预应力混凝土箱梁的端块应力分析

秦沈客运专线大量采用32 m预应力混凝土箱梁,其端部的锚下应力分布复杂。利用有限元软件建立箱梁的三维实体模型,并详细分析计算结果,得出以下结论:端块长度约为1个梁高,与预应力传递长度基本相同;端块不仅分布有纵向应力还有横向拉应力,甚至超过了混凝土抗拉极限强度。因此建议在设计过程中,应将端块应力控制在混凝土抗拉极限范围内,对局部高应力区应配置足够的非预应力筋以限制裂缝开展。     

桥梁构件轮廓与应力研究

研究目的：桥梁设计是一宗复杂的工程问题。导致钢筋混凝土桥梁结构构件产生裂缝的原因很多。其中，不合理的构件轮廓与钢筋设计，是萌生裂缝的主要原因之一。为了论证这个观点，特进行此研究。 研究方法：以国内3个钢筋混凝土桥梁为工程背景：（1）某主跨为40m＋65m＋40m预应力混凝土连续梁桥，在施工阶段，主墩出现了裂缝。（2）某大跨度钢筋混凝土中承式公路拱桥，采用纵横梁体系，在施工阶段，横梁出现了裂缝。（3）华南地区某双幅斜拉桥主梁锚座轮廓的变更。应用Super SAP软件的8节点等参单元，分别建立局部模型，进行应力计算。 研究结论：不合理的构件轮廓与钢筋设计，将导致构件拉应力增大，而且最大值部位恰好是现场构件开裂部位。显然，从计算应力值的角度可以诠释混凝土构件出现裂缝的原因，这就表明了除荷载以外，结构构件轮廓与钢筋设计对其计算应力的影响也是至关重要的。     

贵广铁路大跨预应力混凝土连续梁端部局部应力分析

针对大跨度预应力混凝土连续梁端部预应力锚固区,探讨梁体局部应力分析时预应力钢筋的模拟方法,采用优化后的建模方法建立了三向预应力作用下的梁端锚固区的有限元模型,分析了梁端部锚固区的受力机理,结果表明梁端设计合理,分析方法可靠。     

铁路新型标准混凝土箱梁预应力锚固区力学行为精细化研究

标准混凝土箱梁在我国铁路建设中得到了广泛应用。铁路应用某新型标准混凝土箱梁,采用单排大吨位的预应力锚固形式,共计在梁端设置了17个预应力锚固区。相较于武广客专等应用的双排预应力钢束标准混凝土箱梁,其腹板预应力锚固区的局部应力分布及精细化力学行为值得进一步研究。通过建立新型标准混凝土箱梁空间有限元模型,考虑材料的非线性行为,对箱梁端部预应力锚固区的局部应力场及裂缝开展高精度计算分析。研究结果表明：预应力钢束张拉过程中锚固区混凝土最大主压应力位于N6(腹板最上部预应力钢束)的喇叭口边缘,为33.45 MPa;最大主压应力小于其抗压极限强度值,集中在喇叭口的环向范围内,整体呈现区域小、收敛快的分布形式;标准混凝土箱梁的主拉应力值随预应力钢束张拉不断增大,其中N3(腹板最下部预应力钢束)区域的主拉应力变化最为显著,张拉完成后,锚固区混凝土最大主拉应力达到了混凝土抗拉极限强度,主要分布于锚垫板四周,最大裂缝出现在N6锚垫板上边缘的两角处,裂缝宽度为0.088 mm。混凝土封锚可有效降低预应力锚固区的开裂风险,但在实际服役环境中仍应对此区域进行重点关注。     

预应力混凝土连续梁底板连续钢束锯齿块配筋设计探讨

本文通过对预应力混凝土连续梁桥底板连续钢束锚固区锯齿块的有限单元分析,表明锚下、锚后的主拉应力均较大,同时将计算结果与各种方法进行比较,提出了底板锯齿块分布钢筋的建议计算方法。     

预应力混凝土连续箱梁R型槽口局部应力计算分析

对预应力混凝土连续箱梁支点负弯矩区预应力钢束的锚后拉应力进行了整体和局部计算分析，结合施工量测结果，揭示了预应力混凝土梁槽口局部应力的分布状态。     

预应力混凝土连续箱梁桥裂缝防治与研究

根据预应力混凝土连续箱梁桥的特点,在分析调查裂缝产生的原因基础上提出了该类桥的裂缝可分为9种类型。基于连续介质力学的理论,推导了考虑翘曲,横向弯曲,畸变引起的二次应力的预应力变截面混凝土箱梁的空间分析的U.L.列式,编制了计算程序,可方便进行混凝土多室箱梁线性与非线性分析;对具体工程桥梁进行分析,其计算的拉应力区域和开裂区域与实际观测结果一致;提出了预应力混凝土连续箱梁桥在今后的研究中应解决的几个基本问题。     

