预应力混凝土空心板梁桥承载能力实桥试验研究

通过预应力混凝土空心板梁桥实桥破坏性试验,分析了这类桥梁的挠度和应变的变化规律,以及裂缝发展过程,并比较了桥梁破坏试验前后的荷载试验结果,从而为预应力混凝土梁桥的极限状态研究和承载能力评估提供依据。     

某先张法空心板梁桥火灾后的检测与损伤评估

火灾产生的高温对配筋混凝土结构的影响很大,会致使钢筋混凝土和预应力混凝土结构中普通钢筋和预应力钢筋强度降低以及混凝土质量的衰退,影响结构的承载能力和使用性能。结合工程实例介绍火灾后对先张法空心板梁的检测方法和评估方法,为结构的加固处理提供科学可靠的数据依据,以便恢复结构的承载能力和使用性能,达到安全运营的目的。     

广清高速公路花都高架桥维修加固施工方法

广清高速公路花都高架桥是一座跨地方公路与跨铁路的高架桥。桥梁全长为4638m,共277跨。桥梁上部结构由预应力混凝土简支空心板梁、预应力混凝土肋板式连续刚构及少数异型普通钢筋混凝土简支空心板梁组成,桥面铺装为水泥混凝土。随着经济的飞跃发展,交通量急剧增加,桥梁出现多处不同程度的病害,严重影响交通安全,需进行加固。主要介绍该桥梁维修加固的施工方法。     

预应力混凝土空心板桥横向体外预应力加固方法

针对预应力混凝土空心板梁桥存在的病害,采用施加横向体外预应力筋进行加固。以某装配式空心板梁桥为背景,建立板梁桥加固前、后三维空间有限元模型。通过分析桥梁跨中截面铰缝处混凝土应力值证明采用横向预应力筋加固板梁桥效果显著。     

预应力混凝土空心板梁火灾损伤特性研究

为探究火灾对预应力混凝土空心板梁受力性能的影响机理,制作10片跨径13 m的预应力混凝土空心板梁进行火灾模拟试验和火灾后的静力加载试验,分析火灾过程中及火灾后的试件状态、梁体内部温度及火灾后的剩余承载能力.结果表明:火灾初期梁体受火面混凝土会随机性爆裂,爆裂削减了钢绞线的混凝土保护层厚度,导致钢绞线火灾中温度显著升高;...     

双折线先张预应力高强混凝土Ⅰ型梁抗弯性能足尺模型试验

作为桥梁快速建造中一种高效的装配式新结构，预应力混凝土Ⅰ型梁采用双折线先张法施工的密束预应力体系，具有预应力损失小、预压应力分布均匀、施工安全性好等特点。为检验该新型结构的抗弯性能，建立其正常使用极限状态及承载能力极限状态的抗弯能力设计及评价方法，开展了结构足尺模型的抗弯承载性能全过程加载试验，观察了结构在全截面工作阶段、开裂阶段和破坏阶段的结构形态、变形与受力特征及破坏模式。试验结果表明：在正常使用阶段，梁体工作性能良好，结构达到开裂荷载前，内力增量与荷载呈线性关系，应变分布满足平截面假定，受压区混凝土压应变、主梁挠度、主筋应变及预应力钢绞线内力增量均呈线性变化；继续加载时，结构内力及变形呈现明显的非线性特征，裂缝逐渐增多，应变增长速率加大，模型梁上翼缘应变横向分布差异性增大，呈现一定的剪力滞效应；随着裂缝深度发展，混凝土逐渐退出工作，预应力束不再与混凝土共同受力，直至梁体发生断裂；试验梁的计算破坏荷载与测试值的比例系数为1.08,静力延性系数为2.27,表明双折线先张预应力高强混凝土Ⅰ型梁的抗裂、抗弯承载能力计算模式具有较好的适用性和优异的抗弯静力延性。     

