结构连续小箱梁墩顶负弯矩区构造优化及试验研究

本文通过对小箱梁墩顶负弯矩区构造进行调研和分析,针对小箱梁负弯矩区在施工和使用中出现的问题,提出负弯矩钢束下弯锚固于小箱梁翼缘板底的优化改进措施,并进行理论分析及依托工程对比试验,改进后的负弯矩钢束构造可以避免以往施工及使用中小箱梁墩顶负弯矩钢束灌浆不密实、张拉伸长量不足、摩阻损失大、施工槽口混凝土质量难以保证等一系列问题。     

简支变连续小箱梁负弯矩区施工优化研究

在传统的简支变连续小箱梁施工过程中,小箱梁负弯矩区过多的张拉槽口及扁锚锚具限制了箱梁预制与钢束张拉的效能。为简化箱梁顶板浇筑施工流程及降低后续顶板负弯矩张拉作业强度,本研究以上海S7公路(月罗公路-宝钱公路)新建工程为依托,创新性地提出大槽口与新型圆锚锚具工艺,并对其展开标准化试验研究,试验表明张在拉过程中钢锚垫板纵向位移变化较小且张拉前后混凝土外观良好,充分论证了该优化方案具有较好的实践应用性。该优化方案能进一步提高工程建设的质量与效率,同时也为桥梁预制拼装技术的发展提供一定的实际工程经验。     

钢混组合连续箱梁桥负弯矩区设计研究

为有效改善连续钢混组合箱梁桥负弯矩区受力性能,以临汾市滨河西路与彩虹桥、景观大道立交桥项目为工程案例,提出基于顶升工艺的连续钢混组合箱梁桥负弯矩区设计方法。对桥面板施工工序、支点顶升顺序、桥面板存放龄期等顶升设计参数展开研究,以期桥面板和钢梁达到良好的受力状态,并对结构线型进行了施工全过程监控。研究表明：皮尔格法可有效降低中支点桥面板拉应力,降低幅值达60%;支点顶升顺序会显著影响桥面板预压应力效果,各支点桥面板预压应力均匀是评价顶升顺序的重要技术指标;随着桥面板存放龄期的增长,其裂缝宽度明显减小。临汾市滨河西路与彩虹桥、景观大道立交桥项目的建成是基于顶升工艺的连续钢混组合箱梁桥在市政桥梁工程领域的一次成功尝试,其负弯矩区设计思路、设计参数取值可对国内钢混组合桥梁的大规模建造提供很好的借鉴意义。     

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。     

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。     

组合梁负弯矩区UHPC接缝抗弯性能试验

为提高钢-混组合梁桥负弯矩区混凝土桥面板的抗裂性并简化现场施工工艺,提出新型钢-混组合梁桥负弯矩区超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete,UHPC）接缝方案。以湖南省某桥为工程背景,进行1∶2缩尺模型抗弯试验研究;编制截面弯矩-曲率关系MATLAB程序,并与实测值进行对比,验证该程序可用于计算UHPC覆盖下的普通混凝土（NC）中钢筋应力;对现有NC裂缝宽度规范公式进行修正,提出考虑UHPC约束作用的组合梁负弯矩区NC最大裂缝宽度的建议公式;讨论钢-混组合梁桥负弯矩区UHPC湿接缝合理的纵桥向长度,分析UHPC层厚度及层内配筋对抗裂性能的影响。研究结果表明：新型UHPC接缝方案的抗裂性能和抗弯承载能力均满足工程要求,且接缝节点强度高于非接缝区预制部分强度;负弯矩作用下,试件沿梁高的应变较好地满足平截面假定,钢梁与混凝土板及UHPC与NC间的层间滑移量均较小;UHPC裂缝呈现“多而细”的特征,而NC裂缝呈现“少而宽”的特征,预制部分混凝土顶面最先开裂,之后UHPC-NC交界面、UHPC顶面、UHPC覆盖下的NC侧面依次出现裂缝;对于负弯矩区采用UHPC接缝的中小跨径钢-混组合连续梁桥,UHPC层的纵桥向长度宜为20%标准跨径,UHPC层厚度可根据实际工程设计要求确定,增大桥面板内钢筋直径可以提高负弯矩区混凝土的抗裂性能。     

UHPC在连续组合梁负弯矩区的受力性能研究

通过对组合连续梁负弯矩区影响因素的建模分析,建议超高性能混凝土(UHPC)桥面板厚度与组合梁高度之比为1/5～1/9,组合梁高度与跨径的比值为1/18～1/22,钢梁与UHPC桥面板刚度之比为2～10;钢-UHPC组合连续结构梁高远低于钢-C50混凝土组合连续梁结构梁高,结构负弯矩区UHPC桥面板不开裂.     

