开裂预应力混凝土梁的检测、评估和加固

应用钢筋混凝土基本理论,分析预应力混凝土结构开裂的力学成因。以3座典型有裂缝预应力混凝土桥梁为例,论述检测、评估和加固方法。从梁体跨中挠度和支点转角的大小及影响线、结构变形的协同性判断裂缝对结构整体受力状态的影响。从开裂截面的应变分布、实测应变与加载弯矩关系、应变值大小以及截面中性轴的稳定性综合判断开裂截面的工作状态和承载能力。当评定结果为梁体的预应力度满足要求时,对主要起受压作用的混凝土开裂区采用高标号钢筋混凝土在梁肋两侧增加断面的方法予以加固,对其他混凝土开裂区采用灌缝处理,对受拉区,可在局部加贴钢板加固。当评定结果为梁体的预应力度严重不足时,先对裂缝进行灌缝处理,然后采用在受拉区表面大面积粘贴10 mm钢板加固。     

弯剪开裂后预应力混凝土梁承载能力试验研究

某预应力混凝土简支箱梁桥在L/4跨径处梁体腹板出现较多弯剪裂缝。本文基于荷载试验及理论分析的方法对该桥进行状态评估,对梁体腹板裂缝形态、数量及分布规律进行了统计分析;通过静载试验测试跨中正截面承载能力和斜截面开裂处钢筋应力,通过动载试验测试梁体腹板开裂后结构刚度,对开裂梁体的正截面及斜截面承载能力进行评估,并结合理论计算分析腹板斜截面裂缝产生的原因。研究表明:对于预应力混凝土简支箱梁桥,在结构的正截面承载能力及结构刚度尚能满足设计要求的情况下,不能排除斜截面承载能力不足,需要引起重视。     

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。     

预应力混凝土连续箱梁桥静、动荷载试验研究

研究目的:通过对连续箱梁桥控制截面和典型位置的应力和变形观测,得到桥梁实际应力分布和变形情况,通过测试桥梁的实际受力情况,可以评估和鉴定桥梁的实际承载能力,为工程竣工验收提供实测依据.研究结论:通过对预应力混凝土连续箱梁桥的静动荷载试验,得到了桥结构的实际应力、变形及频率等参数.试验结果表明,对该桥的理论分析和设计计算方法可行,能控制和保证施工质量,使桥梁刚度和承载能力满足设计和规范要求.     

混凝土箱梁桥加固措施的探讨

针对不同类型的预应力混凝土连续箱梁桥的不同部位产生的裂缝,经过研究分析,提出了加固箱梁桥施工工艺和相应的加固措施,并将这些技术应用于一座开裂的大跨径预应力混凝土连续箱梁桥的工程加固中,经荷载试验和2年来的运营情况表明,所采用的施工工艺和加固措施是可行的。     

装配式预应力混凝土T梁极限承载力试验研究

通过对一片跨径20 m装配式预应力混凝土T梁的破坏性加载试验,详细探究预应力混凝土T梁由弹性阶段经过弹塑性阶段最后达到极限状态过程中的挠度、刚度以及跨中截面应变的变化,并对其中的现象和规律进行分析与总结,验证平截面假定在预应力混凝土T梁整个受力过程中的适用性并提出根据混凝土T梁中性轴位置和跨中截面极限应变推测梁承载力的简易方法。研究结果表明:大跨度装配式预应力混凝土T梁的力学性能、受力机理、弹塑性性能及极限承载力等基本受力特性,得到荷载与T梁的挠度、应力、中性轴等参数之间的相关关系,为预测T梁桥的极限承载能力提供理论依据。     

预应力混凝土连续梁桥静动力特性试验分析

以1座实际预应力混凝土连续箱梁桥为背景,应用MIDAS CIVIL2006软件,采用空间有限元模型分析其最不利弯矩、应力、变位和自振频率,并与该桥静动载试验测试结果进行比较分析.研究结果表明:主要测点的应变与挠度实测值均小于理论计算值,相对残余应变与挠度在控制值以内,实测自振频率高于计算频率而实测冲击系数小于计算值.该成果可为此类桥梁长期跟踪监控提供依据,也为完善预应力混凝土连续箱梁桥设计积累资料.     

