大跨桥梁预应力损失综合值法计算模型研究

为预测预应力混凝土桥梁结构在正常运营状态期间的预应力损失情况,根据预应力损失的特点,假设损失过程存在损失和阻滞损失2种趋势,建立含有时间参数的数学方程,推导出一种新的预应力损失综合值法计算模型.利用已有文献资料记载的实测数据,推算出计算模型中各参数的值,代人计算模型,拟合出构件的预应力损失计算方程.结果表明,拟合方程计...     

大跨度预应力混凝土箱梁竖向预应力损失试验研究

文章通过某大跨预应力混凝土连续箱梁桥施工时对腹板竖向预应力损失进行的实桥测试,对不同长度箱梁竖向预应力损失的影响因素试验研究,并与规范理论计算值进行对比,并提出相应的控制措施和改进建议,为同类桥梁今后的竖向预应力设计和施工积累经验。     

大跨度预应力混凝土桥梁监测监控技术研究

讨论大跨度预应力混凝土梁桥监测监控过程中，有限元计算，线形监测，应变测量等方面的技术问题。描述施工预拱度控制的神经网络后期预测技术和应变测试原理及方法，分析测试应力的诸多影响因素，对桥梁的线形，合扰段相对高差的控制，确定实际结构的真实应力，桥梁的施工及安全使用等具有一定的指导意义。     

超长预应力束有效预应力测试与研究

以襄樊市汉江三桥南岸引桥为例,对超长预应力束的初应力、锚圈口摩阻损失、锚固回缩损失、有效预应力、持荷时间及超张拉荷载进行了测试,并通过相关的理论计算、对比分析,得到了准确的有效预应力以指导施工。     

大跨度预应力混凝土斜拉桥的状态评估体系研究

采用AHP（层次分析法）将影响桥梁健康工作状态的各种因素条理化、层次化,建立了大跨度预应力混凝土斜拉桥健康状态评估的多层次关系模型。将监测数据与表观检测数据通过无量纲化处理和底层指标评语进行分级评定,以便纳入同一种评分体系中。再通过加权综合的方法由底层指标得到上层指标的状态,逐层综合,最终得到整个桥梁的状态。文中通过实例计算分析,结果表明层次分析法和变权综合原理可以较好地应用于大型桥梁结构的状态评估。     

PC弯曲孔道摩阻预应力损失试验与分析

预应力混凝土桥梁结构过大的预应力损失,导致了桥梁结构过早失效或破坏。笔者针对预应力混凝土结构设计中弯曲孔道摩阻预应力损失问题,基于接触应力理论,试验研究了不同张拉力下,连续弯曲孔道和夹角之和相等的非连续弯曲孔道所产生的摩擦力矩;通过分析说明现行JTG D62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中预应力混凝土结构设计接触应力假设的弊端,从而指出现有结构设计方法的缺陷和对结构预应力损失计算所带来的偏差;同时指出弯曲孔道摩阻预应力损失随着外力的增加迅速增大,是结构预应力损失的主要因素。     

大跨PC箱梁桥的预应力损失研究

预应力混凝土箱梁桥以其良好的结构整体受力性能在现代大跨桥梁结构中得到广泛应用,但迄今所修建的混凝土箱梁桥中,运营阶段箱梁开裂及下挠过大的现象较为普遍,实际混凝土箱梁桥中预应力损失估计不足是其可能的原因之一。结合某大跨预应力混凝土箱梁桥的修建及运营,对处于自然环境中的箱梁桥在纵向预应力损失作用下的确切反应进行测试,并详细地分析了各测试数据,得出了一些具有实用价值的结论,为实际箱梁桥的预应力损失分析提供参考。     