无粘结部分预应力混凝土梁的受力性能分析

建立了基于增量变形的既适用于有粘结部分预应力混凝土梁亦适用于无粘结部分预应力混凝土梁受力全过程数值分析方法。该方法能够模拟构件达到其峰值承载能力后下降段的性能,并可考虑非预应力钢筋及混凝土由于结构进入承载能力下降段引起的卸载而导致的材料应力应变关系的变化情况。在此基础上,研究了不同加载方式、跨高比、综合配筋指标、部分预应力比率、混凝土抗压强度等对无粘结部分预应力混凝土梁延性性能的影响。研究表明,无粘结部分预应力混凝土梁的曲率延性系数随综合配筋指标的增加而减小。利用本文方法可以对无粘结预应力筋的应力变化、有粘结或无粘结部分预应力混凝土梁的抗弯强度等进行较合理而精确地评估。     

空心板梁桥加固前后受力性能对比试验研究

为准确评定装配式空心板梁桥加固前后的承载能力与工作性能,检验几种加固方法的加固效果,以3座预应力混凝土简支空心板梁桥为对象,根据病害情况分别采用"碳纤维筋喷浆补强法、结构简支变连续法、更换梁板法"进行加固处治;建立桥梁有限元模型,在桥梁加固前、后分别进行静载试验测试,通过对试验结果的对比分析,对桥梁结构的承载能力和工作性能进行了评定,对3种加固方法的加固效果进行了定量分析及评价。结果表明,3种加固方法中更换梁板法加固效果最优,桥梁上部结构横向连接工作状况及纵、横向整体受力性能显著改善,承载能力安全储备显著提高。     

火损后预应力混凝土空心板梁检测、评估与加固技术研究

火灾在短时间内产生高温并对桥梁结构造成损伤,一般虽不致使桥梁立即倒塌,但却降低了其安全性、适用性和耐久性,使其无法继续正常使用。火灾后,必须及时、科学地对受损结构构件进行损伤评估,才能为火损后桥梁的处治对策提供可靠的理论与数据支持。依托足尺预应力混凝土空心板梁火损试验,进行火损后预应力混凝土空心板梁的检测,研究火损后该类板梁构件的损伤表现。在受火过程中板梁底板混凝土可能会发生爆裂情况,可能导致钢筋及钢绞线外露,直接承受火焰的炙烤。火损后板梁的剩余承载力一方面与钢绞线处的平均过火温度有关,另一方面与混凝土的爆裂严重程度有关,若钢绞线处的平均过火温度较高且混凝土爆裂导致钢绞线外露,则在加载过程中钢绞线可能断裂,使得火损后板梁承载能力明显下降。根据实测的火损后预应力混凝土空心板梁剩余承载力大小,采用粘贴碳纤维布方式对空心板梁进行加固,研究该加固方法的实际加固效果。结果表明:钢绞线所遭受的最高温度是火损后预应力混凝土空心板梁评估中的一个重要指标。烧失量法是检测混凝土过火温度较为精确的一种方法,可供实际工程应用时参考。粘贴碳纤维布加固火损后板梁是一种行之有效的加固方法,但碳纤维布对于刚度的贡献几乎为零。     

基于单板承载的钢纤维混凝土铺装结构工作性能试验分析

桥面铺装层是分散车轮集中载荷的桥面板保护层,直接参与结构受力。不同的铺装层设计对桥梁结构承载能力储备的影响不同。为研究钢纤维混凝土桥面铺装层参与结构受力的工作性能,通过无铺装层、有混凝土铺装层和有钢纤维混凝土铺装层空心板梁单板试验,研究铺装层对空心板梁受力性能的影响。试验结果表明,桥面铺装层与空心板梁共同受力性能良好,铺装层能显著提高结构开裂荷载和极限承载能力,增大结构刚度和改变结构破坏形态。     