温度作用下连续梁桥上CRTSⅡ型板板端宽裂缝对钢轨应力以及桥墩纵向力的影响研究

CRTSⅡ型无砟轨道板板端新旧混凝土交界面薄弱,在低温情况下轨道板收缩,轨道板板端新旧混凝土交界面处出现板端宽裂缝,并伴随轨道板下界面与 CA 砂浆层粘结失效出现脱粘裂缝.在出现裂缝的情况下,分析温度升高对上部钢轨的应力以及下部桥墩的纵向力的影响.考虑轨道板板端裂缝宽度、CA砂浆粘结失效裂缝长度和脱粘CA砂浆块与轨道板下界面之间的摩擦系数三项因素对上部钢轨的应力以及下部桥墩的纵向力的影响,从钢轨附加温度应力以及桥墩纵向力的角度对板端宽裂缝的灌浆填缝修补措施进行了评价.     

斜拉-拱组合桥索梁及索塔锚固区局部应力分析

研究目的:湘潭市莲城大桥主桥采用120 m+400 m+120 m斜拉飞燕式钢管混凝土拱桥,斜拉索锚固在边梁、桥塔以及钢管混凝土拱上,锚固形式独特新颖.本文建立索梁及索塔锚固的三维有限元模型,分析这些部位的局部应力.计算结果对同类型桥梁的设计具有一定参考价值.研究结论:索梁及索塔锚固区受复合力(索力、弯矩)作用,在锚块与梁体和桥塔连接处会出现较大的主压应力及主拉应力,设计时应加大此处配筋.另外,斜拉索在梁顶面及塔外壁也会产生较大的拉应力,在锚垫板下方会产生较大压应力,设计也应加以重视.     

锚固区钢绞线锈断PC梁黏结性能退化试验研究

为研究锚固区钢绞线锈断对后张预应力混凝土梁黏结性能的影响,对6根预应力混凝土构件进行静力拉拔试验.通过设计电化学快速锈断钢绞线、缓慢切割钢绞线和直接放张3种应力释放方式,研究应力释放方式、混凝土强度和箍筋直径对断后预应力钢绞线黏结性能的影响,揭示预应力钢绞线与混凝土黏结力沿纵向的分布规律,得到预应力钢绞线的黏结-滑移曲线以及试件达最大拉拔力时预应力混凝土梁的裂缝分布形态.试验结果表明:钢绞线与混凝土的黏结破坏由拉拔端逐渐向自由端发展,应力释放速度越缓,试件初始损伤越小,拉拔过程中黏结性能越稳定;提高混凝土强度等级和增大箍筋直径均可提高预应力钢绞线与混凝土间的黏结强度;试件破坏形式主要为黏结失效或预应力钢绞线断裂破坏.本研究为完善锈蚀钢绞线与混凝土间黏结性模型提供了试验基础.     

预应力混凝土结构裂缝缺陷的有限元分析

通过对粘贴施加预应力的CFS-GFS混杂加固纤维布的钢筋混凝土梁建立有限元模型进行计算,计算模型中考虑了界面端部附近混凝土不同高度垂直裂缝对胶层附近混凝土力学性能的影响.计算结果表明:界面附近,混凝土第一主应力在裂缝两侧发生跳跃式突变,并在裂缝位置出现极大值;混凝土第三主应力裂纹出现位置应力值为零;混凝土剪应力和正应力在裂纹附近呈现出不同程度的增大;纤维布的性能得到合理的利用.     

双线铁路箱梁施工过程中端块的受力分析

研究目的:为了满足施工中预应力钢筋张拉及锚固的需要,箱梁端部在构造上较为复杂。而在预应力筋初张拉、终张拉、落梁以及二期恒载作用下,对于各个阶段端块的受力及其变化状况尚需进一步分析与探讨。研究方法:结合某客运专线双线桥预应力混凝土简支整体箱梁的施工,对于其施工过程中端块的受力进行了分析计算和讨论。按实体块单元的有限元计算理论,建立全梁整体分析的三维空间有限元模型,从计算结果中提取出端块部分的受力情况进行比较和分析。研究结果:通过在不同阶段施工荷载作用下端块的受力计算,给出端块内外侧截面的受力情况,进而对双线铁路整体箱梁的端部在设计及施工中应注意的问题进行了探讨。     

钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁斜裂缝原因探讨

通过分析和工程实例,探讨钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁产生斜裂缝的一些原因。首先,公路桥梁设计规范关于斜截面抗剪强度的规定,忽略了斜裂缝宽度的计算与限制,也忽视了主拉应力与抗剪强度的关系,同时截面尺寸的限制也不合理。其次,设计计算误差过大、设计不合理或交底不详,以及施工质量低劣,也是造成桥梁出现斜裂缝的主要原因。     

