再生混凝土梁开裂弯矩与抗弯刚度计算方法

为研究再生混凝土梁的抗弯性能，验证公路桥梁规范中开裂弯矩与抗弯刚度的计算方法对再生混凝土梁的适用性，设计1根普通混凝土梁和2根再生骨料取代率分别为50%、100%的再生混凝土梁进行抗弯性能试验，并将试验值与规范计算值进行对比。结果表明：与普通混凝土梁相比，再生混凝土梁的开裂弯矩、屈服弯矩及极限弯矩均偏小，分别约为普通混凝土梁的66.0%、85.4%及88.3%，其中再生混凝土梁的开裂弯矩降低幅度最大；再生混凝土梁的跨中挠度随着再生骨料取代率的增加而增大，且大于普通混凝土梁的跨中挠度；按照公路桥梁规范的计算方法，再生混凝土梁的开裂弯矩计算值较试验值大25%左右，而跨中挠度计算值较试验值小10%左右，即公路桥梁规范的抗弯刚度计算值大于试验值；公路桥梁规范关于开裂弯矩和抗弯刚度的计算方法不直接适用于再生混凝土梁。利用国内外既有典型试验数据，分别对公路桥梁规范中开裂弯矩和抗弯刚度的计算方法进行修正，并对修正后的方法进行验证。修正后方法的计算值与试验值吻合较好，预测精度较高，可分别用于计算再生混凝土梁的开裂弯矩和抗弯刚度。     

钢-混组合连续梁负弯矩区开裂弯矩的研究

通过对钢-混凝土之间应变差的计算分析,求解组合梁负弯矩区的开裂弯矩,该方法考虑了钢梁和混凝土之间剪切滑移的影响,能够更准确的控制混凝土的开裂,并对计算结果与试验结果进行比较,证明这种计算方法是可行的。     

钢—混组合连续梁负弯矩区开裂弯矩的研究

通过对钢-混凝土之间应变差的计算分析,求解组合梁负弯矩区的开裂弯矩,该方法考虑了钢梁和混凝土之间剪切滑移的影响,能够更准确的控制混凝土的开裂,并对计算结果与试验结果进行比较,证明这种计算方法是可行的。     

简支梁桥桥面连续结构力学特性理论分析

针对简支梁桥桥面连续结构易出现开裂、漏水和啃边等常见的病害问题,基于线弹性理论,采用结构力学方法推导了在汽车活载与温度效应联合作用下桥面连续结构的应力求解公式,并以某工程实例为算例,利用ABAQUS有限元软件对所推导的应力公式进行了验证。通过对桥面连续结构受力性能的综合分析,得出其主要影响因素有桥面连续结构的厚度、无黏结段长度和所用材料种类。最后,对这些影响参数进一步分析,得出了上述各参数对连续桥面结构受力和跨中挠度的影响程度以及影响桥面连续结构受力的最显著参数。结果表明:推导得到的桥面连续结构简化计算公式能够较精确地计算结构在汽车活载、温度效应等作用下的受力特征;随着铺装层厚度的增大,桥面连续段混凝土铺装层上、下表面的受力均有较大幅度的减小,上表面最大受力与厚度大致呈线性关系;当采用沥青混凝土与不采用沥青混凝土的桥面铺装层构造时,两者上表面最大主拉应力基本相同,但后者的下表面最大拉应力远大于前者;铺装层选择沥青混凝土面层与混凝土现浇层的组合设计较为合理;增加混凝土铺装层厚度和设置无黏结段是较为有效的改进方案,其中以设置无黏结段效果最好;每跨的无黏结段长度设为跨长的5%左右能够显著减小桥面连续结构的最大拉应力;研究结果可为简支桥梁桥面连续结构的受力计算及较为精确的设计方法提供理论指导。     

曲线连续刚构桥汽车荷载效应计算

在高原山区,为了满足线形的要求,曲线连续刚构桥是常用的桥型。主梁在汽车荷载作用下的弯矩计算对验证其承载能力至关重要。目前对曲线连续刚构桥,尤其是小半径曲线梁桥的弯矩计算方法尚有不足。为了进一步完善其内力分析计算理论,本文根据位移法推导得出3跨连续刚构桥中跨跨中弯矩的计算公式,在此基础上再推导得出曲线连续刚构桥的中跨跨中弯矩的计算公式。     

