预应力混凝土连续刚构桥跨中下挠影响因素分析

以某预应力混凝土连续刚构桥为工程背景,比较了不同预应力钢束损失和不同位置预应力钢束损失对箱梁成桥线型的影响,分析了不同预应力损失情况下混凝土徐变对预应力混凝土连续刚构桥成桥线型的影响,指出了预应力混凝土连续刚构桥箱梁挠度与桥梁结构受力状态有关,与桥梁跨径关联不大。     

大跨度PC连续刚构桥预应力损失影响及后期备用束应用

采用midas/civil对某大跨径PC连续刚构桥进行有限元分析,比较各钢束在不同预应力损失下及张拉备用束后对桥梁结构应力和变形的影响。研究表明:预应力损失越大,中跨跨中相对挠度越大;随着预应力的损失,跨中下缘正压应力逐渐减小。顶板、底板钢束预应力的损失对桥梁中跨跨中挠度和下缘正应力影响较大。张拉备用束对改善桥梁长期下挠病害较为有效,且原预应力损失的程度不影响张拉备用束对桥梁挠度及应力的改善作用。     

空腹式连续刚构桥跨径与根部梁高的经济取值研究

为了优化空腹式连续刚构桥的关键设计参数,提高经济效益,以贵州水盘高速北盘江大桥为背景,根据上部结构混凝土、普通钢筋和预应力钢束的工程量及其造价提出延米经济指标的概念,从工程造价的经济性角度研究了空腹式连续刚构桥跨径和根部梁高这2个关键结构设计参数的取值范围。采用有限元参数分析法研究了在桥梁主跨L=210,250,290,330,370m,且根部梁高分别为L/5、L/6、L/7、L/8、L/9、L/10、L/11等工况下,上部结构延米经济指标的变化规律。研究表明:混凝土造价的比重随着根部梁高的减小和主跨的增大而不断降低,预应力钢束造价的比重与混凝土刚好相反;上部结构的延米经济指标随根部梁高的减小先降后增,根部梁高在L/8~L/7范围内取值时,延米经济指标最低;空腹式连续刚构桥的经济跨径约为210~290m,超过300m以后,上部结构的经济性将显著降低。     

高墩大跨径连续刚构渡槽纵向预应力损失 对比分析研究

为研究高墩大跨径连续刚构渡槽纵向钢束预应力随施工进程的损失变化规律,以结构型式为(95. 95+180+95. 95) m的某高墩大跨径连续刚构渡槽为例,选取代表性的顶板、腹板预应力钢束作为研究对象,运用有限元分析软件进行数值模拟计算,并结合现场实际监测数据进行对比分析。结果表明:随着施工的进行,实测预应力损失与理论计算结果的变化趋势基本一致;顶板预应力损失表现为初期快速增长,中期呈跌宕式上升,后期有所下降;腹板预应力损失表现为前、中期平稳上升,后期有所下降;顶板、腹板钢束预应力损失发展趋势的区别表现为与悬臂段张拉的敏感性差异。     

预应力损失对大跨混凝土连续刚构桥长期性能影响分析

以大埠河大桥、蛇背大桥两座大跨混凝土连续刚构桥为实例,采用数值模拟计算的方法,对主梁施工全过程进行模拟分析,研究施工阶段预应力损失情况,并分析不同预应力损失对大跨混凝土连续刚构桥长期性能的影响。模拟边跨底板束钢绞线B、边跨顶板束TB、顶板束T、腹板束F、跨中底板束Z、跨中顶板TZ预应力减少20%对主梁运营阶段收缩徐变变形的影响,研究结果表明,顶板束预应力损失对主梁竖向下挠的影响最大。研究预应力损失影响对于控制主梁后期下挠,增加大跨混凝土连续刚构桥的长期性能具有重要的意义。     

某连续刚构桥腹板斜裂缝分析及处理措施

某连续刚构桥在悬臂施工时,出现沿腹板下弯束的斜裂缝,通过有限元程序进行空间计算,结果表明:斜裂缝主要是由于预应力筋的锚固区局部应力较大造成的;纵向腹板束锚固位置宜设置在距离箱梁下缘H/3或H/2高度处。后续实践证明:通过采取在钢束锚固区一定范围增设闭合式箍筋、钢筋网的措施可有效抑制开裂。     

大跨度曲线刚构桥预应力设置对扭矩的影响

为了减小曲线梁桥的弯-扭耦合效应,以一座大跨度曲线连续刚构桥为依托,采用有限元软件MIDAS建立空间有限元模型,计算得到自重、预应力、混凝土收缩徐变等荷载作用下的主梁扭矩分布,结果表明:曲线刚构桥主梁的扭矩主要由自重和预应力产生,且随着曲率半径的减小显著增大。因此,改变预应力筋的设置方式是抵消主梁扭矩的一种有效措施,通过不同方式改变原设计方案的对称布筋方式,得知采用预应力筋的不对称张拉以及不对称布筋方式能有效抵消恒载产生的扭矩。     

斜拉桥索塔锚固区节段足尺模型试验研究

以四川合江康博大桥索塔锚固区为研究对象,采用模型试验和有限元分析相结合的方法,研究了井字形预应力钢束预应力损失及增设钢拉杆的箱壁锚固形式应力分布规律,并最终确定了索力、钢拉杆以及混凝土结构三者之间的传力规律,证明锚固结构设计合理.试验表明:井字形预应力损失较小,增设钢拉杆有利于箱壁锚固形式的应力分布,承载力符合设计要求.     

