PC梁桥结构参数对最大悬臂结构力学性能的敏感性分析

为了深入研究PC梁桥结构参数对最大悬臂结构力学性能的影响,结合实体工程,建立了大跨预应力混凝土粱桥的最大悬臂段有限元模型,分析了材料容重、混凝土弹性模量、顸应力参数偏差对最大悬臂施工阶段主梁线形的影响程度,研究了自重偏差对主梁结构内力和应力的影响,探讨了预应力对悬臂结构的作用效应.研究结果表明:材料容重和混凝土弹性模量为该桥梁结构的主要设计参数,桥梁自重偏差对结构线形影响最为明显;在预应力效应的作用下,主梁纵向产生竖向正位移,随着自重的增大,主梁同一截面正弯矩相应减小,墩顶负弯矩增大,主梁的上缘压应力会减小,下缘压应力会增大,且下缘应力受其影响的程度更大.     

大跨预应力连续梁桥悬臂施工控制研究

采用MIDAS/Civil建立某大跨预应力连续梁桥有限元模型,分析不同施工阶段荷载作用下桥梁位移和应力变化及施工过程中温度对主梁挠度的影响。结果表明,一个梁段施工完成后会影响前一个梁段标高,但各梁段控制偏差变化趋势大致相同;梁段悬臂越长,浇筑、张拉前后挠度越大;温度对悬臂梁段变形有很大影响,温度越高,悬臂竖向变形越大;大跨径连续梁桥悬臂施工时,预应力张拉产生的位移只能抵消一部分恒载位移;浇筑、张拉前后箱梁实测应力大多小于理论值,最大悬臂时梁段的预应力储备增大。     

高速特大桥预应力连续梁桥悬臂施工控制研究

以湖北某高速一特大桥预应力混凝土连续梁桥悬臂施工为对象,利用MISAS/Civil软件模拟大桥悬臂施工段、全桥合拢段施工状态下关键部位的内力、位移和主要参数敏感性,实现对连续梁段施工的精确控制。研究结果表明:悬臂施工段,整个悬臂梁节点均是压应力,并未产生对单元节点的拉应力。0#块根部截面整体压应力在两个相反作用力下呈现一个逐渐增长的变化趋势;全桥合拢段,整个梁段均为压应力,在桥梁墩顶近区间的梁段截面上游和跨中近区间梁段截面下缘产生高压应力。当桥梁完成合拢施工后,墩顶附近截面上游处产生主梁混凝土的最大压应力;悬臂施工段和全桥合拢段,预应力和节段混凝土自重变化对挠度的作用最显著,其次是弹性模量的变化对的影响作用,而徐变系数对悬臂梁挠度变化作用较弱。     

短线法预制拼装施工线形控制影响参数分析

嘉绍跨江大桥北岸水中区引桥为十三联70 m等跨连续刚构桥,主梁为单箱双室斜腹板箱梁,采用短线法预制拼装施工。为了保证主梁预制与拼装的精度,采用有限元软件分析梁段自重、梁段刚度、预应力张拉控制应力、管道摩擦系数、预应力筋松弛系数、存梁天数、施工荷载及温度等参数对主梁预制线形与单个"T"构最大悬臂状态线形的影响敏感性。结果表明:影响预制线形的主要因素是梁段自重和预应力张拉控制应力;影响单个"T"构最大悬臂状态线形的主要因素是施工临时荷载和梁段自重。     

在役大悬臂箱梁桥顶板加劲腋纵向开裂成因分析

以某大跨度连续箱梁桥梁体顶板加劲腋纵向开裂为背景,建立考虑悬臂施工和成桥运营阶段的大桥三维实体有限元模型,分析了横向预应力张拉、挂篮前移、施工不平衡堆载、重车偏载、梯度温度等不同荷载工况对箱室顶板加腋处横向应力分布的影响。结果表明,施工/运营阶段最大组合应力接近混凝土抗拉强度标准值,对大悬臂箱梁,横向预应力张拉是引起梁体纵向裂缝的主要原因。     