钢-UHPC华夫板组合梁负弯矩区抗弯性能试验

为研究钢-UHPC华夫板组合梁负弯矩区抗弯性能,考虑华夫板板肋高度比、纵筋配筋率以及采用抗拔不抗剪栓钉连接件对钢-UHPC华夫板组合梁的破坏模式、裂缝发展规律及承载能力的影响,采用跨中单点加载方式完成了4根钢-UHPC华夫板组合梁试件在负弯矩作用下的静力加载试验。基于简化塑性理论,并考虑将UHPC受拉区的拉应力分布等效为均匀应力分布,提出了负弯矩区钢-UHPC华夫板组合梁的极限抗弯承载力计算方法。研究结果表明：负弯矩作用下,4根钢-UHPC华夫板组合梁试件的破坏形态均为典型的弯曲破坏;极限状态下,华夫板内纵向受拉钢筋屈服,钢梁上翼缘受拉屈服,钢梁下翼缘受压发生局部屈曲,华夫板跨中主裂缝贯通,其余裂缝呈现密集分布且纤细的特点。保证华夫板总高度90 mm不变,板肋高度比由1∶1减小为1∶2会加剧华夫板的裂缝开展,使试件的开裂荷载和初始刚度略有降低,但承载能力基本不变。华夫板配筋率增大1.05%,试件的承载力与刚度分别提高18.4%与7.7%,并且有助于约束华夫板的裂缝宽度。采用抗拔不抗剪栓钉连接件可在一定程度上抑制试件在正常使用阶段时的裂缝开展,但会导致试件承载力、刚度和延性下降,下降幅度分别为6.9%、9.6%和19.7%。根据所提出的钢-UHPC华夫板组合梁负弯矩区极限抗弯承载力的理论计算公式所得的计算值略低于试验值,且相对误差在10%以内。     

钢混组合梁负弯矩区接缝抗拉性能试验研究

依托杭甬高速公路复线滨海互通匝道钢混组合连续梁桥,对钢混组合梁负弯矩区接缝抗拉性能开展试验研究。设计了负弯矩区接缝抗拉性能试验方案,探究接缝钢筋形式、接缝尺寸、接缝钢筋定位偏差等因素对接缝性能的影响;从试件破坏形态、荷载位移曲线等方面,对比分析各因素对接缝试件抗拉性能方面的差异;通过各试件的试验值与有限元模型仿真值对比,验证了负弯矩区接缝抗拉性能试验结果的合理性。研究表明：接缝内环形钢筋在出现钢筋定位偏差时,将显著影响接缝抗拉承载能力及延性;接缝内采用直线钢筋或环形钢筋对湿接缝的抗拉承载力影响较小(约5%以内),且湿接缝宽度在500 mm～700 mm范围内对接缝抗拉性能的影响不显著,但采用直线筋、减小接缝宽度可提升施工便利性。     

钢-混凝土组合连续梁桥负弯矩区施工控制研究

该文以深圳市机场南路新建工程（50＋82＋50）m钢-混凝土组合连续梁桥为例,对钢-混凝土组合梁负弯矩区施工控制方法进行分析研究。研究结论可供同类工程参考。     

预应力混凝土小箱梁长期性能评估研究

以某工程长期存放的预应力混凝土小箱梁为研究对象,对小箱梁拱度值进行测量,分析小箱梁拱度值分布规律,并与理论计算结果进行对比,对偏差原因进行分析,通过静荷载试验检验梁体技术状况。结果表明,在正常使用极限状态跨中最大正弯矩作用下,结构的应力、挠度校验系数满足荷载试验规范要求,试验梁测试断面未发生开裂,处于弹性工作状态。     

考虑界面滑移的钢-混组合连续梁负弯矩区抗裂性试验

为了解界面滑移效应对钢-混组合连续梁负弯矩区混凝土桥面板抗裂性的提升效果及工作机理,设计并制作采用常规剪力连接件和抗拔不抗剪连接件的钢-混组合梁各1组进行负弯矩区加载试验,分析试验梁预应力施加效率、关键部位纵向应变、梁体刚度及关键截面界面滑移情况。结果表明：采用抗拔不抗剪连接件时,梁体抗裂性更好,界面滑移效应可避免以往负弯矩区预应力通过常规剪力连接件传递到钢梁的情况发生,明显提高预应力效率;同时可使负弯矩区混凝土桥面板承受的拉应力分布更均匀,有效降低中支点截面的拉应力峰值,使后续裂缝宽度增长缓慢;加载前期2组梁体总体刚度没有明显不同,加载后期界面滑移使梁体结构刚度下降,变形增加,但变化幅度较小;抗拔不抗剪连接件对钢-混组合连续梁负弯矩区混凝土桥面板的抗裂性提升效果较好。     

钢-UHPC-NC组合梁负弯矩区受力性能试验研究

为解决钢-混组合梁负弯矩区混凝土面板的开裂问题,采用薄层超高性能混凝土(UHPC)替代部分普通混凝土(NC),制作钢-UHPC-NC组合梁,对组合梁负弯矩作用下的受力性能进行研究.设计制作了2根钢-UHPC-NC组合梁(21 cm厚的C50混凝土+4 cm厚的UHPC)和1根钢-NC组合梁试件(25 cm厚的C50混凝...     

