T梁桥拓宽梁高及混凝土强度对收缩徐变效应影响研究

研究山区公路钢筋混凝土T梁桥拓宽时混凝土梁的收缩徐变效应,采用解析法分析新、旧T梁拼接后由于新梁收缩徐变产生的应力和挠度,推导拼接后新、旧T梁收缩徐变影响的解析法公式。以20 m跨径T梁为例,采用MATLAB软件编制分析程序,分析由收缩徐变效应引起的新、旧T梁的挠度和应力,比较新T梁的梁高和混凝土强度对新、旧T梁挠度和应力的影响。分析结果表明,在混凝土收缩徐变作用下,新T梁的梁高可能会引起旧T梁腹板底缘开裂,新T梁的高度及混凝土强度对新、旧T梁的受力影响均较大。     

新旧混凝土梁横向拼接的收缩徐变效应

为分析混凝土收缩徐变对新旧桥梁拼接的影响,在不考虑梁自重的情况下,采用弹性力学求解法分析了新旧梁横向拼接后新梁的收缩徐变效应,推导了拼接后新梁上的纵向拉应力及拼接处的剪力计算公式。以钢筋混凝土简支T型梁桥的拼接为例,比较了新梁在不同混凝土龄期时与旧梁拼接所产生的纵向拉应力和剪应力,同时还对比了不同环境年平均相对湿度对新梁上纵向拉应力和剪应力的影响。计算结果表明:拼接时新梁混凝土龄期和不同环境年平均相对湿度对拼接结构的受力影响较大,新旧梁拼接设计时须采取相应措施以减少混凝土收缩。     

截面收缩徐变非一致性分布与T梁桥腹板竖向开裂的时变相关性

在钢筋混凝土或预应力混凝土T梁桥的腹板竖向裂缝中,有一些并非在施工时出现,而是在长达1-2 a后才逐渐出现。为解释这些T梁桥腹板竖向裂缝形成过程中具有时间依赖性的现象,研究了截面收缩、徐变不一致分布与T梁竖向开裂的相关性。根据T梁截面的特点,考虑结构截面不同部位实际的配筋与理论厚度对收缩、徐变的不同影响。根据轴力等效转换及截面钢筋和混凝土变形协调的原则,推导了钢筋对收缩、徐变应变影响的理论系数,采用截面分层的方法考虑截面理论厚度沿梁高的变化,最后依据截面应变的平截面假定,推导了T梁截面收缩、徐变非一致分布效应导致的截面收缩、徐变自应力及其随时间变化的分层计算方法。实桥参数计算结果表明,T梁梁体纤薄,其顶板、腹板和马蹄的配筋和理论厚度存在较大差异,收缩、徐变在截面上容易形成不同步或差异较大的不一致分布情况。T梁截面收缩、徐变非一致分布是导致腹板竖向裂缝具有时间依赖性的重要因素,利用本文方法得到的竖向裂缝在时间轴上的形成过程与实际桥梁的裂缝出现的时间和位置情况基本吻合,验证了本文方法的有效性,为结构设计中考虑此因素提供了理论工具。     

简支变连续桥负弯矩区长期性能研究

简支变连续梁桥同时具有简支梁和连续梁的特点,墩顶负弯矩区受力状态是该类桥梁要点,负弯矩区的配筋形式、有效应力、收缩徐变等参数均会对弯矩区长期性能产生影响。以某4跨40 m简支变连续T梁桥为背景,利采用MIDAS/civil软件建立全桥分析模型,讨论负弯矩区不同配筋形式、不同收缩徐变模式的影响。分析表明:不同的收缩徐变模式会产生不同的结果,收缩徐变产生的长期效应会较大影响负弯矩的应力分布,合理的配筋可有效限制简支变连续桥梁负弯矩区拉应力,设计阶段应合理设计墩顶负弯矩钢束,使其既能限制截面上缘拉应力又经济合理。     

截面不均匀收缩对T梁腹板受力性能影响分析

T形梁桥腹板竖向裂缝是该类桥梁的典型病害之一,混凝土梁体不均匀收缩是引起裂缝产生的因素之一.为准确分析T梁截面内不均匀收缩效应,探索不均匀收缩效应对T梁腹板受力性能的影响,取不同影响因素对T梁进行了分析.该文以梁体各部位构件理论厚度(比表面积)及GL2000收缩预测模型为基础,引入桥面铺装和普通钢筋对截面不均匀收缩效应的影响,通过ADINA有限元软件建立计算模型,以等效温度法对截面不均匀收缩效应进行了数值计算.根据计算可知:由于T梁各部位体表比不同,导致T梁截面产生不均匀收缩应力,腹板较薄,呈受拉状态,而翼缘板与马蹄呈受压状态;桥面铺装和普通钢筋对截面不均匀收缩效应有显著影响,该效应使T梁腹板内产生可观的拉应力,对T梁腹板开裂有重要的影响.     

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...     