波形钢腹板特大桥体外预应力设计及应用研究

为给特大跨波形钢腹板组合箱梁桥体外预应力设计提供参考,以港珠澳珠海连接线工程前山河特大桥为背景,介绍体外预应力体系的布设、转向与锚固装置的设计细节、体外束保护与减振装置的构造及减振机理。采用有限元软件,建立体外预应力钢束转向块、锚固端节段及运营阶段全桥有限元数值模型,分析转向块及锚固端的局部应力,研究施加体外预应力后运营阶段结构受力情况,比较不同体外预应力张拉工序对成桥状态结构挠度、应力、弯矩等力学性能的影响。结果表明:转向块及锚固端节段满足结构局部应力安全要求;运营阶段结构挠度、混凝土主梁及波形钢腹板应力均满足设计规范要求,结构安全可靠;"全桥合龙后先张拉中跨,后对称张拉边跨"的体外束张拉方案为最优方案。     

连续梁桥悬臂法施工监控研究

某连续梁桥主桥为预应力混凝土变截面连续箱梁,采用悬臂浇筑法施工。以施工监控中实测数据为依据,采用有限单元法进行计算,分析悬臂施工中挠度和应力控制问题,以保证桥梁能够按照设计标准顺利完成合龙并达到理想的线形。同时保证主梁在施工过程以及成桥后的应力,使其不致过大而偏于不安全。     

波形钢腹板矮塔斜拉桥施工过程力学性能分析

为指导波形钢腹板矮塔斜拉桥施工,对该类型桥梁的施工全过程进行力学性能分析。以(58+118+188+108)m的朝阳沟特大桥为研究对象,采用MIDAS/FEA有限元软件建立有限元模型,对其施工全过程进行计算。计算结果表明:施工过程中张拉悬臂顶板预应力束使主梁悬臂端轻微下挠,对悬臂施工主梁悬臂端竖向变形的影响远小于张拉斜拉索和浇筑梁段混凝土产生的影响;悬臂根部顶、底板应力在合龙束张拉时应力增量较大,应在施工中重点关注;斜拉索索力受施工阶段的影响不大,索力分2次张拉调整到成桥索力是合适的;矮塔斜拉桥桥塔和主梁刚度较大,两桥塔塔顶位移在悬臂施工过程中基本为0,顶推力作用下一侧桥塔塔顶向边跨桥台侧偏位约5cm,另一侧桥塔塔顶向边跨桥台侧偏位约4cm,可抵消后期运营中桥塔向跨中的偏位。     

大跨径PC连续梁桥悬臂施工中的工艺控制

结合实例,分析大跨径预应力混凝土连续梁桥在悬臂施工过程中温度对主梁结构应力和挠度的影响。通过合理选择立模时机和在不同温度下适当调整立模标高,使主梁线形平顺。在梁体温度均匀时张拉预应力钢束,可减少结构的预应力损失。结构应力和应力增量的确定,为改进施工工艺参数提供了科学依据。     

高速公路特大桥预应力连续梁桥悬臂施工控制研究

以某一大跨径预应力连续梁桥为对象,通过MIDAS/Civil建立桥梁悬臂施工阶段以及成桥阶段的结构模型,分析桥梁不同工况和不同施工荷载下的位移云图和应力云图,获得桥梁变形特征和应力特征。研究结果表明:悬臂施工段,悬臂端自重横载作用和张拉预应力作用下产生最大累计位移由悬臂根部逐渐增大;由于最大位移相反,因此预应力累计位移能够较好的抵消恒载位移影响;悬臂阶段,主梁最大应力出现在墩梁固结处,主梁应力由墩体位置向合拢段逐渐减小,在合拢处取得最小值;成桥阶段主梁合拢段产生最大应力,由合拢区向墩梁固结处应力逐渐减小,在墩梁处取得最小应力,位移量由合拢处向左右两侧块逐渐增大;中跨合拢60 d后桥面铺装时,最大位移量出现在中跨合拢段;桥梁投运3 a后主梁整体位移表现出不确定性,各块均表现出不同程度的增大或减小。     

连续刚构桥施工控制参数敏感性分析

大跨径连续刚构桥的结构线形和应力受到多种控制参数的影响,这些参数的改变会影响桥梁合龙精度以及成桥后的结构内力.为研究大跨径连续刚构桥施工控制参数的敏感性,以四川宜宾观音岩大桥为背景,采用Midas/Civil 2019建立桥梁空间有限元模型,基于均匀试验,探讨混凝土重度、挂篮荷载、初始张拉预应力、弹性模量4个典型控制参数对桥梁最大悬臂阶段和成桥阶段位移和内力的影响.结果表明:无论是位移还是弯矩,桥梁最大悬臂阶段的最敏感参数均是挂篮荷载;成桥阶段的最敏感参数均是初始张拉预应力.分析成果可为大跨径连续刚构桥精细化施工控制提供参考依据.     