预应力混凝土小箱梁长期性能评估研究

以某工程长期存放的预应力混凝土小箱梁为研究对象,对小箱梁拱度值进行测量,分析小箱梁拱度值分布规律,并与理论计算结果进行对比,对偏差原因进行分析,通过静荷载试验检验梁体技术状况。结果表明,在正常使用极限状态跨中最大正弯矩作用下,结构的应力、挠度校验系数满足荷载试验规范要求,试验梁测试断面未发生开裂,处于弹性工作状态。     

PC箱梁竖向预应力张拉锚固阶段应力损失研究

为了分析PC箱梁张拉锚固阶段的竖向预应力损失,以2座实桥为例,进行了箱梁竖向预应力损失测试,对这2座桥梁竖向预应力损失进行有限元和解析法的求解,在此基础上与实测数据进行了对比;结合实例桥竖向预应力损失试验的现场经验,分析了造成张拉锚固阶段竖向预应力损失的多种因素及其影响程度。结果表明,锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失是张拉锚固阶段主要应力损失;预应力损失与施工质量有着密切关系,且在施工质量得到保证的条件下,实施二次张拉对控制锚固损失是非常有效的。     

在用大跨度预应力混凝土箱梁桥裂缝调查研究

对我国公路预应力混凝土箱梁桥突出病害——梁体开裂情况进行了研究。通过对全国范围公路在用预应力混凝土连续箱梁、连续刚构桥箱梁开裂情况的调查,掌握了预应力混凝土箱梁桥裂缝的主要类型、分布规律和形态特征,并通过大样本条件下的分类统计首次获得了预应力混凝土连续箱梁裂缝多角度统计量化特征。研究表明公路在用预应力混凝土箱梁桥的开裂现象普遍,多种裂缝并存,裂缝成因复杂,裂缝形式多种多样,腹板斜裂缝和箱体纵向裂缝是主要裂缝形式。量化的分析结果为了解我国公路预应力混凝土箱梁开裂总体状况及箱梁开裂相关研究提供了充分依据和重要支撑。     

小半径环向预应力张拉伸长量和钢绞线行为分析

针对目前斜拉桥环向预应力施工中实际伸长量偏差超出规范要求±6％的现象,通过内蒙古小沙湾黄河特大桥索塔锚固区足尺模型试验,分析了影响张拉伸长量的主要因素.为进一步探究钢绞线受力不均匀这一主要因素的影响,建立了钢绞线在波纹管内排列形式的三种简化模型,分析了钢绞线张拉时波纹管内部钢绞线的伸长状态及具体行为.另外,就采用逐根穿束工艺的钢绞线在张拉时易出现打搅的现象提出了一些意见和建议,希望实际施工中在考虑张拉伸长量修正的基础上加强对小半径环向预应力钢绞线实际受力状态的关注.     

大跨径简支转连续箱梁桥的线形观测与控制

采用杆系模型计算箱梁预制过程和施工过程中的应力分布和线形变化，分析了二次张拉的作用以及预应力管道参数、合龙时间、收缩徐变等对结构线形的影响。研究结果表明：二次张拉能有效地控制箱梁早期裂缝且对线形影响很小，而预应力管道参数、合龙时间、收缩徐变等对结构线形的影响不容忽略；在理论计算控制线形中，能否合理地选取计算参数是控制线形的关键。进而通过实测值和理论值的比较，验证了理论计算对线形控制指导作用的可靠性，为今后同类桥型施工控制提供了参考。     

基于车-桥系统耦合振动理论的大跨PC连续刚构桥冲击系数研究

在分析车-桥系统耦合振动研究资料的基础上,推导了基于自身假设条件下的车-桥系统耦合振动的运动方程组.利用VC 编制了可用于车-桥系统耦合振动分析的专业程序CQZD.以2座大桥为例,分析了桥梁基频对大跨PC连续刚构桥冲击系数的影响,并将算例中的冲击系数计算结果同按规范JTG D60-2004计算的结果进行了比较.结果表明:桥梁基频对冲击系数的影响比较显著,冲击系数随基频的降低而降低.     