钢简支梁桥面连续结构抗弯性能试验与参数分析

简支梁桥桥面伸缩缝多,导致行车不舒适,因而多跨简支梁采取桥面连续的措施被广泛应用。以海南铺前大桥为背景,结合钢-超高韧性混凝土STC (Super Toughness Concrete)轻型组合桥面技术,对跨断裂带引桥提出了受力性能优良、震后易修复的简支变桥面连续结构。为探明简支变桥面连续结构的受力性能,对方案开展负弯矩足尺模型试验,结果表明,裂缝开展集中于螺栓连接带区域,破坏模式为螺栓剪断,U肋未屈服。这意味着在地震荷载下简支变桥面连续结构先破坏,从而保护钢箱梁主体结构。在此基础上,建立了实桥ANSYS有限元模型和试验方案的有限元精细化模型,有限元模拟与试验值吻合良好。最后根据前述试验和有限元计算结果,进行了参数分析,另外提出了2种桥面连续方案—端隔板开孔方案(方案1)和增加短肋方案(方案2),并进行了有限元计算。结果表明,2种方案均能满足正常使用极限状态的使用要求。与试验方案相比,方案1和方案2均可以实现保护箱梁主体结构的目的。方案2由于增加了短肋,从而减小了局部轮载下STC层的纵向拉应力,使整体+局部计算结果仅12. 1 MPa,小于方案1的计算结果 21. 3 MPa和试验方案的计算结果19. 7 MPa。从承载力来看,试验方案1和方案2的承载力基本相同,方案1最小。综合来看,方案2更优。     

多跨长联预应力混凝土连续箱梁桥合龙方案分析

以一座14跨悬臂浇筑施工的多跨长联预应力混凝土连续箱梁桥为背景,计算出该桥按常规的4种合龙方案合龙,成桥时各跨跨中截面底板压应力,得出多跨长联桥按照不同的合龙方案合龙,成桥时内力差别很大,其中预加力次弯矩起了很大的作用,所以若单从受力方面考虑,可以从预加力次弯矩的均匀性、大小来判断某种合龙方案的优劣.归纳多跨长联桥各种合龙方案的优缺点及其施工时需注意的一些事项.比较多跨长联桥按常规的4种合龙方案合龙,合龙束引起的次弯矩、混凝土收缩徐变次弯矩大小,且对预加力次弯矩、混凝土收缩徐变次弯矩进行了分析,可为类似工程提供有价值的技术资料.     

某工型组合梁桥预制桥面板病害成因分析

某桥工型组合梁使用预制桥面板。成桥后检查发现桥面底板底面出现开裂。根据桥面底板的设计构造和规范,验算桥面板底板设计构造。从计算结果可见,工型组合梁支点截面预制桥面板承担的弯矩大于跨中截面预制桥面板承担的弯矩。说明预制桥面板验算时的控制截面与主梁设计有所不同,在设计中应引起注意。     

变截面连续箱梁的有限元分析

采用ANSYS对某高速公路变截面连续箱梁大桥进行了计算分析,直观地显示了主桥0#～1#变截面连续箱梁跨中最大正弯矩工况下的挠度和应力值及整体分布.     

预应力连续钢梁负弯矩区受力性能分析

为研究预应力连续钢梁负弯矩区受力性能,对开口截面三跨连续钢梁进行六点加载抗弯性能试验。利用有限元软件Ansys建立试验梁非线性分析模型模拟其抗弯过程,模型计算所得梁体挠度值和应力值与试验结果吻合良好,进而对负弯矩区进行进一步受力性能及影响因素分析。结果表明:试验梁处于弹性工作状态时,负弯矩区截面变形符合平截面假定;相较于普通连续钢梁,施加预应力使支座附近截面正应力明显减小;普通连续钢梁及预应力连续钢梁支座底板先达到屈服应力,随着荷载增加,梁体因挠度过大超过限值而不能继续承受更大荷载;当预应力不超过135kN时,合理增大预应力可提高预应力连续钢梁负弯矩区抗弯承载力;随着负弯矩区支座截面处钢束上调,支座附近顶板及底板正应力减小,顶板应力变化略明显,且越靠近支座位置减小值越大,顶板受拉段长度有所减小。     

钢-UHPC组合梁负弯矩区受力性能试验

为解决钢-混组合梁负弯矩区桥面板的开裂问题,以桥面连续钢-混组合梁为研究对象,负弯矩区桥面板采用超高性能混凝土（Ultra-High-Performance Concrete,UHPC）代替传统普通混凝土,对其抗裂性能展开研究,并设计3根不同负弯矩区接口形式的钢-UHPC组合梁,采用一种独特的转角加载方式进行全过程静力加载试验,获得转角、临界开裂荷载、应变等关键试验数据;基于Abaqus的混凝土塑性损伤模型建立试验梁的非线性有限元模型,并对试验过程进行模拟。研究结果表明：钢-混组合梁负弯矩区采用UHPC,能明显提高负弯矩区的开裂性能、有效解决了负弯矩区桥面板的开裂问题;建议了合理的负弯矩区接口形式及负弯矩区UHPC纵向铺设长度取0.1L;采用黏结滑移理论,提出了简易的UHPC裂缝宽度计算公式。     

高强混凝土梁的开裂弯矩计算

根据正截面受弯承载力计算理论,运用混凝土力学分析方法,导出高强混凝土梁的开裂弯矩计算式。通过计算分析,对公式加以简化。经简化后的开裂弯矩计算公式形式比较简单,计算结果与试验结果基本吻合。     

部分预应力混凝土梁弯矩重分布的计算

从两跨等截面的普通钢筋混凝土连续梁的弯矩重分布出发，推导并提出变截面部分预应力混凝土连续梁弯矩重分布的计算方法，以期在以后进一步试验研究的基础上得出能用于设计的计算公式。     