基于SVM的刚构桥施工期标高控制可靠度研究

为求解PC刚构桥不同施工阶段的标高控制时变可靠度,以云南省怒江州兑房河特大桥为背景进行研究。选取混凝土容重和弹性模量、预应力钢绞线张拉控制应力和弹性模量4种随机因素,利用拉丁超立方抽样法产生随机样本;代入桥梁有限元模型,计算各组样本对应的目标变量;采用遗传算法寻找最优参数,建立该桥各施工阶段的标高控制SVM模型;结合蒙特卡洛法,求解施工期标高控制时变可靠度,并利用正交试验对可靠度灵敏度进行分析。结果表明:PC刚构桥施工期标高控制可靠度指标随悬臂自由端挠度偏差容许值的增大而增大;当结构分别处于短悬臂、中悬臂、最大悬臂阶段时,建议悬臂自由端挠度偏差最大容许值分别取4,10,20mm;影响因素对PC刚构桥施工期标高控制可靠度的影响由大至小依次为混凝土容重、预应力钢绞线张拉控制应力、混凝土弹性模量、预应力钢绞线弹性模量。     

混合梁斜拉桥不对称双悬臂施工技术

迫龙沟特大桥主桥为主跨430m的混合梁双塔双索面斜拉桥,边跨采用预应力混凝土主梁、中跨采用钢-混结合梁。该桥主梁采用不对称双悬臂方案施工,即边跨预应力混凝土梁采用牵索挂篮悬臂浇筑施工,中跨钢-混结合梁采用架梁吊机悬臂拼装施工。在该桥主梁施工中,采用不同步双悬臂施工,中跨钢梁安装超前边跨1个节段,以取消中跨约3 000t的均布压重;在边跨距离桥塔中心27.5m处设置施工辅助墩,以提高中跨结合梁的大悬臂状态稳定性;在中跨钢-混结合段处设置反拉压重装置,以提高塔梁锚固性能;设置塔梁临时固结和纵向限位装置,以抵抗墩顶处梁体的不平衡力矩;将边跨侧靠近桥台的3个节段合并成1个边跨现浇段,以减少双悬臂施工的节段数。该桥已于2016年完工,成桥线形及结构受力均满足设计和规范要求。     

连续箱梁悬臂浇筑线形控制参数误差分析

针对大跨度预应力混凝土连续箱梁悬臂施工节段挠度计算值和实测值存在偏差的问题,基于灵敏度原理,运用Midas/Civil建立陆中湾江桥有限元模型,分别对混凝土容重、混凝土弹性模量、几何尺寸、预应力荷载、预应力束弹性模量等设计参数进行敏感性分析,得出影响主梁位移的主要设计参数,并对其进行了相应调整,实现挠度理论值和实测值相吻合,保证桥梁顺利合龙和成桥线形达到设计状态。     

武广客运专线罗水大桥施工控制

罗水大桥位于武广铁路客运专线上,跨越罗水河的主桥为跨径(48+80+48)m的三跨预应力混凝土连续梁桥,桥上铺设无碴轨道,设计速度350 km/h,主梁采用分段悬臂法施工。由于无碴轨道扣件调节量有限,相比于普通连续梁桥,高速铁路无碴轨道大跨度连续梁桥对成桥线形控制更为严格。为了使该桥的成桥线形达到设计要求,利用桥梁博士有限元软件模拟施工过程,根据桥梁变形和受力情况预测施工预拱度,监测施工过程和成桥状态下的桥梁线形和受力状态。控制结果表明,施工过程中和成桥状态下,桥梁线形顺畅,合龙口主梁高程误差小于10 mm,主梁受力状况良好,达到监控目标。     