基于特征熵权与样本加权的大跨桥梁多车道交通荷载聚类模型

为满足交通流荷载作用下大跨桥梁结构评估的需要,研究了基于荷载参数特征的交通流状态划分方法。首先,基于实测交通流数据,按照车道属性统计分析得到交通流的单位小时特征参数样本,选择单位小时内车型比例、车头间距及交通流速度作为交通流状态划分的参考特征;其次,改进经典k-means聚类算法以增强其对高维、复杂交通流荷载分类的鲁棒性,即通过引入特征熵值来表征各特征参数对聚类效果的重要性,同时计算样本点与周围样本点的接近程度来赋予样本点权值,以削弱样本离散性对聚类质量的不利影响;最后,通过聚类算法得到11种具有不同参数特征的交通流荷载,分析了其作用下某大跨斜拉桥拉索应力响应及造成的疲劳损伤。结果表明：改进算法的聚类质量指标比原始k-means算法提高了40%以上,对交通流状态划分具有良好的适用性;通过算法得到的不同类别的交通流荷载的特征参数差异性明显,其占有率也大不相同,同一类别的交通流荷载各样本特征参数聚拢效果良好;同车道内不同类别的交通流荷载的拉索等效应力差别较大,其变异系数均在0.2以上,尤其在考虑了不同交通流荷载模型的占有率后,这种差异性进一步增大。上述结果表明该交通流荷载聚类与模拟方法是有...     

在役混凝土桥梁非平稳抗力劣化模型建立与更新

为建立在役混凝土桥梁结构构件非平稳随机抗力劣化模型,并通过后验更新解决劣化模型与实际结构劣化特征的匹配问题,首先,联系在役混凝土桥梁结构实际劣化特征,基于Gamma随机过程推导并建立了初始抗力劣化模型,对初始模型所存在的问题进行探讨;其次,以初始模型吸收融合结构近期实际劣化状态为原则,以结构特定时刻劣化状态的确定为基础,构建了初始抗力劣化模型的后验更新流程;再次,联合非确定性层次分析法（NAHP）与实数遗传算法（RGA）建立了基于定期外观检测数据的特定时刻抗力劣化系数评定方法,为确保该评定方法为初始抗力劣化模型更新提供准确可靠的劣化数据,采用室内模型梁加载试验对所建立评定方法的准确性、适用性进行验证;最后,以一座在役25年的混凝土桥梁为例,基于所建立的分析方法框架,阐述了其一片内梁抗弯承载力劣化模型的建立与后验更新过程。结果发现：基于特定时刻抗力劣化系数评定方法所得到的劣化系数分析结果与试验值的误差介于2.83%~6.24%之间,由该方法所得到的特定时刻抗力劣化系数可应用于初始劣化模型的后验与更新,经过初始劣化模型的后验与更新,所得到的后验模型由于吸收了结构近期的实际劣化状态,在抗力劣化进程描述方面较初始模型具有更高的准确性和更好的匹配性。     

基于传统预应力张拉工艺的箱梁桥腹板开裂风险概率分析

建立了采用传统竖向预应力技术的箱梁桥腹板主拉应力随时间变化模型,考虑混凝土强度、螺纹钢强度等参数的时变性和随机性,以腹板内主拉应力达到容许应力限值为极限状态,发展了采用传统预应力张拉工艺的箱梁桥腹板开裂概率模型.基于Monte-Carlo模拟方法,计算了服役期内腹板开裂风险,并对相关参数进行敏感性分析.研究表明在本文设计参数条件下,设计使用年限内的腹板最大开裂风险概率为1.49％;敏感性分析表明精轧螺纹钢筋纵向间距和锚具变形与钢筋回缩对腹板开裂影响最大;安装偏差角度次之;箍筋数量对腹板开裂风险影响最小.     

