应用Midas进行连续箱梁桥腹板斜裂缝的分析研究

腹板斜裂缝是预应力混凝土连续箱梁桥的突出病害.依据某预应力混凝土连续箱梁桥腹板斜裂缝病害检测结果,采用有限元软件Midas,通过桥梁加固前、后主拉应力的对比,分析裂缝产生的原因及加固效果.结果表明:采用体外预应力加固、墩顶箱梁增设横梁、环氧树脂封闭加固等加固措施对连续箱梁桥进行加固,加固后各截面主拉应力有明显的减小,能...     

连续箱梁桥底板加固设计方案比选

通过对一座运营期内底板产生横向裂缝病害的连续箱梁的现场检测、有限元模拟分析,探讨了连续箱梁此类裂缝的病害成因;在此基础上,对箱梁底板张拉体外预应力钢束和张拉纵向预应力碳纤维板两种加固方案的加固效果进行了比较。结果表明:超重荷载的作用是导致连续箱梁底板产生横向裂缝的主要原因;箱梁底板张拉体外预应力钢束和张拉纵向预应力碳纤维板的主动加固方案,都可以将底板受力恢复为全预应力构件。     

某连续箱梁病害分析及维修加固

某桥为三跨变截面预应力混凝土连续箱梁桥,运营多年,经检测,主体结构及桥面铺装等出现相应病害,桥梁总体结构处于较差状态,综合评定为三类桥,须采取有效措施进行维修加固处理。针对具体病害,采用有限元程序Midas与Ansys对结构进行分析,探讨病害产生的主要原因,并给出了相应的维修措施。针对箱梁顶板底面、底板底面及腹板裂缝,通过对顶板及底板底面粘贴碳纤维布、腹板内外侧粘贴钢板及增设体外预应力主动加固等措施,对结构受力进行补强,提高桥梁结构的安全性与耐久性;针对桥面铺装裂缝,通过更换水泥混凝土桥面铺装层并增设防水层,以提高桥梁的适用性与耐久性。桥梁维修加固后,经通车前的荷载试验评定,验证了加固措施的效果,桥梁的使用性能得到恢复。     

大跨度PC连续刚构桥病害成因分析及加固研究

宁夏某黄河大桥主桥(65+2×120+65)m为大跨度PC连续刚构桥,对该桥主跨跨中下挠及梁体开裂等常见病害的成因进行深入分析,对主桥箱梁采用增加腹板厚度+体内预应力来提高结构刚度和截面跨中混凝土压应力储备,对顶底板纵向裂缝采用预张紧钢丝绳网片+聚合物砂浆、粘贴碳纤维布等方法处治,加固效果明显,对该类桥同类病害处治有较大借鉴意义。     

连续箱梁桥加固技术及加固效果分析

以广州番禺某连续箱梁桥加固为工程背景,采用BRCAD系统分析与规范计算相结合的分析方法,对连续箱梁桥的加固技术和加固效果进行了分析与对比。结果表明,采用主桥箱梁体外预应力加固、墩顶箱梁增设横梁及腹板粘贴钢板封闭加固裂缝带的桥梁加固方案对连续箱梁桥加固效果明显,加固后恒载作用下桥体各截面拉应力及主拉应力有不同程度的减少,主跨及附近两边跨在正常最不利荷载组合作用下,下边缘受拉区域有较大的减少,桥体的极限承载能力有较大提高。     

损伤梁桥主被动加固效果应用研究

本文以某高速公路上的一座上部结构采用5×30m+5×30m先简支后连续预应力混凝土箱梁桥为例。由于本桥在运营过程中发现主梁的腹板和底板均出现受力裂缝,后采用体外预应力加碳纤维布对其进行加固。加固完成后,通过加固前后的桥梁静载试验对比分析发现:预应力混凝土梁体如果在运营过程中已出现受力裂缝,影响到桥梁的刚度和受力性能,采用主被动加固法,可以大大改善桥梁的受力性能。但是,如果没有有效的措施将裂缝进行恢复和粘合,不论采用何种加固方法,都不能使梁体恢复到正常的设计受力状态。     

