整体式桥台桥梁的桥头搭板设计

在过去几十年里,瑞士建造的整体式桥台桥梁的数量不断增加。这种类型的桥梁较传统的桥梁有较多优点,但其存在明显的土-结构相互作用,特别是在桥头搭板和路堤之间。为了取消伸缩缝,将桥头搭板直接连接到整体式桥台桥梁的端部,从而也经受由于温度效应和混凝土收缩徐变引起的桥面板位移。为保证桥头搭板设计合理,建立桥头搭板修正几何模型,研究桥头搭板的力学特征以及桥头搭板端部路面沉降和桥头搭板与桥面板连接处路面的开裂情况,证明了增加桥头搭板末端埋置深度的有利作用。在此基础上,提出一个连接桥面板与桥头搭板的细部构造,以避免在此处路面产生裂缝。建议在初步设计阶段对其进行详细考虑,以使整体式桥台桥梁在不增加施工成本的前提下改善其长期性能。     

混凝土收缩徐变在连续刚构桥施工中的影响分析

利用有限元分析方法,对三跨预应力混凝土连续刚构桥的悬臂施工过程进行了数值模拟,分别计算了在不同徐变计算模式下的施工预拱度,研究混凝土收缩徐变对施工预拱度的贡献和不同徐变计算模式对施工预拱度的影响;另外,分别计算考虑混凝土收缩徐变和不考虑混凝土收缩徐变两种情况下的桥梁结构内力,分析了混凝土收缩徐变在桥梁悬臂施工期间对结构内力的影响。研究结果表明:混凝土收缩徐变对连续刚构桥施工预拱度有较大影响,且不同徐变计算模式对施工预拱度影响不同;在桥梁合龙前,桥梁结构为静定结构,若忽略钢筋和预应力筋的约束影响,混凝土收缩徐变对结构内力没有影响。     

芬兰哈维斯托大桥的原位试验

为研究温度变化作用下,整体式桥梁台后土压力的变化及台后填土对土压力的影响,以芬兰哈维斯托大桥为例,在该桥施工过程中共安装191个仪表进行原位试验,并根据测试结果分析桥台的周期性水平位移对桥台桩基性能的影响.测试结果表明:桥台回填土密实度越好,测得的土压力越大；桥梁建成后的第1个秋季测得的土压力非常小,温度循环位移引起的土压力幅度在第1个冬季最冷的时候过去后才开始变大,土压力随温度升高而增大；整体式桥台的大直径钢管桩应力随温度变化而变化,但存在零飘现象,建议将应变计安装在桩内靠近主筋位置；两桥台的刚度不同,温度位移差异很大；大直径桥台桩的弯矩与桥台的水平位移有直接的关系.     

异形独塔斜拉桥参数敏感性分析

为了降低施工过程造成的偏差对成桥状态的影响,对异形独塔斜拉桥进行更准确施工监控,对桥梁设计参数进行了敏感性分析,确定影响成桥状态设计参数的敏感性,进而在施工过程中采用修正主要设计参数偏差忽略次要设计参数偏差的方法,对异形独塔斜拉桥进行控制。以安徽省某大桥为案例,对桥梁模型中设计参数进行了对比分析,分别详细分析了桥梁结构自重(施工临时荷载)、桥梁整体刚度、混凝土收缩徐变、整体温度等因素对异形独塔斜拉桥成桥状态的影响。分析结果表明大桥结构自重、斜拉索索力和整体温度对大桥影响较大,而桥梁的整体刚度和混凝土收缩徐变对桥梁成桥状态的影响较小。     

整体式桥台桥梁的桥台结点受力性能研究

提出了整体式桥台桥梁的桥台一般构造和施工建造顺序,并以福建省上坂大桥为工程背景,通过建立空间有限元梁格体系和块体模型,分析了不同工况下整体式桥台桥梁的桥台结点内力和应力以及墩柱的裂缝状况,在参数分析中,引入了相对刚度的概念,探讨了桩的相对刚度和桥台高度对桥台结点受力性能的影响,初步研究了该类桥梁的桥台结点受力性能。研究结果将有助于整体式桥台桥梁在工程设计中的实际应用。     