连续梁顶推导梁合理参数的确定方法

根据顶推连续梁通常具有等截面、等跨(或中间跨采用等跨径、边跨采用较小跨径)的特征,应用以一次落架思想和力法建立的三弯矩方程组,利用数列及其极限,将顶推分2个阶段推得了顶推中连续梁中间各支点弯矩的解析表达式,借此讨论并揭示了顶推中连续梁中间各支点弯矩值随该连续梁两端支承处弯矩和主梁恒载集度的变化规律。根据顶推前端主梁支点弯矩最小的原则,推得了导梁合理长度的计算公式,借助于数值分析得到:导梁抗弯刚度的合理值应为主梁抗弯刚度的0.2倍。进一步给出了导梁参数取合理值时各控制内力的大小。结合实际工程,阐述导梁常用结构形式与设计原则。     

弯、扭共同作用下预应力混凝土开孔梁的抗扭强度

本文基于斜弯模型,建立了横向开有园孔的预应力混凝土梁在弯矩和扭矩共同作用下抗扭强度计算公式。13根配有腹筋的轴心和偏心预应力钢筋混凝土梁的试验结果表明,计算值与试验值吻合良好。弯矩和扭矩相互作用图表明:当比值T/M较小时,则发生破坏形式1如本文中图1所示,并且随着弯矩的增加,抗扭强度降低;当比值较大时,弯矩对梁抗扭强度没有影响。此外,混凝土开裂大大地降低了梁的抗扭刚度。试验结果表明偏心预应力比轴心预应力更经济。     

一种新型桥面连续缝的设计与应用

传统的桥面连续缝常发生开裂、渗水等病害,限制了预制简支梁结构的使用。通过对桥面连续缝受力状况分析,设计了一种新型桥面连续缝,其具有安全可靠、造价低、构造简单、便于施工、适用性广、实际使用效果好等优点。经实际工程检验,使用状况良好,能有效防水抗裂且更耐久,所需材料均为市场常见建材,无须特制。     

混凝土收缩和徐变引起的钢—混凝土结合梁的内力重分配

讨论并推导了由混凝土收缩徐变引起的钢-混凝土结合梁内力重分配的计算公式，并提出了边疆结合梁双重约束的计算方法。通过算例说明了利用调整支座高度建立的桥面混凝土预压应力的损失情况，最后对解决连续结合梁负弯矩区桥面开裂的措施进行了讨论。     

高墩大跨连续刚构桥动力特性分析

为了解高墩大跨连续刚构桥的振动频率随敏感参数的变化规律和冲击系数的合理取值,通过拟定15座长度相同连续刚构桥计算模型,分析结构1阶纵向振动频率随墩高和曲率半径变化规律;基于车-桥耦合振动理论,分析不同桥面不平整度下,结构最不利截面处内力的变化情况,并与理论计算值进行比较。结果表明:在桥面不平整度等级较差时,理论计算值与模型计算值的差异较大,建议在后续此类桥梁安全评估时,综合考虑平整度对桥梁冲击系数的影响。     

新型UHPC箱梁桥面体系横向受力性能

为研究新型UHPC连续箱梁桥面体系的受力特性,以广东清新大桥石角侧跨堤引桥为工程背景进行试设计,建立空间有限元模型进行桥面体系静力计算,以此为基础开展了1∶2缩尺模型试验和非线性有限元模拟,并对影响开裂应力的主要因素进行了参数分析。研究结果表明:UHPC箱梁试设计方案整体计算满足要求,正常使用极限状态桥面体系计算时,纵向未出现拉应力,横隔板上弦板底面最大横向拉应力为11.3 MPa。缩尺模型试验结果表明,桥面体系中横隔板上弦板下缘名义开裂应力为15.4 MPa,极限状态名义应力为68.2 MPa。开裂应力和承载能力均满足工程要求。横向受力抗裂性能参数分析表明,采用法国UHPC结构规范计算名义开裂应力是可行的,增大配筋率整体上可以提高上弦板下缘开裂应力,在实桥中,上弦板下缘钢筋直径建议取值■12～■40。增加上弦板高度可以提高抗裂安全性,当试验模型上弦板高度从24 cm增加到36 cm时,抗裂安全系数从1.24增加到1.52。     

连续空心板满足承载能力要求的弯矩调幅限值研究

试验与理论结合,研究了圆管式空心连续板的塑性内力重分布性能与弯矩调幅限值问题。首先,进行了4块大比例尺的2跨连续板加载试验,实测了圆管式空心连续板在进入塑性状态后的塑性铰区长度与塑性铰转动能力等问题。然后,在试验研究基础上从理论上分析了圆管式空心连续板在固定荷载下满足承载能力要求的弯矩调幅限值问题。试验研究表明,在16.5%~30.7%的调幅幅度下圆管式空心连续板均能达到完全的内力重分布,而理论计算表明圆管式空心板的极限弯矩调幅值将达35.65%。通过试验与理论的综合研究,表明了这种类型的连续板具有良好的塑性内力重分布性能与较高的弯矩调幅限值。