900t大型预制箱梁早期张拉抗裂性能研究

运用数值方法和现场测试,研究900 t大型预制预应力混凝土双线简支箱梁在预、初张拉过程中的应力、变形状态及抗裂性能。采用通用有限元分析软件MIDAS/Civil,按弹性支撑计算模型,对预、初张拉阶段箱梁的应力和变形状态进行模拟计算,分析基础刚度、箱梁翼板有效宽度及混凝土弹性模量关键参数对计算结果的影响。在箱梁跨中截面内埋设钢弦式应变计,在梁顶面布置观测标,监测预、初张拉阶段的混凝土应变和梁体变形。研究结果表明,900 t大型预应力混凝土双线简支箱梁跨中截面在预、初张拉阶段未出现拉应力,初张拉后箱梁明显上拱。采用只受压弹性连接模拟箱梁与台座之间的接触关系进行箱梁受力状态分析,能够模拟出梁体在预应力束逐批张拉下梁体逐渐起拱以及梁体自重逐渐参与作用的实际情况,梁体上拱变形的计算结果与实测结果符合较好。     

双线铁路整体PC箱梁上拱度分析

由于混凝土的徐变效应,预应力混凝土简支箱梁桥的梁体在预应力荷载作用下的上拱变形缓慢发展,因而对桥梁设计及施工中的徐变变形分析尤为重要。如果对于徐变变形的预测不准,在运营阶段梁体徐变变形的发展将会引起桥面的立面线形不平顺,严重影响行车安全和旅客舒适度,甚至将造成梁体上拱度过大而无法使用。在高速铁路上这种影响显得尤为突出,应予以足够重视。本文针对某双线铁路就地浇筑的预应力混凝土整体箱梁,采用MIDAS/Civil结构分析软件,结合国内外几种规范中徐变系数的计算公式,计算在施工阶段的预应力张拉、落梁和铺砟后的荷载作用下梁体的变形,并将其与现场实测的数据比较。通过现场实测变形与理论分析结果的对比得出,采用我国现行铁路规范的计算值与实测值吻合良好。     

城市轨道交通大跨度小半径曲线梁桥设计

轨道交通大跨度小半径曲线梁桥具有受力复杂、车辆荷载大、设计难度高等特点。曲线梁桥由于轴向变形与平面内弯曲耦合,竖向挠曲与扭转耦合,以及弯曲、扭转与截面畸变耦合等因素,易发生梁体水平径向位移过大、梁体翘曲、墩梁固结处开裂、支座脱空等工程问题。依托大连轻轨某小半径大跨度预应力混凝土曲线梁桥工程,通过对曲线桥梁受力情况的分析,考虑变形耦合效应,确定了截面、钢筋及预应力钢束设置等关键技术参数,并针对曲线梁存在的"外梁超载,内梁卸载"问题,对支承形式及偏心等关键参数进行了讨论。研究表明,采用单箱单室截面、合理设置钢筋、预应力约束、支座等措施能有效解决此类工程问题。     

时速350 km高速铁路40 m跨度预应力混凝土简支箱梁徐变上拱控制设计研究

高速铁路跨度40 m简支箱梁由残余徐变上拱控制结构设计。在全预应力体系范围内研究了采用降低跨中底缘压应力、提高预应力合力中心高度、缩短底板预应力束长度、增加梁高、提高混凝土强度等级、推迟二期恒载上桥时间、细化二期恒载分级等7种方法降低梁体残余徐变上拱的效果及适用性。受施工条件、技术经济性等因素限制,建议不采用前5种控制方法,而采用推迟二期恒载上桥时间和细化二期恒载分级的方法来控制40 m跨度简支箱梁残余徐变拱度。     

铁路整体PC箱形梁的徐变效应分析

研究目的:混凝土的徐变对预应力混凝土结构的影响不容忽视。在进行结构分析时,不同的计算模式,计算的内力和变形计算结果也不一样,其中混凝土徐变引起的预应力损失对于结构内力及变形的影响尚有待进一步探索。研究方法:文中结合铁路桥梁设计规范,采用MIDAS/Civil结构分析软件,对双线铁路整体PC箱梁在3种计算模式下,进行施工中预应力的张拉、落梁以及二期恒载作用阶段的受力和变形分析,探讨了徐变引起的预应力损失对结构的影响。研究结论:对简支结构而言,混凝土徐变不会产生次内力,但会使应力重新分布,考虑徐变引起的预应力损失将使梁体的内力减小;梁体在张拉力作用下产生上拱变形,并随时间推移而缓慢发展,二期恒载的作用将有效减小上拱挠度,梁体的徐变变形占总变形的50%,徐变引起的的变形对梁体对结构下挠不利,而对于上拱度的控制是有利的。     

双线铁路整体箱梁徐变变形分析

简支梁在预应力筋张拉后,由于张拉力使梁体产生上拱变形,又因混凝土的徐变使该变形随时间而发展。针对某铁路双线桥的预应力混凝土整体箱梁,结合国内外有关规范计算徐变系数,采用M IDAS/C ivil结构分析软件,对梁体在施工及运营不同阶段荷载作用下的变形进行分析,得出几点对于同类工程设计和施工有意义的结论。     