高墩大跨连续刚构桥施工控制参数敏感性分析

为研究高墩大跨连续刚构桥施工控制参数的敏感性,以贵州乌江特大桥为例,采用MIDAS Civil软件建立该桥三维有限元模型,计算施工监控过程中各主要参数的取值对结构线形和内力的影响.计算分析结果表明,混凝土节段重量、收缩徐变、温度荷载等参数对该桥施工控制精度有显著影响,混凝土弹性模量参数的影响比较明显,预应力参数敏感程度相对较低.在施工控制过程中,应及时收集节段混凝土容重、弹性模量等参数,根据实际施工时间历程考虑收缩徐变效应的影响,并对计算模型加以修正;在设置预拱度和监测数据测量时,要充分考虑到温度对桥梁的线形及应力的影响.     

升温作用下整体桥台台后土压力计算方法的探讨

对在升温作用下,整体式桥台桥梁台后土压力的计算方法进行研究。分别采用Broms法、m法及p-y曲线法计算桥台背墙后填土的水平抗力系数;采用m法及p-y曲线法计算台柱土的水平抗力系数和台桩、墩桩侧土的水平抗力系数;采用TDV软件模拟土对桩端的约束作用。通过对不同方法计算的台后土压力的对比分析,得知:在计算升温引起的整体式桥台桥梁台后土压力时,桥台背墙及台柱土的水平抗力系数计算采用m法是不适合的;桥台背墙后填土的水平抗力系数可采用Broms法计算;土对台桩及墩桩侧的水平抗力系数按p-y曲线来考虑是适合的。     

大跨度PC连续刚构桥混凝土收缩和徐变影响分析

混凝土的收缩和徐变对于大跨径连续刚构桥来说是一个非常重要的影响因素,利用有限元分析软件Midas/Civil建立起连续刚构桥有限元模型,并且分别就主梁挠度、预拱度控制以及预应力损失中的混凝土收缩和徐变影响进行了分析,得出了混凝土收缩徐变对桥梁结构影响的具体规律,有利于指导连续刚构桥的设计和施工。     

桩基础的整体式桥台桥梁受力性能研究

考虑桩土相互作用，提出桩基础的无伸缩装置整体式桥台桥梁有限元计算模型；分析该类桥梁的受力性能，探讨主梁的温度变形、桩长、桩径对受力性能的影响；并比较了与有相应有伸缩装置桥梁受力性能的差异，为无伸缩装置桥梁设计提供理论依据。     

云南大保高速公路连续刚构桥施工控制

结合云南大保高速公路连续刚构桥，应用自适应控制理论，研究了预应力混凝土连续刚构桥施工控制的特点及相关设计参数。利用温度应力、徐变收缩应力实用计算方法，分析了温度及混凝土徐变、收缩等不确定因素对施工控制的影响，为工程应用提供了理论依据。     

桥台刚度对整体式桥台桥梁受力性能的影响研究

福建省永春县上坂大桥是一座采用预应力混凝土T梁的整体式桥台的无伸缩缝桥梁(简称为整体式桥台桥梁)。以上坂大桥为工程背景,在实桥静载试验的基础上,采用大型通用有限元分析软件———ANSYS分析了不同桥台高度、桥台抗弯刚度和台后填土类型对整体式桥台桥梁的主梁受力、主梁伸缩量、桥台桩基础受力以及结构动力特性的影响。     

许沟特大桥主拱结构徐变与收缩影响研究

针对许沟特大桥主跨220 m钢筋混凝土等截面悬链线箱形无铰拱,主拱圈采用支架上分层分段现浇施工方法属国内首创,混凝土徐变与收缩对主拱受力影响很大。通过建立合理的徐变与收缩数学模型和采用数值及有限元分析方法,研究了各加载工况下混凝土徐变、收缩对主拱主控截面内力与变形以及截面应力重分布的影响,分析了混凝土收缩对主拱圈分层浇注自应力的影响。研究结果为大桥预拱度设置及分段分层浇注方案制定和时间间隔控制提供了可靠的理论依据,并为同类桥梁的设计、施工提供借鉴指导。     