大跨连续刚构桥底板纵向裂缝成因分析与处治措施

通过对一座运营期内底板产生纵向裂缝病害的大跨连续刚构桥的现场检测、有限元模拟分析,探讨了刚构桥此类裂缝的病害成因;在此基础上,对箱梁底板粘贴横向钢板带(被动加固)和张拉横向预应力碳纤维板(主动加固)的加固效果进行了比较。结果表明:曲线预应力合龙束引起的横向附加应力,以及箱内外温差引起的横向应力的联合作用,是导致大跨连续刚构桥底板产生纵向裂缝的主要原因;箱梁底板粘贴横向钢板带的被动加固方案,可以起到限制裂缝发展的作用;底板张拉预应力碳纤维板,将底板受力提升为预应力A类构件,更好地提高了结构的耐久性。     

预应力碳纤维板结合体外预应力加固工程应用分析

在役的许多旧桥由于设计标准、施工水平较低等因素的影响,已不能满足交通量迅猛增长的要求,因此迫切需要对这类旧桥进行加固维修,其中单箱多室的宽箱梁桥横向受力情况复杂,横桥向的变形和应力分布在翼缘板处和中心线处的差异大,单一而普通的加固对该类桥梁效果不明显,采用腹板增设体外预应力,箱梁底板增加预应力碳纤维板的方法对该类桥梁进行加固,不仅能够提高桥梁刚度和承载力,还能够起到阻止裂缝发生及进一步发展的作用。文中以某一高速公路桥梁加固为例,浅谈外部张拉预应力碳纤维板结合体外预应力加固宽箱多室桥梁结构的工程应用分析。     

连续刚构箱梁桥腹板开裂原因分析

针对可能造成某预应力混凝土连续刚构箱梁桥腹板斜裂缝的几种主要因素进行了敏感性分析,同时对平面杆系计算时无法考虑的箱梁横向受力的不利影响,采用MidasFEA进行了空间受力分析.分析指出纵向、竖向预应力有效性的降低及活载超载是造成腹板斜裂缝的主要原因之一;在计算腹板主拉应力时考虑箱梁横向受力引起的竖向拉应力的叠加效应会使腹板内侧某些区域的竖向压应力完全被抵消,进而导致腹板出现斜裂缝;同时指出箱梁内外温差变化,是产生竖向拉应力的主要因素.     

连续箱梁体外预应力加固施工工艺

某省道桥梁主桥为52m＋3×80m＋52m预应力混凝土连续箱梁,使用中发现该桥梁体出现大量裂缝,且裂缝不断发展,其结构耐久性和承载力逐渐下降,已严重影响行车安全。采取增设体外预应力及腹板加厚、裂缝灌浆、粘贴钢板、粘贴碳纤维布等技术措施,对该桥进行维修加固。重点阐述连续箱梁体外预应力加固施工工艺。     

预应力碳板加固装配式组合箱梁的应用研究

为了解决早期装配式预应力混凝土组合箱梁构造尺寸普遍偏小、易出现腹板及底板结构性裂缝的问题,通过采用梁底张拉预应力碳纤维板解决结构强度、刚度问题的加固设计方法,借助有限元分析软件,对桥梁加固后承载能力进行验算,同时还对跨中横隔板对结构受力的影响进行分析。研究结果表明,通过施加预应力可变被动加固为主动加固,在增加结构强度和刚度的同时,又能减小结构的挠度变形,并减少封闭裂缝。     

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。     

严重开裂PC箱梁桥加固

以某高速公路上一座运营超过12年、主梁严重开裂的预应力混凝土等截面连续箱梁桥为例,分析箱梁底板、腹板的"U"形、"L"形裂缝成因,并评估加固前结构技术状态,采用箱梁跨中正弯矩区腹板加厚并在加厚段内增设有粘结预应力束、底板粘贴钢板条,墩顶负弯矩区增设扁锚式无粘结预应力钢束和桥面铺装"黑改白"(由沥青混凝土改造成钢筋混凝土)等综合加固方案对该桥加固试验段进行加固.加固前、后进行3次荷载试验,评估桥梁结构技术状态.理论计算和荷载试验结果表明,加固效果良好,加固方案可行,桥梁实际承载能力大幅提高.     