考虑季节性温湿变化的混凝土桥梁徐变计算模型研究

为研究温湿变化对混凝土桥徐变效应的长期影响,建立考虑季节性温湿变化的混凝土桥徐变计算模型.该模型以卢志芳模型为基础,选取我国6个典型温湿度特征城市,基于徐变系数非减原则,建立温湿度时变函数,利用多项式累加和积改进卢志芳模型,得到改进徐变模型.将该模型应用于某预应力混凝土连续梁桥(假设该桥分别位于6个城市)10年徐变效应...     

大跨度斜拉桥双向曲面混合桥塔钢-混结合段受力性能研究

为研究大跨度斜拉桥双向曲面混合桥塔钢-混结合段的力学行为与传力机理,设计相似比为1:4的全截面静载试验模型,测试最不利及超载工况下结构的应力、变形、开裂等;结合有限元仿真分析,研究桥塔钢-混结合段的传力机理,并进一步探讨结构构造参数对其影响规律。结果表明:最不利荷载工况下,钢结构最不利压应力为-165.44 MPa,位于钢过渡段主跨受压侧壁板;混凝土最不利拉应力为8.65 MPa,叠加预应力效应后约为1.73 MPa,位于混凝土段边跨受拉侧;沿塔轴向,钢结构应力平缓降低并在承压板附近存在突变,混凝土应力较为平稳;剪力钉及PBL剪力键弯曲应力均呈"两头大、中间小"的马鞍形分布。模型各构件实测应力随荷载增加呈线性增长,模型整体处于弹性受力状态;结合段钢-混最大滑移值仅65 μm,钢-混之间协同受力良好;模型上下缘实测应力差异约为10%,表明双向曲面构造引起一定的空间受力特性,但挠度量值差异小。超载工况下,1.4倍加载时混凝土段边跨受拉侧出现裂纹;1.7倍加载时钢过渡段主跨受压侧局部应力屈服,模型受力整体表现为以钢过渡段受压侧及混凝土段受拉侧最为不利。2.0倍加载下,模型水平挠度随荷载变化均近似线性增加,转角近似满足线性变化,受混凝土开裂影响较小;最大水平挠度仅1.43 mm,挠跨比约为1/3 000,结构具有良好的刚度性能;结合段内混凝土局部开裂对受拉区的钢-混相对滑移影响较为显著。通过承压板、钢壁板及PBL板分别传递荷载66.3%、15.2%及18.5%,承压板为主要传力构件。参数讨论表明,原桥合理承压板、钢壁板厚度分别介于40~80、24~40 mm之间,剪力连接件刚度对结构传力影响较小。     

大跨拱桥吊装施工线形控制计算方法研究

针对大跨度拱桥缆索吊装施工线形控制计算中有关模型建立、确定目标控制线形和吊装过程模拟计算等问题进行了研究.分别考虑吊装系统中各构件之间相互作用的复杂关系及其对结构的影响程度,根据最终成桥线形,采用倒拆法确定目标控制线形;根据设计线形和所有恒载、活载变形,确定预制时的无应力长度.针对拱圈预制节段的两种不同安装方法,提出分别采用正装迭代法和刚性支承-弹性索法计算拱肋安装坐标及扣索索力.通过工程实例分析表明.两种方法计算的扣索索力很接近,但安装坐标相差很大.施工控制结果表明,采用本文方法进行控制的拱肋线形与设计线形吻合良好.     

槽型双箱组合梁斜拉桥桥面板有效宽度分析

为研究槽型双箱组合梁斜拉桥桥面板在纵向预应力作用下的有效宽度,结合某大跨度组合梁桥面结构,通过建立考虑钢梁-混凝土桥面板界面滑移的三维实体节段有限元模型,分析了桥面板在纵向预应力作用下的应力分布及传递机理,提出了预应力传递角度变化的有效宽度计算方法.研究结果表明:相对于标准AASHTO LRFD (2007)和DIN 1075,有效宽度计算方法能够考虑纵向预应力在桥面板中传递的全过程及预应力传递角度的变化,与有限元结果具有更高的吻合度,可为同类组合梁斜拉桥设计提供参考.