整体式桥梁在温度荷载作用下台后土压力的受力分析

整体式无缝桥梁的理论研究和实践在过去的时间里得到了飞速的发展,很多热爱桥梁的学者投入到其中,整体式无缝桥梁的台后被动土压力的计算法不同的学者也提出了不同观点。根据某工程实例对桥梁台后土的简化计算方法进行研究,对性能以及受力进行分析。结果表明:由于台后土和桥台之间的相互作用,桩顶水平位移随着后台土刚度的增加而逐渐减小,当温度升高时,桩顶应力随后台土刚度增加而减小;当温度降低时,桩顶应力以及桥梁各连接处应力随后台土刚度增加而线性增大。     

预应力混凝土斜拉桁架T构桥梁收缩徐变效应研究

预应力混凝土斜拉桁架T构桥是一种较为特殊的桥梁结构形式,该文基于目前最典型的收缩徐变预测模型,通过有限元对比分析,研究了不同收缩徐变预测模型下预应力混凝土斜拉桁架T构桥的受力及变形特征。在现行规范收缩徐变预测模型背景下,通过改变影响收缩徐变的参数,研究在不同参数下的收缩徐变效应。基于以上分析,研究收缩徐变对该类桥型的影响机理,从而为其设计提供有价值的参考和借鉴。     

敞开式钢管-混凝土桁架组合桥参数敏感性分析

为了更好地进行施工过程控制,对一座敞开式钢管—混凝土桁架组合桥进行参数敏感性分析,详细分析了结构受力特性对主桁架刚度、温度效应及混凝土收缩徐变等因素的敏感性,旨在掌握各参数对结构受力性能的影响。研究结果表明,温度效应与收缩徐变对结构影响较大,主桁架刚度和桥面板厚度对结构有一定影响,横梁对结构影响较小。研究结果可为敞开式钢管-混凝土桁架组合桥的设计和施工提供参考。     

德国舍孔德高架桥长期性能监测研究

为了解半整体式混凝土铁路桥的长期性能,验证桥梁设计时计算参数的合理性以及结构的可靠性,对德国舍孔德(Scherkondetal)高架桥进行5年长期监测。该桥为(27.0+2×36.5+10×44+36.5)m半整体式混凝土铁路桥,桥梁建造时,布置传感器,监测主梁温度、梁端节点位移及桥墩顶部应变,并对结果进行分析。监测结果表明:主梁截面有效温度T_e=0.29T_(上部)+0.35T_(中部)+0.36T_(下部);实测梁端节点位移与梁体温度变化成正比,混凝土龄期越长线性关系越显著,实测混凝土膨胀系数为8.7×10~(-6) 1/K,验证了膨胀系数设计值的合理性;欧洲规范中的材料模型近似模拟了徐变和收缩的长期行为,但不能很好地模拟季节性行为;结合桥墩顶部应变计算桥墩顶部曲率,得到桥墩顶部曲率和桥墩纵向位移线性相关,结构实际作用效果比预期更"柔软",这对于结构由温度、徐变和收缩引起的约束力是有利的。     

整体式桥台桥梁的简化计算模型研究

提出了整体式桥台桥梁在成桥阶段计算的三维框架简化模型;然后在ANSYS基础上进行二次开发,编制了计算桩基的等代桩长和台后土压力合力的专用分析程序IABS.利用IABs程序,结合国内现有的桥梁设计软件,即可直接进行整体式桥台桥梁的实际工程设计,为该类桥梁在我国的推广应用提供了设计基础.同时还以某一实际工程的整体式桥台桥梁为研究对象,采用IABS程序对可能影响桩基等代桩长和台后土压力合力的各种结构因素进行分析,得出若干有益于该类桥梁设计的结论.     

