折线配筋先张梁折点半径优化

为了深入研究折线配筋先张梁的力学性能,以Ansys有限元分析软件为工具,采用分离式模型,建立了基于三维实体预应力筋单元的折线配筋先张梁非线性有限元分析模型,分析了折点半径R对折点处应力状态的影响规律,对影响先张梁折点局部应力集中现象主要因素的预应力筋折点处圆曲线半径进行了优化;并综合考虑了工程实际中的构造要求等多方面因素后,选定R=600mm为预应力筋折点最优半径,为先张梁力学性能进一步的实验研究与理论分析打下了基础。     

曲塔柱拉索锚固区预应力布设

斜拉桥的斜拉索在塔柱内引起拉应力，曲线塔柱使此区域的应力分布更趋复杂。以飞云江三桥曲线塔柱为例，介绍拉索锚固区的预应力筋布置原则，建立3个有限元分析模型，讨论了实体单元模型中预应力筋不同模拟方式对计算结果的影响，指出对曲线塔柱的拉索锚固区可沿用直线塔柱的布置原则，并宜采用多索节段模型进行结构分析。     

折线配筋先张梁局部应力分析

作为一种同时具备先张法与后张法结构优点性能卓越的新型结构,折线配筋预应力混凝土先张梁的力学性能有其自身特点,特别是其部分关键部位应力分布状态更是直接影响着预应力钢筋的合理布置形式与整体力学性能。以Ansys有限元分析软件为工具,采用分离式模型,建立了基于三维实体预应力筋单元的折线配筋先张梁非线性有限元分析模型,分析了先张梁预应力筋折点部位局部应力分布特点,并得出预应力筋折点半径是影响折点处局部应力集中的主要因素的结论,且折点半径R的增大有利于折点处应力状态的改善。     

齐泰公路嫩江特大桥设计

文章主要阐述齐泰嫩江特大桥的概况、总体设计及设计要点;通过理论计算,分析了大跨度预应力混凝土连续梁桥顶板纵向开裂、腹板沿下束开裂、底版纵向裂缝产生的原因,提出在设计防止病害的措施。在设计中适当加强横向普通钢筋,并将横向束与纵向束同步张拉或先张拉横向束,加大横向预应力,以防止顶板纵向开裂,;适当加密底板横向筋,将后浇节段接缝处200cm范围内底板上、下缘所有横向筋间距采用8cm,其余采用12.5cm,以防止底版纵向裂缝;为防止腹板下弯束产生沿预应力钢束方向的裂缝,除采取可靠的施工工艺保证竖向预应力束的有效压应力外,尚需要对腹板的普通钢筋进行局部加强。     

石板坡长江大桥钢混结合段局部应力分析

结合石板坡长江大桥的设计及施工特点,运用大型有限元软件ANSYS建立了石板坡大桥钢混结合段结构分析的空间有限元模型,钢箱梁用shell63壳单元模拟,混凝土箱梁用solid95实体单元模拟,预应力钢绞线用link8单元模拟,并采用约束方程模拟预应力筋和混凝土间的粘结作用.根据运营过程中的最不利荷载工况,分析了钢混结合段在4种工况下的应力状态,检验了设计的安全性与合理性.结果表明,除钢箱梁锚垫板下预应力管道支承钢板以及与混凝土箱梁结合面折角处存在应力集中现象、部分拉应力超出混凝土的抗拉强度外,结构总体受力合理,内部应力满足设计要求;鉴于钢混结合段的构造与受力都很复杂,建议在此部分的混凝土箱梁采用钢纤维混凝土作为加强措施.     

体外预应力索滑移效应的有限元分析

体外预应力在桥梁工程中的应用逐步广泛起来.分析体外预应力混凝土梁桥的主要困难在于体外索与转向块之间的相对滑动.论文在修正Houde粘结滑移曲线的基础上,提出了采用非线性弹簧单元Combine39模拟体外索与混凝土之间的滑移,将普通钢筋均匀"涂抹"于混凝土中,使其与混凝土形成整体离散为实体单元,并将预应力筋离散为杆单元,用有限元法对体外预应力梁进行了体外索的滑移分析研究,得出了其在具体测点位置的滑移量.算例表明该方法计算结果与试验结果吻合较好.     

折线配筋先张梁中弯起器的模拟及其对局部应力的影响分析

为了深入研究折线配筋先张梁的力学性能,从功能与作用方面找到了各种弯起器的共性,从力学角度分析出弯起器在力学上所起的实质作用,为有限元分析中弯起器的简化模拟提供了一个较好的思路.之后以Ansys有限元分析软件为工具,采用分离式模型,建立了考虑弯起器作用的折线配筋先张梁非线性有限元分析模型,分析了考虑弯起器时先张梁折点部位局部应力分布状态,对比不考虑弯起器的应力分布状态后认为:弯起器除了起到对曲线预应力筋进行起弯、导向、定位、成形作用外,对先张梁预应力筋折点部位局部应力分布状态、局部最大应力都有一定的改善作用.     