先张法轨道板预应力传递长度的关键影响因素研究

预应力传递长度是高速铁路先张法预应力轨道板设计需解决的核心问题。采用有限元软件ANSYS建立了先张法预应力小梁计算模型,分析了钢筋直径、混凝土强度、锚固板的设置及尺寸对先张法轨道板中预应力传递长度的影响,并通过现场试验验证计算结果的可靠性。分析结果表明:预应力传递长度随预应力筋直径的增大而增加,最终建立的预应力也随之增大;随着混凝土强度的增加,预应力传递长度有减小的趋势;锚固板的设置能显著减小预应力传递长度,保证混凝土预应力在板端第一扣件节点处完全建立,但锚固板的尺寸对传递长度影响不大。     

双向预应力箱式腹板槽型梁有限元数值模拟

结合两种有限元软件的特点,模拟双向预应力槽型梁的变形和受力分析.通过Midas Civil 2006,分别计算槽型梁在横向和纵向预应力作用下钢束的预应力损失,利用虎克定律推算出相应的应变;在Ansys中建立有限元模型,以初始应变模拟预应力的作用,分析槽型梁在纵向、横向和双向预应力作用下的受力与变形.     

京山线沙河特大桥预应力混凝土梁提速加固设计研究

通过京山线沙河特大桥加固前后的静载试验以及体外预应力束疲劳性能试验,解决该桥上拱度过大引起梁的预应力损失及恒载增大,横向振动超限等问题。研究结果表明:采用增设体外预应力束加固后,实测梁体弹性上拱仅为2 5mm,梁体的重裂弯矩可提高15 7%。在试验和理论计算分析的基础上,采用体外预应力与增设横向水平板综合加固技术,在不中断运营条件下,实现京山线沙河特大桥预应力混凝土梁的提速改造。加固后桥梁满足客车160km·h-1、货车90km·h-1运营要求。     

预应力混凝土连续箱梁顶推施工监测

依托一预应力混凝土连续箱梁跨既有线路顶推施工工程,针对工程特点制定了各施工阶段的监测方案,测试了从梁体浇筑阶段的预应力张拉至落梁阶段全施工过程中结构的应力及变形。监测结果表明:预应力张拉阶段梁体张拉效果满足设计要求;顶推系统工作正常,受力状态与计算值吻合良好;顶推阶段梁体和导梁左右侧受力存在一定的不均匀性,但均在安全范围之内;通过监测数据对梁体进行纠偏,使得整个顶推过程中梁体横向偏位很小,基本按照设计轨迹以曲线路径行走;落梁阶段梁体累积应变较小,落梁过程中梁体未产生内力。     

体外预应力梁和体外索共同工作规律的研究

体外预应力梁在承受荷载时,体外预应力仅通过转向块和锚固点作用在梁体上,由于体外索和混凝土梁变形不一致,存在着应力滞后现象,导致体外索和钢筋混凝土梁之间协调工作能力的大小不等.本文结合广西科学基金项目"体外预应力加固梁的试验",通过分析转向块的设置、体外索的形状、荷载类型、有效张拉预应力、体内非预应力钢筋的配筋率、偏心距、应力增量和混凝土度第几种影响因素,发现体外索和钢筋混凝土梁两者共同工作的规律:梁的刚度是决定体外索和钢筋混凝土梁两者共同工作的主要因素.本文结论对体外预应力基础理论发展有一定的借鉴意义.     

考虑预应力损失的混凝土梁徐变计算方法

将按龄期调整的有效模量法与有限元法相结合,建立预应力混凝土梁桥徐变计算结构分析模型。模型考虑预应力束对结构整体刚度的贡献及预应力损失和徐变变形的相互影响,较准确的实现施工过程中、长期荷载作用下的徐变计算。根据此模型编制预应力混凝土梁桥徐变计算有限元程序,对小凌河特大桥32m预应力混凝土箱梁进行计算。程序计算结果与实桥试验结果吻合较好,能较好地反映桥梁上拱及徐变应变。     

悬臂施工连续梁桥合龙设计优化及影响分析

合龙阶段的施工工序对多跨连续梁桥的内力和累计位移均有一定的影响,以一座4跨连续梁桥为例,根据合龙阶段预应力钢束张拉阶段的不同,建立该桥的两种有限元模型,根据各个施工阶段的分析结果,对比分析预应力张拉阶段对梁体内力、累计位移的影响。结果发现,预应力张拉阶段对多跨连续梁桥结构的内力影响较小,对梁体结构的累计位移影响较大,根据分析结果,对该桥的合龙工序进行了优化。建议多跨连续梁桥在进行安全设计的同时应考虑结构线形控制的难度,对合龙工序进行优化。     