简支变连续桥梁墩顶T梁负弯矩钢束的设计与施工

简支变连续桥梁兼具简支梁和连续梁的特点,且随着施工进展而发生体系转换,而导致其正负弯矩区的配筋形式多种多样.结合4跨40 m简支变连续T梁的设计与施工,利用有限元软件建立分析模型,讨论不同配筋形式和不同的有效预应力对简支变连续梁式桥的影响,得出以下结论:对于简支变连续桥梁,应综合考虑全桥应力分布、收缩徐变导致的长期效应进行负弯矩区预应力钢束设计,合理的设计方案可以很好地限制墩顶拉应力的产生,进而避免桥面裂缝的出现,但如果出现负弯矩钢束张拉不到位的情况,墩顶接缝位置很容易出现过大的拉应力导致出现横向裂缝.     

考虑收缩徐变的混凝土T梁桥解联拼接效应分析及支座优化布置

为降低新、旧混凝土收缩徐变对长联混凝土T梁桥横向拼接的影响,指导其合理地拼接,以某22跨1联、跨径25m的混凝土T梁桥拓宽工程为背景,采用有限元法建立其横向拼接的空间模型,分析4种解联方案(1联22跨,2联11跨,4联5、6跨,6联2、4跨)下新旧混凝土收缩徐变差引起的结构纵、横向效应。结果表明:拼接后,新旧混凝土收缩徐变差在旧桥结构内产生显著的纵、横向效应,直接拼接或解为2联拼接时,最大横向位移均超出支座限值,结构甚至存在落梁风险,且旧桥外边梁和次边梁轴向拉、压力并存,受力较复杂;将旧桥解为100m和150m的短联后拼接可显著减小结构横向效应,且纵向受力简单、均匀。采用最小应变能准则法和目标优化函数法,对解为100m一联方案的支座布置进行优化。     

水磨湾特大桥合龙段预顶推施工

温度和后期混凝土收缩徐变在桥梁合龙后产生一定的收缩量,迫使两主墩向跨中方向位移,墩顶、墩底产生较大的弯矩,同时主梁受到混凝土纤维的限制产生拉应力。对结构造成危害。该桥通过在中跨合龙前预先向两岸施加的一个水平推力。以抵消混凝土收缩徐变及降温引起的收缩量,改善了主梁和墩顶的受力状态。     

某大桥箱梁底板开裂成因计算分析

基于某大桥的裂缝分布状况,应用有限元分析方法,对该桥成桥状态下的2号箱梁的受力状态进行分析,结果表明:温度和混凝土收缩徐变是箱梁底产生横向裂缝的主要因素,且考虑体系温度、温度梯度荷载作用下中跨两端靠近桥墩的箱梁底板的拉应力不满足规范对部分预应力A类构件的应力限值。     

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。     

收缩徐变作用下混凝土连续箱梁拼宽桥拼接段受力性能研究

为研究收缩和徐变作用下混凝土连续箱梁拼宽桥拼接段受力性能,以沪宁高速公路上某连续箱梁拼宽桥为工程背景,建立实体和梁格有限元模型并进行了现场调研。将两种模型反力计算结果与现场顶升支反力进行对比,比较结果验证了模型的准确性。结合拼接和不拼接两种情况下新旧桥的纵向和竖向变形,说明了拼接段的受力机理。研究表明收缩和徐变作用下,边支点附近后浇段上的纵桥向拉应力可能会引起横向开裂,边、中跨挠度最大处拼接段横桥向应力变化较大,设计中应予以重视。此外,有限元模型计算结果表明增加新旧桥拼接等待时间可以减小收缩徐变对拼接段新旧桥内侧翼板受力状态的影响,但不能减小后浇段的纵桥向拉应力。     

组合连续梁桥收缩徐变与滑移效应的影响分析

钢混组合梁桥由于其自重轻,跨越能力大的特点,近年来被逐步应用到大跨径连续梁桥上,发挥了两种材料结合的优势,扩展了连续梁桥的跨越能力。由于两种材料的差异性,在组合后受收缩徐变效应的影响,会导致结构内力重分布、产生附加变形。采用柔性连接件的组合梁在其结合面上会产生滑移,进一步增加附加变形。对于大跨径组合梁桥,其收缩徐变效应和滑移效应不容忽视,但影响程度和规律仍然不明确。以港珠澳大桥大跨径组合梁连续梁桥为背景,分析大跨径连续梁在有滑移时和收缩徐变效应下的影响。结果表明,在混凝土板收缩徐变作用下,有滑移时会导致位移增量和应力增量变大;置梁时间越长,主梁挠度越小,第1个月的置梁对挠度影响最为明显;收缩徐变使混凝土板的压应力减小,在成桥后期,中支点附近的混凝土板将出现拉应力;收缩徐变使钢梁顶的压应力增加,钢梁底的拉应力减小。     

连续刚构桥墩抗裂实体有限元分析

对多跨连续刚构桥墩做了线性和非线性有限元分析,比较分析了桥墩应力和裂缝大小在梁单元与实体模型下的差异。结果表明,梁单元模型桥墩的拉应力与裂缝均比实体模型要小,并且梁单元模型桥墩两肢V腿合并处应力与裂缝大小严重失真;收缩徐变、汽车荷载和整体降温是引起桥墩受拉的主要原因;中跨合拢前互推两侧梁体,可以有效改善桥墩受力。     