活性粉末混凝土简支箱梁模型试验研究

为了研究活性粉末混凝土在铁路箱梁中的结构性能和破坏状态,试验设计了1孔斜腹板薄壁活性粉末混凝土简支箱梁模型。该箱梁模型采用节段拼装制梁成孔,短线法预制,采用胶接缝。本试验完成了跨度24 m活性粉末混凝土简支箱梁的预制和拼装施工,研发了适应活性粉末混凝土箱形梁预制的钢模板系统,探索了合理的拆模、搅拌、浇筑、养护、预应力张拉工艺。通过活性粉末混凝土简支箱梁静载试验,对设计参数的选取和计算方法进行了验证。试验结果表明:梁体刚度和抗裂安全系数满足设计要求;跨中截面和1/4跨截面中性轴高度实测值均与设计值基本一致;胶接缝的抗拉弹性模量满足设计要求。     

预应力混凝土连续箱梁顶板早期裂缝控制研究

研究目的:预应力混凝土连续箱梁在施工时常采用二次浇筑施工方法,但在一些工程施工完成后发现箱梁顶板出现大量裂缝,其中沿横桥向裂缝较多,造成箱梁顶板在施工阶段出现早期裂缝的原因主要是由于二次浇筑过程中顶板与腹板混凝土之间的收缩差和顶板混凝土水化热的温度效应。本文结合实际工程,对预应力混凝土连续箱梁顶板在二次浇筑时进行水化热温度场和早期应变的连续监测,研究预应力钢束分阶段张拉对箱梁顶板早期裂缝的控制效果。研究结论:(1)由于二次浇筑的连续箱梁顶板与已浇筑的箱室腹板之间存在一定的温差,并且腹板对顶板有一定的约束作用,顶板混凝土有开裂的风险;(2)对预应力钢束进行一次张拉时,顶板早期将产生较大的拉应力,混凝土将开裂;对预应力钢束进行分阶段张拉时,箱梁顶板的早期应变和应力均有一定程度减小,可有效降低箱梁顶板混凝土开裂的风险;(3)预应力钢束采用分阶段张拉施工工艺对终张后箱梁的受力性能没有影响;(4)本研究成果可为预应力混凝土连续箱梁的施工提供参考。     

广东南海金沙大桥的维修加固

广东南海金沙大桥主桥为 6 6m 12 0m 6 6m预应力混凝土连续刚构 ,使用不满 8年便由于交通量过大和超载等原因而使中跨梁体产生下挠 ,箱梁腹板出现大量斜裂缝。文章介绍采用主动和被动法对该桥进行维修加固的施工工艺 ,为同类型桥梁的维修加固提供借鉴。     

预应力混凝土连续小跨度箱梁荷载横向分布试验及其等代刚度的探讨

多片式连续梁桥的荷载横向分布与简支梁桥不同,分析中一般宜采用等代刚度法.结合某预应力混凝土连续小箱梁桥荷载横向分布系数的实测结果,对等代刚度法的实际应用进行了探讨,并将其与采用梁格法得到的结果进行了对比,结果显示等代刚度法的计算结果具有相当的实用价值.     

现浇箱梁上齿板加固施工技术

后张预应力现浇箱梁部分设计采用上齿板进行部分预应力的施工,而因设计或施工原因造成齿板处的薄弱,使在预应力施工时造成齿板混凝土的裂缝、崩碎、破碎等质量问题,处理不当将会产生预应力的损失和质量隐患。具体介绍箱梁上齿板加固的方法。     

基于叶溪河大桥的配索方案对比研究

大跨预应力混凝土连续箱梁桥采用纵向直线预应力和竖向预应力相结合,取消下弯索,施工方便;但竖向预应力筋基本是粗短的螺纹钢筋,本身有效预应力很不可靠,主拉应力实际上不能完全抵消,腹板截面容易出现斜裂缝,影响结构的使用寿命。曲线预应力索较长,后期预应力损失较小;叶溪河大桥采用了主要依靠曲线预应力抵抗主拉应力和竖向预应力作为安全储备的配索方式,大桥从修建到竣工两年内没有出现斜裂缝,实测和分析表明其有效预应力可靠性高,在设计和施工中应加以推广。     