带裂缝的装配式混凝土桥梁静载试验研究

混凝土结构的桥梁使用状况受到设计、施工、环境、使用荷载等因素的影响较大,任意一个影响因素均可能使其产生开裂,因此,在役混凝土桥梁普遍存在带裂缝工作的情况。装配式预应力混凝土桥梁,目前使用比较多的梁型是空心板梁、T梁及小箱梁。其中,预应力混凝土T梁受力明确,使用情况较好,裂缝等病害普遍较少。现着重研究装配式空心板梁及小箱梁,根据裂缝的形态及部位,一般可将其分为非受力裂缝和结构受力裂缝。在桥梁静载试验过程中,受力裂缝会直接影响到桥梁应变等参数的测试。通过对裂缝分析并结合工程案例,得到带裂缝的装配式混凝土桥梁静载试验静力参数采集受到的影响、测试方法及应对措施,为带裂缝工作的装配式混凝土桥梁静载检测提供参考。     

粉煤灰人工砂混凝土预应力空心板梁受力试验研究

进行了跨度为19．5m的原型粉煤灰人工砂混凝土预应力空心板从预应力钢绞线张拉到承载极限破坏的受力全过程试验，研究了其正截面和斜截面在正常使用状态下抗裂度、裂缝宽度和跨中挠度、极限承载能力等受力性能，为在公路桥梁结构中利用粉煤灰人工砂混凝土预应力空心板提供科研依据。研究成果应用于河南省焦作市路网改造道路的桥梁结构，取得了较好的技术经济效益。     

义乌市宗泽大桥荷载试验与评价

义乌市宗泽大桥主桥为三跨预应力混凝土V型墩连续刚构桥，全桥长291m，宽42m。为了检测桥梁结构的静力和动力性能，鉴定桥梁的承载能力，对该桥进行了静动载试验。介绍了预应力混凝土V型墩连续刚构桥的试验情况，包括测试内容、加载工况、测试方法以及静动载试验结果。试验结果表明：该桥具有一定的整体强度和刚度，承载能力能够满足设计要求。     

钢筋混凝土空心板梁桥加固前后的破坏性荷载试验研究

首先针对服役35年的钢筋混凝土空心板梁进行了现状调查研究,然后,实施了原梁、常规加大截面法和本论文提案的利用MPC复合材料加固新方法等3种情况(共计9片梁)的原大尺寸破坏性荷载试验,得到了跨中挠度、截面应变等力学参数与荷载的关系。最后,通过不同极限状态(混凝土开裂、钢筋屈服和极限状态)条件下承载能力的分析比较,验证了利用MPC复合材料进行钢筋混凝土空心板桥梁加固新方法可切实提高原钢筋混凝土空心板梁的极限承载能力,为MPC复合材料在钢筋混凝土空心板桥梁加固工程中的应用提供了必要的技术支撑。     

横向分段施工预应力混凝土斜箱梁极限承载能力研究

为了分析横向分段施工预应力混凝土斜箱梁(简称分段合成斜箱梁)与整体浇注预应力混凝土斜箱梁(简称整体浇注斜箱梁)极限承载能力差异,建立分段合成斜箱梁和整体浇注斜箱梁的两个大比例试验模型;在两个模型的关键截面布设应变和挠度测点,采集两者在分级加载试验过程的挠度、应变数据,观测混凝土开裂情况。对采集的数据整理分析,比较两者在加载过程中结构的开裂情况、极限承载能力大小和受力性能的差异。根据结构受力特点,提出分段合成斜箱梁极限承载力的有限元分析方法;应用有限元程序ANSYS对两个试验模型的极限承载能力进行分析,分别与试验结果进行比较,验证了有限元模型的准确。通过试验和有限元比较分析,结果表明分段合成斜箱梁跨中截面湿接缝的混凝土先于整体浇注斜箱梁混凝土开裂,整体浇注斜箱梁梁肋底部混凝土先于湿接缝对应位置的混凝土开裂,且前者的开裂荷载低于后者,但两者的极限承载力相差甚微,基本相等;通过有限元分析斜交角和抗弯抗扭刚度比两个参数,表明整体浇注斜箱梁的极限承载能力随着斜交角的增加而增大,随着抗弯抗扭刚度比的减小而增大,但增大幅度较小。     

预应力空心板梁上缘开裂的原因分析和研究

某工程桥梁预应力空心板梁预制过程中跨中上缘出现裂缝,从板梁施工和商品混凝土配制两方面分析其开裂原因,并提出针对性处理意见。后续实践证明,通过对商品混凝土生产进行事前质量控制是有效的。     