空心板梁桥预应力张拉有限元分析

针对简支梁板桥中许多空心梁板在运营中产生裂缝的问题,以正在施工的桥梁中应用的16 m跨预应力空心板梁构件为研究对象,通过试验检测和采用有限元分析软件建立三维实体模型,来了解预应力施加过程中构件内分布筋的受力和混凝土沿纵向和横向的受力情况。计算模型中运用了等效荷载法和预应力束降温法两种预应力施加方式。最后将有限元计算的结果与试验结果做了对比分析。分析结果说明,板梁的有限元计算能够对该结构在预应力张拉阶段的内部应力应变特性做准确的描述,计算结果所表达出的应力分布特征可用作解释此类构件端部的底板和侧面出现裂缝的原因。     

空心板设置横隔板对企口缝混凝土力学性能的影响分析

建立装配式预应力混凝土简支空心板桥的空间实体有限元计算模型,在对称荷载与偏载作用下,分别对无横隔板、端部设置横隔板、端部与跨中均设横隔板3种情况的空心板之间的企口缝混凝土受力状态进行分析,探讨设置横隔板对装配式预应力混凝土空心板桥企口缝混凝土的力学性能的影响,计算得出企口缝混凝土的应力分布。结果表明:设置横隔板后,企口缝混凝土的应力值变得均匀,企口缝混凝土的抗剪性能有所增强。所得结果对装配式预应力混凝土空心板桥设计有较大的参考价值。     

预应力混凝土T梁裂缝成因分析与处理

石长铁路沅水特大桥随使用年限的增长,多孔32 m预应力钢筋混凝土T梁出现不同型态的裂缝。通过施工温度、混凝土强度、力学等方面对裂缝进行成因分析,研究结果表明:沿预应力管道方向纵向裂缝的主要原因是管道的曲率半径减小14%或预应力超张拉超过14%,使预应力管道处混凝土所受的拉应力超过混凝土的标准抗拉强度,导致产生纵向裂缝;梁端竖斜向裂缝是因上、下侧预应力钢束预张力不同,引起支座上端T梁上翼缘底部处弯矩的不平衡,其差值超过混凝土的极限轴心拉应力,导致裂缝产生,为以后的桥梁加固提供重要的技术支持。     

客运专线预应力混凝土大跨连续梁转体施工监控

介绍了客运专线大跨度预应力混凝土连续梁转体施工时梁体的施工监控,利用数值模拟的方法,分别计算出了连续梁在恒载作用下的累积位移、活载位移、预拱度及各阶段的梁体应力,通过误差分析和施工状态预测对计算模型进行修正,以此来保证成桥后桥面线形、合龙段两端悬臂端高程的相对偏差不大于规定值,并确保施工过程中结构的可靠度和安全性,保证了桥梁顺利转体及受力状态符合设计要求,为同类桥梁的转体施工提供了有益的参考。     

对用名义拉应力控制预应力混凝土受弯构件裂缝宽度方法的2点改进

在名义拉应力裂缝宽度控制方法中,分别引入预应力度λ的影响和预应力筋第2工作阶段对裂缝宽度控制的有利影响,分别推导了考虑预应力度影响的预应力筋用量计算公式和考虑预应力筋第2阶段有利影响的预应力筋用量计算公式。对某工程实例进行计算分析,结果表明,使用名义拉应力控制裂缝方法计算预应力筋用量时考虑预应力度λ的影响,可以使预应力混凝土结构的设计更加经济、合理。对简支梁的试算分析结果表明,用2种名义拉应力控制裂缝方法算得的预应力筋用量均比用规范方法计算所得的大,而考虑Ap第2阶段贡献后,计算结果与用规范方法计算所得结果接近。     

混凝土桥梁裂缝产生原因浅析

在桥梁建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导致桥梁垮塌的报道屡见不鲜．混凝土开裂可以说是“常见病”和“多发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员．其实，如果采取有效的设计和施工措施，很多裂缝是可以克服和控制的．为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，本文对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作出了较全面的分析、总结，以方便设计、施工人员找出控制裂缝的可行办法，达到防患于未然的作用．     

大体积混凝土桥墩裂缝分析整治及建议

研究目的：对大体积桥墩混凝土表面裂缝产生的原因进行分析，据此研究制定相应的整治措施，并针对铁路客运专线桥梁墩台裂缝控制提出建议。 研究方法：根据桥墩裂缝发生的部位，建立桥墩有限元分析模型，对桥墩在恒载、活载、墩身内外温差、混凝土收缩和降温等最不利荷载组合情况下进行墩身结构的空间应力分析，根据分析结果来确定裂缝产生的原因。 研究结果：混凝土收缩和降温或水化热产生的墩身混凝土表面最大拉应力远远大于恒载加活载的劈裂应力，超出混凝土的抗拉强度。混凝土收缩和降温或大体积混凝土的水化热应力是桥墩开裂的主要因素。 研究结论：铁路客运专线大体积混凝土桥墩在设计与施工时应采取降低内外温差等有效措施以防止产生裂缝。