波形钢腹板特大桥体外预应力设计及应用研究

为给特大跨波形钢腹板组合箱梁桥体外预应力设计提供参考,以港珠澳珠海连接线工程前山河特大桥为背景,介绍体外预应力体系的布设、转向与锚固装置的设计细节、体外束保护与减振装置的构造及减振机理。采用有限元软件,建立体外预应力钢束转向块、锚固端节段及运营阶段全桥有限元数值模型,分析转向块及锚固端的局部应力,研究施加体外预应力后运营阶段结构受力情况,比较不同体外预应力张拉工序对成桥状态结构挠度、应力、弯矩等力学性能的影响。结果表明:转向块及锚固端节段满足结构局部应力安全要求;运营阶段结构挠度、混凝土主梁及波形钢腹板应力均满足设计规范要求,结构安全可靠;"全桥合龙后先张拉中跨,后对称张拉边跨"的体外束张拉方案为最优方案。     

金马大桥主塔直束预应力筋设计技术与研究分析

斜拉桥塔柱是主要的受力构件之一,因为塔柱拉索区有斜拉索巨大的拉力存在,所以要用预应力筋加强锚固区。广东金马大桥的主塔设计中采用有别于传统环型预应力束的加强锚固区的锚固方式,即采用精轧螺纹钢筋直束加强塔柱拉索锚固区的技术,这在国内特大跨径斜拉桥中是首次。本文分别就传统的U型环束加强方式和金马大桥采用的直束加强方式对该桥桥塔进行详尽的有限元模拟计算,从塔柱内力和预应力钢束的损失两个方面进行计算分析和比较。此外为了优化预应力筋的布束方式,进行了阶段塔柱光弹试验,对这种直束加强技术进行了验证,为同类型的大跨度斜拉桥的主塔设计提供一定的参考和借鉴。     

山区部分斜拉连续刚构桥受力性能分析

在山区高等级公路规划建设中,连续刚构桥被广泛应用。但高墩大跨径连续刚构桥普遍存在主跨下挠问题,为进一步拓展连续刚构桥自身优势,将部分"预应力钢束"调整至墩顶梁体以上,形成部分斜拉连续刚构体系是一种可行的方案。以某拟建部分斜拉连续刚构桥为背景工程,选用塔周无锚区长度、边中跨比、平面曲率半径和主墩高度4种结构参数,借助有限元软件,分析其对桥梁结构的影响,得出有关变化规律和设计注意事项,为今后该种桥型的应用提供参考。     

波形钢腹板刚构桥和普通PC刚构桥跨中下挠对比分析

为对比研究波形钢腹板刚构桥和普通PC刚构桥的下挠特性,分别建立某大跨波形钢腹板刚构桥的杆件模型及三维实体模型,在此基础上将钢腹板替换为混凝土腹板,并添加腹板预应力束,对比研究钢腹板剪切、混凝土收缩徐变、预应力损失等因素对两桥的影响。结果表明:自重作用下钢腹板相比混凝土腹板产生了较大的剪切变形,波形钢腹板刚构桥挠度更大;预应力主要产生轴向力而非竖向力,故预应力作用下两种桥梁产生的剪切变形均不明显;相对湿度和收缩徐变的改变对普通PC刚构桥挠度影响更明显;普通PC刚构桥成桥各阶段总竖向位移约为波形钢腹板刚构桥的1.6～2.0倍。体内预应力损失对波形钢腹板刚构桥和普通PC刚构桥均有较明显的影响,体外预应力损失对波形钢腹板刚构桥挠度影响不明显;自重系数每增加0.025时,两桥跨中挠度约增加6%～8%。     

大跨PC连续刚构桥的预应力钢束优化研究

文中以云南某连续刚构桥为工程背蒂,考虑砼收缩徐变的影响,运用MIDAS／CIVIL软件对整桥进行建模和结构分析,对大跨PC连续刚构桥预应力束在成桥状态下的腹板束下弯锚固住置进行了分析对比。结果表明,大跨连续刚构桥腹板束必须设置下弯,下弯锚固的最佳位置为箱梁的形心或H／2高度处。     

预应力作用下箱梁桥的剪力滞效应研究

为了计算箱梁在预应力作用下的剪力滞效应,基于能量变分原理,结合预应力等效荷载法,建立了箱梁在直线、折线和曲线预应力布束方式下的剪力滞效应解析解.针对算例简支箱梁,研究了3种布束方式综合作用下箱梁的剪力滞效应,并和有限元板壳数值解进行了对比分析.以连续箱梁为例,研究了任意布束下梁体剪力滞效应的分布规律.结果表明:所提出的理论解析方法可以有效计算简支梁在预应力作用下的剪力滞效应;连续箱梁在预应力筋偏心锚固的梁端、折线布束的折角处和中支点等部位均会产生较大的剪力滞效应,由剪力滞效应产生的附加弯矩进一步增大了梁体的偏心距.     