体外预应力节段预制胶拼梁抗弯极限承载能力模型试验研究

为研究体外预应力节段预制胶拼梁的抗弯极限承载能力和破坏模式,以某3×30m一联连续箱梁桥为背景,以偏不利的实桥中跨为研究对象,根据相似理论,设计制作了一跨缩尺比为1∶3的10m简支工字型试验梁,按照设计承载能力极限状态跨中最大正弯矩荷载组合和活载超载2个阶段进行了分级加载试验。结果表明:跨中最大正弯矩工况下,梁体强度和刚度满足设计要求,结构整体受压,处于弹性受力状态;超载工况下,梁体底板逐渐消压,跨中附近接缝截面底板开裂,随后裂缝逐渐变宽并竖直向上延伸,直至荷载超过接缝截面抗力设计值后,顶板局部混凝土压碎,而钢绞线未屈服;体外预应力节段预制胶拼梁具有较大的抗弯极限承载能力,可能发生的破坏模式为跨中附近接缝截面顶板混凝土受压破坏。     

缓粘结预应力混凝土梁极限承载力试验

通过4根预应力混凝土梁的极限承载力试验,分别对其开裂荷载、破坏荷载、控制截面应力、裂缝与变形进行了测试,对比了缓粘结与普通预应力混凝土梁的受力性能差异。从试验结果来看,缓粘结预应力混凝土梁具有较好的受力性能,缓粘结与普通预应力混凝土梁的挠度、应变实测数据变化规律基本一致。跨中截面体内应变测试结果表明,缓粘结与普通预应力混凝土梁的体内应变变化规律吻合较好。跨中截面钢筋应变与混凝土应变测试结果表明,缓粘结与普通预应力混凝土梁的应变变化规律基本一致,缓粘结预应力混凝土梁的实测值相对较大。缓粘结预应力混凝土梁的实际开裂荷载、破坏荷载大于普通预应力混凝土梁,矩形、T形缓粘结预应力混凝土梁的开裂荷载实测值较普通预应力混凝土梁偏大6%、10%,矩形、T形缓粘结预应力混凝土梁的破坏荷载实测值较普通预应力混凝土梁偏大4%、3%。缓粘结预应力混凝土梁裂缝宽度实测值较普通混凝土梁相对较小,表明缓粘结预应力筋与混凝土之间具有足够的粘结力。     

现浇混凝土护栏对空心板边铰缝受力性能的影响研究

为在空心板梁桥设计中合理地考虑空心板边铰缝的受力性能,以杨司高架桥20 m单幅预制空心板梁为背景,考虑现浇混凝土护栏对其空心板边铰缝受力性能的影响并开展参数影响研究。采用Abaqus软件建立空心板梁有限元模型,对比考虑护栏前、后空心板边铰缝的受力性能,并分析护栏高度、护栏分缝深度及预应力等参数对空心板边铰缝受力性能的影响。结果表明：考虑现浇混凝土护栏参与受力后,边铰缝跨中剪力增大最大,增大82.6%,不满足欧洲规范要求,在空心板设计中应考虑混凝土护栏的影响;随着护栏高度增大,空心板边铰缝跨中剪力呈线性增大;随着护栏跨中分缝深度增大,空心板边铰缝跨中剪力先减小后反号增大,总剪力变化较小,剪力纵向分布规律显著改变;随着施加预应力的增大,空心板边铰缝跨中剪力和总剪力呈线性减小,剪力纵向分布规律变化较小。     

2孔40 m预应力钢-混凝土组合梁结构设计

多孔连续梁因其受力合理,能有效减小建筑高度,故在设计中普遍采用。而2孔连续结构一般因墩顶负弯矩及跨中正弯矩均较大而不予采用。针对预应力钢-混凝土组合梁上跨京秦高速公路的设计实例,从提高其承载能力、刚度,改善受力性能的角度,介绍2跨预应力钢-混凝土组合箱梁的结构设计及施工情况。