的测设截面布置,可以获得桥梁的成桥线形及结构内力的变化情况.结果表明,监控过程的三维立体分析可以更直观地反应施工各阶段的受力情况.     

施工中断多年后箱梁腹板裂缝对结构的影响分析

为了研究施工中断并放置了多年的特殊连续刚构桥箱梁裂缝对桥梁的影响,根据复工前检测的腹板斜向裂缝情况,建立3种不同模型进行数值计算对比分析。研究表明:梁体自重作用下损伤模型和基准模型挠度无明显差异;车道荷载作用于2号跨时,损伤模型Ⅱ、Ⅲ主梁最大竖向挠度、纵桥向最大拉应力均未有明显变化,但纵桥向最大压应力、主压应力增大明显;车道荷载作用于1、3号跨时,两种损伤模型的最大竖向挠度未见有明显变化,但两种损伤模型主压应力、主拉应力增大明显;随着损伤程度的加大,自振频率呈下降趋势,但3种模型在同一阶次的自振频率及振型均无明显变化;综合对比分析可知:现有腹板裂缝对结构整体刚度未见明显影响,但裂缝处应力明显增大,若裂缝继续发展将导致桥梁整体刚度下降、承载能力降低。     

铺装层厚度对钢-混叠合梁桥温度效应影响方析

以某三跨连续钢-混叠合梁桥为工程背景,应用有限元软件ANSYS计算分析中、美竖向温度规范下铺装层厚度对主体结构温度效应的影响及中国规范中铺装层的受力情况。结果表明,两国规范中正温度梯度下结构的拉应力最大值均出现在工字梁,且在正、负温度梯度转变时拉应力比压应力变化明显;砼桥面板除在美国规范负温度梯度作用下拉应力不超过C50容许强度外,其他均大于自身设计抗拉强度;中国规范下铺装层温度效应产生的拉、压应力最大值均小于其容许强度;结构各部位温度产生的效应差距较大。     

曲线刚构桥的空间受力分析

利用有限元模型,分析预应力和温度对曲线刚构桥空间受力的影响.结果 发现:预应力对曲线刚构桥正应力、扭转角等影响程度较小,在温度梯度作用下易造成桥梁腹板开裂.所得结论为今后曲线刚构桥的设计和施工提供了有效的理论依据.     

低高度敞口式钢桁架桥参数敏感性分析

为明确低高度敞口式钢桁架桥结构受力性能,以某跨堤桥梁为研究对象,建立全桥有限元模型,运用参数对比方法,研究该类型桥梁在不同杆件尺寸、宽跨比、高跨比情况下,整体结构刚度、强度及稳定性的变化规律。结果表明:杆件尺寸对桥梁整体静力性能有一定影响,上弦杆钢管直径对桥梁整体稳定影响较大;桥梁宽度的增加,对桥梁整体挠度、下弦杆最大拉应力、纵横梁最大压应力影响较大,对结构整体稳定影响较小;桁架高度的增加,对桥梁整体稳定影响有限,对桥梁整体挠度及下弦杆应力影响较大。     

波形钢腹板箱梁桥异步施工节段足尺模型试验研究

为了研究波形钢腹板箱梁桥异步施工过程中结构的受力性能,验证各关键部位的安全性,以奉化江大桥主桥为背景,针对该桥异步施工过程中的受力最不利工况——主梁16号节段的底板浇筑工况设计制作足尺模型(长7.2m、宽2.3m),采用两点加载方式进行静载试验,研究施工荷载作用下梁体挠度、波形钢腹板侧向变形、波形钢腹板及钢翼缘板的应力分布。结果表明:施工荷载作用下,混凝土顶、底板均未出现裂缝,波形钢腹板剪应力远小于其抗剪强度设计值,波形钢腹板自承重异步施工可满足结构受力要求,具有足够的安全储备;波形钢腹板作为自承重结构在竖向荷载作用下产生的竖向挠度及侧向变形较大;波形钢腹板上翼缘板挂篮作用点处为结构受力关键部位,施工时应对其进行局部加强。     

水泥混凝土路面临界荷位研究

基于Winkler弹性地基模型假设,结合多轴化、重载化的交通运载趋势,考虑不同温度梯度对水泥混凝土路面受力情况的影响,对各种车型位于不同荷载作用位置时的水泥混凝土路面受力状态进行有限元分析,确定不同荷载应力与温度应力耦合作用下水泥混凝土路面的临界荷位,为采用不同设计标准的各种设计方法提出选取临界荷位的合理建议。结果表明,若以板中荷载疲劳应力破坏为设计标准,当水泥混凝土路面处于正温度梯度或零温度梯度时,其临界荷位为车辆载重轴作用于纵缝边缘中部位置;当水泥混凝土路面处于负温度梯度时,临界荷位为车辆相邻两轴作用于同一块路面板的前后两端位置;若以板角挠度破坏为设计标准,无论水泥混凝土路面处于何种温度梯度,临界荷位均为载重轴作用于靠近角隅的板边横缝边缘。     

预应力砼箱梁温度效应研究

针对温度荷载作用引起预应力砼箱梁桥产生的裂缝问题,结合某箱梁桥,建立有限元三维模型进行数值模拟,对比分析在中、英、美规范中温度梯度荷载分布模式下预应力砼连续箱梁的温度效应。结果表明,预应力砼连续箱梁在温差作用下温度效应显著,中国规范中的竖向温度梯度分布模式与美国AASHTO规范和英国BS5400规范有一定差异,在考虑温度效应时选取合适的温度梯度分布模式至关重要;各国规范在竖向正温差作用下的温度应力均超过砼抗拉强度设计值,砼结构可能开裂,实际工程中应对桥梁截面温度进行监测以准确把握结构受力情况;进行宽桥设计时不容忽视横向温度梯度的影响。     

连续刚构桥施工监测及参数敏感性分析

连续刚构桥有其自身的结构特点和施工技术,为研究连续刚构桥施工控制过程中各类参数对其结构力学行为的影响程度,以跨越桃江的某连续刚构桥为工程依托,通过有限元模型对连续刚构桥施工监控的主要参数进行单参数敏感性分析,并结合实桥的监测数据进行对比分析。结果表明,容重、预应力损失、施工荷载、年温差对主梁的挠度有很大影响,为主梁线形的主要控制参数;容重、预应力损失、局部日照温差对主梁应力影响显著,为主梁应力的主要控制参数;弹性模量参数对主梁的挠度与应力影响很小。线形、应力监测数据表明：桥梁的线形流畅,符合设计要求;实测应力稳定,变化趋势一致,可认为结构是安全的。     

连续 T 梁桥荷载横向分布有限元与荷载试验对比分析

使用Midas Civil建立了连续T梁桥的有限元梁格模型，将有限元计算的结果和桥梁实际现场静载试验的实测结果进行了比较分析，得到了粱格模型能够准确地用于分析该类型桥梁的受力情况。同时也对比了在设计活载作用下与单位力作用下利用挠度与应力指标的结果分析跨中荷载横向分布影响线，知道了采用挠度指标的计算结果比应力指标的结果横向分布更加均匀，且通过实桥静载试验的偏载与中载工况结果可知，计算所得的应力(应变)与挠度影响线和有限元计算值的结果比较相似，桥梁的横向刚度较好处于良好的健康状态。