桥梁结构的预应力盲区及相关布束规则探讨

在预应力混凝土桥梁结构中,预应力盲区普遍存在,但并没有被多数设计人员所认识,由此而导致的设计缺陷偶有发生。该文以T形刚构桥及斜拉桥主塔环向预应力为例,采用块单元对其进行分析比较。结果表明：在T形刚构桥预应力设计时,直线形布束方法具有施工方便,摩阻损失小的优点。但如全部采用直线型布束,在截面的下缘便存在应力盲区。应力盲区随着截面高度的增加而增大。当采用挂篮悬臂法施工时,挂篮的下锚点常位于应力盲区内,挂篮(含其他施工荷载)所产生的拉应力很容易超过混凝土的允许应力而导致开裂。因此,在中墩顶附近也就是截面较高处,不宜全部采用直线形布束,应设置部分下弯束(或其他有效措施)。既能增加截面下缘正应力,也可减小应力盲区。对于斜拉桥主塔环向预应力,应优先采用弧形交叉布置的预应力束,因为直线形布束在塔壁内侧加腋附近存在着明显的预应力盲区。     

钢绞线张拉后48 h内锚下预应力随时间衰减效应研究

为了揭示后张法PC梁张拉后、压浆前48 h内预应力损失变化规律,通过现场试验和数值模拟相结合的方法,对张拉施工后48 h内20 m预应力混凝土梁的锚下有效预应力变化开展研究,建立了时间效应影响下16束预应力钢束的预应力损失率数学拟合模型;考虑实际工程中的6种随机因素影响,通过采用拉丁超立方抽样的方式,建立了21组随机有限元模型;对比分析有限元模型与试验测试拟合值。研究结果表明:实际测试的预应力损失率呈对数函数形式增长;实际测试中的预应力损失比数值模拟理论计算值大。     

大跨预应力混凝土连续梁桥的预应力损失识别

大跨预应力混凝土连续梁桥预应力损失直接影响桥梁的受力状态和运营,预应力损失过大将导致主梁跨中下挠、腹底板开裂、承载力下降,甚至危害结构安全。以荆州海子湖大桥为研究对象,建立该桥有限元模型,基于长期监测系统实测数据,研究大桥运营期间预应力钢束应力变化规律。运营监测1年以来,钢束应力实测值小幅波动,但整体上呈下降趋势,反映出钢束发生了一定的预应力损失。基于挠度影响矩阵,提出了一种利用主梁实测挠度值反演钢束预应力损失的方法。根据主梁成桥1年期间实测的挠度值反演预应力损失,并与实测的预应力损失值进行对比分析,结果表明:所提方法有效、可行,可为同类型桥梁预应力损失的识别提供参考。     

某钢桁加劲梁斜拉桥索塔锚固区节段模型有限元分析

以某钢桁加劲梁斜拉桥为背景,利用有限元软件对索塔锚固区进行受力分析。通过增大预应力损失,分析比较混凝土索塔的受力情况。结果表明:混凝土索塔锚固区配置预应力是必要的。当预应力损失为40%时,使塔壁混凝土最大主拉应力大于容许主拉应力,开始产生裂缝。预应力损失的增加,使塔壁混凝土最大主压应力减小,但均满足规范的要求。塔壁混凝土在预应力束张拉、锚固端和斜拉索锚固端均表现为应力集中,应对其进行加强处理。     

对先张法预应力桥梁板中应力钢束高温蠕变的有限元分析

通过选取有效的高温蠕变模型,运用有限元软件MARC建立先张法预应力桥梁板的三维模型,同时引入板底单面受火的瞬态温度场,对火灾下预应力钢束应力松弛现象进行有限元模拟分析。结果表明火场温度越高预应力钢束的蠕变现象越明显,预应力损失越大。     

日本梦翔大桥的设计与施工

日本梦翔大桥由2跨PC连续箱梁桥和3跨PC连续矮塔斜拉桥组成,跨越熊野河的陡峭峡谷.矮塔斜拉桥采用高强度、自密实混凝土,使上部结构更加细长,地震响应程度有所减小.矮塔斜拉桥桥墩采用柱式墩身,沉箱式桩基础;桥塔为Y形倾斜结构,桥塔中预埋钢锚箱,塔端斜拉索锚固在其中;箱梁中设置12×φ15.2体内预应力钢束和19×φ15.2的体外预应力钢束,梁端斜拉索锚固在混凝土桥面翼板的加劲肋上;斜拉索采用27×φ15.2的多股钢绞线束.大桥主梁采用挂篮对称悬臂浇筑,桥塔混凝土浇筑与斜拉索的安装和张拉同步进行,斜拉索采用主梁两端翼板下方4个千斤顶依次同时安装和张拉.