客运专线大跨度PC连续箱梁桥收缩徐变研究

预应力混凝土连续箱梁桥的结构形式因其具有结构变形小、整体受力性能好等优点而被广泛应用,但是在桥梁运营阶段,梁体会因桥梁设计及施工过程中考虑收缩徐变不足而产生裂缝和不同程度的下挠现象。为了考虑混凝土收缩徐变对结构性能的影响规律,该文以青弋江客运专线预应力混凝土单箱三室连续梁桥为背景,通过有限元分析软件Midas/Civil对收缩徐变引起的主梁挠度、内力、钢束预应力损失进行对比分析。结果表明:混凝土收缩徐变引起主梁挠度增大,对中跨跨中附近影响尤其显著,考虑收缩徐变影响后主梁挠度变化曲线与实测值吻合度较好;混凝土收缩徐变导致主梁内力重分布,在成桥后前3年影响速率较大,以后逐渐趋于稳定;混凝土收缩徐变引起的钢束预应力损失,在跨中附近影响程度较大,在桥墩处影响程度较小;收缩徐变效应在成桥3年时已完成绝大部分。     

长边跨高墩大跨连续刚构桥施工方案比较

多跨连续刚构桥属高次超静定结构,施工至成桥需经历复杂的体系转换过程,施工过程显著影响成桥后的线形与受力状态。某山区连续刚构桥长边跨现浇段施工时,由于墩高及地形限制无法采用落地支架和长悬臂托架施工,为减小边跨现浇段长度,提出增设不对称悬浇段的非对称施工方法。以该桥为背景建立有限元仿真模型,分析3种不同施工方案对施工过程及成桥后结构应力与变形的影响,探讨高墩大跨度连续刚构桥的合理施工方案。研究表明:3个施工方案施工和运营阶段应力与变形均满足规范要求;边跨增设非对称悬浇段时,对成桥应力影响较小,主梁下缘压应力储备增加,上缘压应力储备略有减小;增设非对称悬浇段会导致边跨跨中长期挠度增大,但通过合理设置预拱度,不影响成桥线形实现;先边跨、再中跨的合龙顺序有利于减小边跨跨中长期下挠;非对称施工时最大悬臂状态第一类稳定系数较原设计略小,但安全储备仍较高。     

PC连续梁桥悬臂浇筑施工线形误差敏感性分析

悬臂浇注施工法广泛应用于预应力混凝土(PC)连续梁桥施工中,但施工过程中的各类施工误差均会对桥梁的线形、应力等造成较大影响。该文在某连续梁桥悬臂浇筑施工中线形实际监控结果的基础上,采用BP神经网络模型建立桥梁施工状态函数,并采用基于蒙特卡罗算法对导致施工控制误差因素的敏感性进行分析,从而得到施工控制中各因素影响的显著程度以及各因素之间耦合作用的显著程度。     

钢筋混凝土Π形梁桥体外预应力加固技术研究

依托盘古大桥体外预应力加固项目,在主梁病害成因分析的基础上,制定了体外预应力加固钢筋混凝土Π梁的设计方案,并对方案进行了详细验算。对体外预应力施加过程中进行了施工监控,并进行了加固后桥梁的成桥试验。研究结果表明:在预应力张拉阶段,主梁的挠度与混凝土应力在安全可控范围内,验证了加固方案的施工可行性;成桥试验结果表明:加固后桥梁的刚度及应力状况得到明显改善,挠度与应力校验系数均在常见值范围内,加固方案达到了预期效果。     

预应力筋非线性松弛对连续刚构桥的影响

基于前期研究建立的非均匀预应力筋松弛损失简化计算模型,以某跨越大渡河桥梁为研究对象,对预应力混凝土连续刚构桥进行主梁施工全过程应力和挠度变化数值模拟,分析由于施工控制不当引起的非均匀预应力筋非线性松弛对成桥线形和控制截面预应力度的影响。另外,通过改变预应力筋锚下有效预应力离散程度的大小来模拟预应力施工质量控制的变异,结果表明:预应力筋锚下有效预应力离散程度增大对预应力混凝土连续刚构桥主梁的预应力度和成桥线形均有直接负面影响。因此,在桥梁工程中应对其予以足够重视并针对性地采取预应力精细化施工控制措施。