预应力混凝土箱梁桥腹板开裂参数影响分析

预应力混凝土箱梁裂缝是影响桥梁结构安全的重大隐患.该文对某三孔预应力混凝土变截面箱梁建立有限元模型,分析竖向预应力损失和箱梁腹板厚度对箱梁桥开裂的影响.结果 表明:连续箱梁边墩支点附近的边跨现浇梁段的主拉应力值较大,且这些位置截面梁高较小,如果施工和运营阶段竖向预应力损失过大,在这些区域容易出现腹板斜裂缝;腹板厚度对斜截面抗剪承载力的影响比截面主拉应力的影响大;箱梁支点附近梁段腹板厚度较薄,容易导致斜截面抗剪承载能力不足.     

预应力混凝土箱梁桥悬臂施工中腹板斜裂缝成因分析

目前国内一些预应力混凝土箱梁桥,在悬臂施工张拉纵向预应力束时,就出现与纵向顶板下弯束大致平行的腹板斜裂缝.该文先列举3座出现该病害的典型桥例,然后具体针对其中之一,运用桥梁博士、ANSYS等有限元软件对其进行了计算.计算结果与现场观察情况表明,腹板处局部主拉应力过大是该桥在施工过程中出现腹板斜裂缝的主要原因.最后给出了腹板斜裂缝修复措施.     

基于板壳单元的箱梁桥空间应力分析

采用8节点40自由度实体退化板壳单元编制有限元软件,对预应力混凝土箱梁桥进行空间应力分析.以某(80+150+80)m预应力混凝土连续刚构桥为例,对采用板壳单元与采用杆系单元计算预应力混凝土箱梁桥空间应力的结果进行对比、分析,板壳单元程序分析结果表明截面最大主拉应力主要出现在箱梁顶、底板与腹板交界处以及底板横向跨中附近;建议活载正应力放大系数一般可以取1.15,部分位置可取1.2～1.6,活载剪应力放大系数一般可取1.5～1.8.     

长沙市三汊矶湘江大桥大跨径顶推梁设计与研究

长沙市三汊矶湘江大桥边孔采用65 m跨径的顶推箱梁,箱梁中心处梁高仅3.53 m,高跨比为1/18.4。在设计过程中,对国内外已建成的顶推梁桥作了大量的调研,发现许多箱梁腹板出现了主拉应力裂缝。在设计中采用空间有限元法对腹板主拉应力、施工阶段剪力滞进行分析,发现箱梁截面在中跨支点处顶板截面存在比较大的剪力滞效应,最大剪力滞系数为tλ=1.61。根据计算结果对箱梁构造以及纵向预应力束布置进行了优化,箱梁腹板厚度在纵向上采用变厚度措施,腹板最大主拉应力降低了27%,效果明显。     

预应力混凝土箱形连续梁桥裂缝成因分析及对加固方案的评价

预应力混凝土箱梁桥中出现剪力引起的斜裂缝的现象非常普遍。从设计方面寻找斜裂缝出现的原因,对现有的预应力加固方法的有效性进行探讨。从工程实例出发,利用虚拟层合有限单元法对桥梁加固前、后的空间计算做了分析,得出桥梁加固前、后两阶段的受力情况。经分析发现:竖向预应力的不足以及预应力筋的布置不妥所造成的过大局部应力是导致产生斜裂缝的主要原因。同时发现:现有的预应力加固方案中加固设计没有有效弥补原有方案的缺陷。经计算斜裂缝处的应力在加固后仍为拉应力,在设计荷载下裂缝将继续开展,试验结果也证明了这一点。     

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。     

大跨波形钢腹板组合箱梁桥悬臂施工力学分析

基于某13跨波形钢腹板连续梁桥,采用实际监测法和有限元数值模拟法,研究了波形钢腹板组合箱梁桥悬臂浇筑施工过程中温度效应和应力状态两个关键力学问题。研究结果表明,波形钢腹板组合箱梁桥悬臂施工过程中,大气温度变化可以引起梁体产生不可忽略的位移。施工过程中混凝土顶、底板由于剪力滞效应影响,纵向正应力呈现不均匀分布,而腹板剪应力分布均匀,且基本不受预应力施加的影响。