石拱桥加固时新旧结合面应力计算研究

增大截面法加固石拱桥时,由于新旧结合面粘结,混凝土收缩、徐变变形差引起混凝土出现拉应力,加上活载及温度等作用,使得混凝土的应力有可能比较大。过大的应力导致混凝土开裂,对结构的耐久性和承载力都会产生不良影响。该文以某石拱桥为例,通过现场调研测到的数据为基础建立有限元模型,对拱桥加固时结合面上的混凝土应力进行计算,以确定结合面混凝土的应力状况,为桥梁加固提供指导。     

既有整体桥的加固设计方案研究

当既有整体桥的受力性能无法满足规范验算要求时，需进行加固设计，其加固技术与常规有缝桥存在不同。以某预应力混凝土连续T梁整体桥为背景工程，采用MIDAS/Civil软件建立有限元模型，通过与实桥静载试验结果对比验证有限元模型的准确性。采用新规范开展该桥受力性能的验算校核，并基于验算结果提出适用的加固设计方案并验算加固效果。研究发现，有限元计算结果与静载试验结果吻合较好，有限元模型可精确模拟背景工程的受力特性。由于新规范对于温度作用、汽车荷载以及容许应力值等的要求提高，该桥的上部结构无法满足新规范的要求，其原因是桥台处主梁截面底缘和桥墩处主梁截面顶缘出现过大的拉应力，桥台处主梁截面顶缘出现过大的压应力；但下部结构可以满足新规范的要求。采用体外预应力法与混凝土扩大截面法加固，可使主梁的受力性能满足新规范要求。该加固方案同样适用于既有有缝桥的整体式无缝化改造。     

大跨径钢-混组合梁斜拉桥主梁力学特性研究

为明确在多种不利荷载组合作用下大跨径钢-混组合梁斜拉桥主梁的受力规律,以某桥跨布置为(40+175+410+175+40)m的双塔钢-混组合梁斜拉桥为背景进行研究。采用ANSYS建立该桥混合单元空间有限元计算模型,分析自重及斜拉索索力、车辆轮载、桥面板预应力、混凝土收缩和徐变效应、温度效应等荷载及组合作用下中跨跨中段主梁的结构响应。结果表明:对于双索面钢-混组合梁斜拉桥,局部轮载作用下桥面板呈现出明显的局部受力特性,桥面板"第二体系"拉应力可能会大于"第一体系"压应力,中跨跨中区域及边跨尾索区桥面板应配置纵向预应力;桥面板混凝土的收缩和徐变效应、温度效应的叠加是桥面板出现顺桥向裂缝的根本原因,设计时应全桥配置桥面板横向预应力。     

水化热和徐变收缩对V形墩系梁应力的影响

针对一种带系梁的混凝土V形墩施工前期温度应力可能导致系梁开裂的的问题,采用空间有限元的分析方法,分别建立系梁分次浇筑及一次浇筑数值模型,根据施工步骤及主要工况分析V形墩系梁温度场及应力场的变化规律,研究徐变收缩与温度耦合作用的效应。研究表明,两种施工方案中,温度及应力仅在合龙段区域差异较大,分次浇筑时,两侧已浇筑的混凝土限制了合龙段的变形,合龙段的拉应力明显增长;徐变收缩与水化热的温度效应是相互影响的,浇筑早期的徐变收缩作用在可以降低水化热产生的拉应力,且温度越高其作用越明显;分次浇筑可减少后期收缩作用在系梁中产生的拉应力。     

桁式组合拱桥的收缩徐变效应分析

为了研究收缩徐变对桁式组合拱桥受力的影响,结合西部交通科技项目《桁式组合拱桥病害成因与加固方法研究》的课题,依托实桥计算模型,分析了不同时间周期下收缩徐变对桁式组合拱桥主拱圈变形及应力的影响.分析表明,在收缩徐变的长期作用下,主拱圈拱顶会出现明显的下挠变形;收缩徐变对于实腹段区域主拱圈应力的影响是非常明显的,特别是拱顶附近截面下缘会出现较大的拉应力.分析结果与此类桥梁的典型病害形态是一致的,结构设计及加固处治时应根据实际情况对收缩徐变影响进行详细分析.     

预制长T梁施工裂缝成因分析及处理措施

针对某桥标准跨径为48.5 m的预制长T梁在施工拆模后出现一条环向裂缝的现象,分析了产生裂缝的主要原因可能是台座的不均匀沉降和混凝土的收缩影响造成的。为了确定台座的不均匀沉降产生的应力情况,利用有限元软件ANSYS建立有限元模型计算。通过计算得出台座在不均匀沉降时产生的应力值,再对比施工拆模时混凝土的抗拉强度,找出了开裂的主要原因。为后续T梁施工避免同类裂缝的出现提供了有力的保证。