洛湛铁路石良角浔江特大桥主桥(64+2×104+64)m单线铁路连续梁荷载试验与结构评定

通过对洛湛铁路石良角浔江特大桥主桥(64+2×104+64)m 4跨预应力混凝土单线铁路连续箱梁桥的静、动载试验,从桥梁结构静载作用下控制截面和典型位置的应力和变形观测以及动载作用下结构的自振频率等动态参数测试结果表明,该桥理论分析和设计计算方法可靠,施工质量优良,桥梁刚度和承载能力满足要求。     

体外配置CFRP筋预应力混凝土箱梁收缩徐变效应分析

以体外配置CFRP筋预应力混凝土箱梁1 001 d的长期受力性能试验为基础,采用徐变换算截面法对收缩徐变效应引起的截面应力重分布规律进行分析。理论分析与试验结果对比表明,徐变换算截面法能较好地分析持续荷载作用部分预应力箱梁的收缩徐变效应。运用双线性法和曲率法对试验箱梁的长期挠曲变形进行预测,两种分析方法预测结果基本一致,建议取长期挠度增长系数为2.45,此时长期挠度变形理论预测值与实测结果吻合较好。对现行设计规范进行有关参数修正后,持续荷载作用下预应力混凝土箱梁的最大裂缝宽度理论值与实测结果吻合较好。研究成果将为CFRP筋在体外预应力箱梁中的推广应用提供参考。     

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。     

高速公路长联桥梁拓宽拼接影响因素分析及对策

多跨长联连续梁桥的拓宽拼接是高速公路改扩建中的一个难题。本文以佛开高速公路某8×30 m等截面预应力混凝土连续箱梁桥的拓宽拼接实践为例,介绍了影响长联连续梁桥拓宽的关键因素,如扩建荷载标准、混凝土收缩徐变、扩建桥基础沉降和结构体系刚度等,并提出了有针对性的措施,达到了在合理工期内通过箱梁翼缘板刚性连接实现结构一次性整体拼接的目的,取得了较好效果。     

洛湛铁路石良角浔江特大桥主桥（64＋2×104×64）m单线铁路连续梁荷载试验与结构评定

通过对洛湛铁路石良角浔江特大桥主桥（64＋2×104＋64）m4跨预应力混凝土单线铁路连续箱梁桥的静、动载试验,从桥梁结构静载作用下控制截面和典型位置的应力和变形观测以及动载作用下结构的自振频率等动态参数测试结果表明,该桥理论分析和设计计算方法可靠,施工质量优良,桥梁刚度和承载能力满足要求。     

160m跨预应力混凝土连续刚构箱梁加固设计

研究目的:根据连续刚构箱梁病害,采用正确的加固方法,以保证桥梁结构安全使用.研究结论:由于端跨边支座附近、边跨及中跨(1/4～3/4)L段腹板的开裂降低了截面的刚度和强度,加固措施必须能够补强病害截面的刚度和强度,且方案切实可行、经济牢靠;通过计算对比,裂缝出现前后桥跨结构内力值变化幅度较小;由于竖向预应力损失过大,部分截面抗剪强度接近或低于最不利剪力设计值,使得桥跨结构的运营存在较大的安全隐患.必须及时补强由于竖向预应力损失而带来的抗剪强度的损失;本加固设计利用反推的算法,通过局部加厚腹板和粘贴钢板的方式,充分补强了由于连续刚构箱病害以及竖向预应力损失所带来的梁体截面刚度与强度的降低.     

混凝土铺装箱梁桥的合理温度梯度

根据珠三角地区一高速公路预应力混凝土连续箱梁桥施作桥面铺装前后的箱梁温度场实测数据,分析混凝土桥面铺装对箱梁温度场的影响规律,经与现行《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)的规定对比,提出了基于该规范的混凝土铺装箱梁桥温度梯度修正模型。