预应力CFRP筋高性能混凝土T型梁试验研究与非线性分析

通过4根梁试件的单调加载静力试验，对体外预应力CFRP筋高性能混凝土T型梁和有粘结预应力CFRP筋高性能混凝土T型梁的受力过程、破坏形态、抗弯承载力、延性和变形等进行较为系统的研究。研究表明：体外预应力与有粘结预应力梁试件均具有较高的抗弯承载力、较大的位移延性和变形能力；体外预应力梁中体内预应力筋的应变增量比相应的体外预应力筋大得多；随着配筋率的增加，有粘结预应力梁试件的抗弯承载力有明显的提高，但其位移延性和变形能力有所降低。此外，应用商用软件ANSYS对4根梁试件进行非线性有限元分析，程序计算值与试验结果吻合良好。     

顶板短束在城市小半径曲线梁桥中的应用

研究目的:在设计小半径曲线梁桥时,由于周期紧,经常习惯的布置通长预应力钢束,这样虽然可以节省设计时间,但是这种布束方式会造成曲线内外侧受力不均匀,造成材料浪费。本文以北京市广渠路五环立交一半径R=54.5 m的预应力混凝土匝道桥为工程实例,分别按照预应力通长束以及"长束+短束"布置,利用MIDAS/Civil分别对于两种布束方式建立三维杆单元模型,讨论不同布束方式下结构内外侧支座反力、扭矩及扭转应力、有效预应力及结构经济性方面的差异,为设计提供参考。研究结论:通过本文的研究可知,正确的布束方式应该是"长束为主、短束为辅",合理的预应力布束方案可以有效地改善结构的受力情况,减小结构的变形,使曲线内外侧支座反力均匀,降低预应力损失并提高结构的经济性。     

非对称悬臂施工大跨度连续刚构桥设计研究

为降低边墩较高情况下的连续刚构桥边跨现浇段的施工难度,设计非对称悬臂施工方案以降低边跨现浇段的长度。分析非对称悬臂施工方案的孔跨布置及梁段划分,介绍该桥的预应力设计,建立考虑施工阶段的有限元模型,分析不对称悬臂施工阶段的梁体应力,并针对不对称悬臂施工梁段的预应力钢束进行不同锚固位置的对比分析,根据分析结果,选择合理的锚固位置。针对不对称悬臂施工对梁体累计位移的影响进行参数分析,根据分析结果,对施工过程中的线形控制重点提出建议。     

体外预应力混凝土梁体外筋应力增量的试验与研究

本文在对七根体外预应力混凝土梁进行试验研究的基础上 ,分析和研究了体外预应力混凝土梁的体外筋应力增量和梁体的整体变形关系 ,推导出了以构件的挠度和梁端转角为参量的体外筋极限应力增量的计算公式 ,并将试验结果与该公式的计算值进行了对比分析 ,结果表明 :计算结果与试验结果较为吻合 ,这种计算方法是简捷而可行的     

索塔锚固区U型钢束施工控制探讨

结合宁波市福明路跨铁路宁波东站斜拉桥索塔锚固区U型预应力筋张拉工艺模型试验,通过对索塔锚固区U型预应力筋施工控制研究,对此类预应力体系在斜拉桥索塔锚固区中的应用作了深入的探讨.     

32m高速铁路简支梁桥铺轨后残余徐变上拱限值研究

运用Midas软件分别建立简支梁桥-CRTSⅡ型板式无砟轨道空间耦合静力学模型和车-线-桥耦合动力学模型,进行32m高速铁路简支梁桥铺轨后残余徐变上拱限值研究。结果表明:桥梁残余徐变变形是影响32m波长周期性高低不平顺的主要因素;随着桥梁残余徐变幅值增加,长钢轨的附加不平顺呈线性增大,桥梁残余变形幅值为10mm时,钢轨的上拱变形量可达9.8mm;行车速度为380km·h^-1、桥梁残余徐变上拱幅值由3mm增加至10mm时,车体的垂向加速度峰值由0.275m·s^-2增加至1.159m·s^-2,旅客乘坐舒适度指标由1.549逐渐增加至3.105;当桥梁残余徐变幅值为8.0mm,在280~380km·h-1车速范围内,旅客乘坐舒适度指标达到3.108,桥梁梁端振动加速度达到5.217m·s^-2,已超出规范限值,因此建议高速铁路32m简支梁桥铺轨后其残余徐变上拱限值按7.0mm控制,为避免残余徐变限值的改变对桥梁设计方案产生显著影响,可通过适当延后铺轨时间保证桥梁残余徐变变形满足限值要求。     

节段预制桥梁技术在广州地铁的应用及发展研究

自2003年开始,广州地铁先后在4号线、6号线、14号线和21号线采用了节段预制桥梁技术,从开始应用阶段的节段预制简支梁逐渐发展为连续刚构.为了更好地推动节段预制桥梁技术的进一步发展,发挥节段预制连续刚构的优势,对节段预制桥梁技术在广州地铁的应用和发展进行了总结;对节段预制简支梁和连续刚构进行了对比分析,表明后者可以节省建设期总造价和运营期支座维养费用;提出了技术提升建议:标准段桥梁跨度尽可能统一、上下部结构全桥预制、体内体外预应力混合配束、可重复利用的临时预应力张拉台座、墩顶0号块预制架设和全桥无支架施工,可以进一步提高综合经济效益.