一种新型桥梁伸缩缝装置——聚氨酯弹性体伸缩装置

每当气温发生变化,桥梁的长度也随之变化,为了不使梁体因温度变化而产生附加内力,因此在桥梁的设计、施工中,在梁端与梁端之间或梁端与桥台之间均设置伸缩缝。伸缩缝是保证由于桥梁温度变化、混凝土徐变以及干缩、荷载等产生的梁端变位情况下,车辆能平稳地在桥面行驶的装置。桥梁伸缩缝装置,在桥梁结构中直接承受车辆的反复荷载,其所采用材料及结构型式的设计和施工安装的质量等,不仅使通行者直接     

PHC管桩-土相互作用受力性能拟静力试验

针对现有《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)中设计计算方法难以适用于整体式桥台桥梁桩基的问题,以预应力高强混凝土(Prestress High Concrete,PHC)管桩试验模型为背景,进行了PHC管桩低周往复荷载拟静力试验。通过在桩顶施加水平位移荷载、埋设应变片、土压力计以及特殊设计的桩身水平变位测试方法,得到了PHC管桩桩身破坏特点、沿桩深方向上桩身水平位移与应变、骨架曲线和滞回性能曲线,初步探讨了桩-土相互作用机理,给出了PHC管桩-土相互作用的等效刚度计算方法。试验结果表明:预应力度和配筋率对PHC管桩的破坏模式有较大影响,裂缝分布规律不同,最大弯矩沿桩深方向发展,内力重分布;配筋率和预应力度越小,变形能力(延性)越差、破坏越严重,桩-土相互作用效果不佳;PHC模型桩在加载初期基本表现为线弹性性能,且水平外荷载主要由模型桩承担;当模型桩开裂后拉区混凝土退出工作,荷载增加减缓,表现出较明显的非线性性能,此后水平外荷载的增加主要由桩周土抗力承担;当桩周土压力达到极限时荷载开始下降并迅速破坏;试验全过程各模型桩均表现出了良好的塑性性能和变形能力,延性系数较大,抗震性能较好,可适用于整体式桥台桥梁桩基,研究结果可供有关规范的设计计算参考。     

整体式斜交桥台-桩-土体系往复加载拟静力试验

将整体式桥台引入斜交桥中形成整体式斜交桥，可有效改善地震中桥梁上部结构纵横向耦连效应造成的面内扭转及落梁现象；但整体式桥台中主梁与桥台浇筑为一体，在地震作用下将发生复杂的桥台-桩-土相互作用。为此，以某整体式斜交桥为原型，开展了斜交桥台-H形钢桩-土体系往复加载拟静力试验研究，探究了体系的抗震性能、台后土压力分布规律以及桥台和钢桩的水平变形特征等。结果表明：斜交桥台-H形钢桩-土体系具有较高的耗能能力及延性，台后土对体系的抗震性能影响显著。台后土提高了体系抗侧承载力及刚度，但亦造成正负向受力不对称性，其中正向抗侧承载力及刚度明显高于负向，但残余承载力及位移明显小于负向。在小位移（<0.01H，H为桥台高度）下，斜交桥台的台后土压力沿埋深方向近似呈三角形分布，最大土压力位于台底；沿水平方向呈抛物线形分布，最大土压力位于距桥台锐角0.25 m处；沿纵桥向呈三角形分布，最大土压力位于台背。在大位移（≥0.01H）下，台后土靠台背处出现明显扇形塌陷区域，导致桥台顶部土压力降低，沿埋深方向开始呈双折线分布，沿水平方向呈三折线分布，最大土压力位置不变；沿纵桥向呈双折线分布，最大土压力与台背距离随加载位移逐渐增加。试验结束时，桥台顶部塌陷区域深度近500 mm，宽度近600 mm。加载过程中桥台基本为刚体，出现平动及转动位移；由于部分台后土流动至钢桩前侧，钢桩顶部产生朝向台后土方向的局部累积变形，桩身水平变形在埋深0.25 m处出现拐点及最大值，而非桩顶，试验结束后无明显残余变形。