基于大数据的装配式小箱梁桥病害发展规律及原因分析

随着桥梁使用年限的增加,由于设计、施工、运营荷载、材料老化等方面的影响,绝大部分桥梁都出现了不同程度的劣化现象,桥梁养护形势日趋严峻。该文以装配式小箱梁桥为例,利用Ansys有限元程序、大数据以及现场检测等手段,分析桥梁病害的发展规律及病害产生的原因,得出结论:(1)现阶段,装配式小箱梁桥主要病害以腹板竖向裂缝为主,底板横向裂缝次之,且在各孔间分布差异较大,绝大多数分布于中间几孔,而靠近边孔的次边孔病害较为严重;(2)箱梁的开裂与采用的设计标准、计算跨径等因素相关;(3)重车(车辆荷载总重和轴载)的分布情况对箱梁开裂起到了决定性影响,箱梁开裂之后随着车辆荷载轴载次数的不断累积,裂缝数量呈现快速增长趋势。     

基于大数据的装配式小箱梁桥病害发展规律及原因分析

随着桥梁使用年限的增加,由于设计、施工、运营荷载、材料老化等方面的影响,绝大部分桥梁都出现了不同程度的劣化现象,桥梁养护形势日趋严峻。该文以装配式小箱梁桥为例,利用Ansys有限元程序、大数据以及现场检测等手段,分析桥梁病害的发展规律及病害产生的原因,得出结论:(1)现阶段,装配式小箱梁桥主要病害以腹板竖向裂缝为主,底板横向裂缝次之,且在各孔间分布差异较大,绝大多数分布于中间几孔,而靠近边孔的次边孔病害较为严重;(2)箱梁的开裂与采用的设计标准、计算跨径等因素相关;(3)重车(车辆荷载总重和轴载)的分布情况对箱梁开裂起到了决定性影响,箱梁开裂之后随着车辆荷载轴载次数的不断累积,裂缝数量呈现快速增长趋势。     

基于强配筋法的结合梁负弯矩区受力研究

该文结合某大桥的桥面分析实例,利用有限元软件建立仿真模型,针对强配筋法进行研究。模拟组合梁负弯矩区试验测试在分级加载情况下,混凝土桥面板、钢梁腹板、钢梁上下翼缘等主要控制点的应力与变形,研究混凝土板、钢梁腹板、钢梁上下翼缘的应力分布与大小,确定在不同设计方法作用下,支点负弯矩区混凝土桥面板和钢梁的内力分配,桥面板应力分布,从而为桥梁设计提供可用参考依据。     

基于移动钢模板的小箱梁流水预制技术

传统小箱梁预制采用普通钢模板,在组装模板时需要人力与机械配合,限制了施工速度.以预制桥梁技术为支撑,建立自动化更高的移动液压钢模板流水线预制技术,钢模可通过轨道系统实现快速转移、安装,提高箱梁预制效率.以G312南京城区改扩建项目为例,主要介绍移动液压钢模板在小箱梁预制施工中的应用,总结该模板使用过程中的特点,分析其在现代化箱梁预制场中的适用性.     

基于UHPC材料的高架小箱梁接缝设计优化与施工技术研究

随着社会经济的不断发展,社会对城市高架的建设要求越来越高,城市高架快速化建设将是城市高架的发展趋势。小箱梁桥作为重要桥型之一,在城市高架桥中有着广泛应用,因而实现小箱梁快速化施工有着十分重要的意义。实现小箱梁快速施工的关键在于小箱梁接缝。传统的小箱梁接缝构造复杂,施工流程繁琐,且受力性能较差。本文针对传统小箱梁接缝存在的施工和受力性能问题,结合UHPC材料的性能优势,引入了UHPC接缝概念,并以宁波机场快速路南延工程建设项目为背景,针对UHPC接缝设计关键参数,提出了背景工程中小箱梁UHPC接缝的构造设计并优化。同时,总结了小箱梁UHPC接缝施工流程,明确了小箱梁UHPC接缝关键施工工艺和施工方法,对UHPC接缝施工质量控制提出了具体的要求。     

钢-混凝土连续叠合梁负弯矩区裂缝宽度研究

以钢-混凝土连续叠合梁为研究对象,针对叠合梁负弯矩区裂缝发展及宽度进行了理论分析和试验研究。根据钢和混凝土的应变本构关系,分别考虑了混凝土开裂前后的受力状态,推导出钢-混凝土连续叠合梁负弯矩区裂缝宽度的理论计算公式。同时为了验证理论公式的适用性,进行了钢-混凝土叠合梁裂缝宽度试验研究。从理论与试验结果对比分析得出,在结构裂缝宽度容许范围内该理论公式与试验结果吻合良好。