施州大桥桥塔局部应力分析

该文应用Ansys及Midas程序建立实体有限元模型对施州大桥桥塔进行局部应力分析,得出其应力分布规律.并在"影响矩阵理论"的基础上,提出采用等效温度荷载模拟预应力荷载的"影响矩阵预应力法",为多向预应力荷载的模拟提供了一种有效方法.     

混凝土箱梁竖向预应力孔道对截面削弱的影响初步研究

预应力混凝土连续（刚构）箱梁桥设置竖向预应力筋是为了减少和控制腹板主拉应力、防止开裂,然而在设置了竖向预应力后,箱梁腹板开裂现象仍然普遍存在。竖向预应力难以达到设计要求是导致腹板开裂主要原因之一,该文主要在不考虑应力集中的前提下,研究竖向预应力孔道灌浆问题对竖向预应力效果的影响。对常张高速沅水大桥进行变截面箱梁腹板应力分析,得到竖向预应力孔道削弱对腹板应力水平的影响,并采用等效主拉应力增量法对腹板竖向预应力进行折减分析。该文研究表明：箱梁腹板竖向预应力孔道灌浆不理想,将会引起截面抗剪刚度、抗弯刚度及抗压刚度的削弱,从而导致主拉应力σzl增大及竖向预应力作用的折减,势必将对结构安全造成不利影响。     

箱梁横向预应力的计算

箱梁在偏心荷载作用下产生刚性转动和截面歪扭，箱梁在局部横向弯曲时产生横向弯曲应力通过箱梁应力分析，采用ＳＡＰ程序和桥梁综合计算程序可对横向弯曲应力和横向预应力束的配置进行计算。     

预应力混凝土连续箱梁桥的顶板力学性能研究

预应力混凝土连续箱梁桥的顶板结构受力复杂,导致病害突出。该文以某连续箱梁桥为背景,采用有限元法和解析法分别分析了预应力混凝土箱梁顶板的横向应力及主应力分布,讨论了顶板纵向裂缝产生原因及其影响因素,发现:①施工时合理设置箱梁桥面板横向预应力钢束张拉锚固程序可以改善箱梁顶板受力性能;②采用平面梁单元模拟顶板受力可以在简化计算的基础上取得和空间分析比较吻合的结果;③合理确定腹板尺寸和底板厚度,能够调整顶板横向应力的分布。     

预应力混凝土梁双非线性分析的混合壳单元模型

为模拟预应力混凝土梁非线性分析时预应力钢筋的力学行为,基于随转坐标法和场一致性原则,导出能考虑几何及材料双非线性的预应力钢筋空间杆单元。该单元具有几何与材料两种非线性不耦合的特点。采用已有的实体退化壳单元模拟混凝土,根据预应力钢筋空间杆单元与混凝土实体退化壳单元在单元内的位移协调条件和虚功原理将两者组合成一个混合壳单元,并导出预应力钢筋空间杆元对混合壳单元切线刚度矩阵的贡献。由于预应力钢筋对结构的作用反映在混合单元模型内部,该单元模型并未增大计算规模。对一预应力混凝土T梁进行了破坏过程模拟,将计算结果与试验结果及其他文献计算结果进行了比较,表明建立的混合壳单元模型是正确的。     

预应力混凝土曲线箱梁桥空间受力特性分析

文章针对目前弯桥设计中广泛采用的杆系理论没法准确分析结构的实际受力特性的问题,提出了用于弯桥结构分析的实体退化系列单元及预应力空间效应的两阶段分析法,并用一数值算例对其进行了验证。以一实际P.C.弯桥为背景,对其成桥状态下结构的空间受力特性进行了研究,对预应力效应进行了评估,对正应力沿横向分布情况进行了分析,并将其与杆系理论分析结果进行了比较。研究发现:P.C.曲线箱梁桥的空间受力特性明显,在设计计算时其内力不均匀系数宜取1.15～1.20;应用该方法进行P.C.弯桥的空间受力分析是可行的、可靠的,实现了对预应力空间效应的准确分析,为完善P.C.弯桥设计提供了依据。     

碳纤维(CFRP)体外预应力混凝土梁的试验研究

;进行了4根编号分别为B1、B2、B3和B4的体外预应力混凝土简支梁受力全过程的试验研究.其中B1、B3和B4梁的体外预应力筋为碳纤维筋,B2梁的体外预应力筋为带塑料套管的无粘结钢绞线.全部试验梁采用三分点加载方式.试验表明,体外预应力混凝土梁的跨中荷载一挠度曲线呈现为三折线的形状,分别以受拉区混凝土开裂、梁内非预应力受拉钢筋屈服及混凝土压碎为特征点.试验还表明,无论是钢绞线体外筋还是CFRP体外筋,从开始加载到构件破坏的过程中,体外预应力筋应力增量与跨中挠度基本呈直线关系.这些现象均与相应的体内无粘结预应力混凝土梁的现象一致.试验结果为建立统一的既适用于体外预应力钢筋又适用于体外预应力CFRP筋的极限应力计算方法提供了基础.     

极限状态下体外预应力筋增量分析

文中分析了在极限状态下,依据体外筋应力增量和梁体的整体变形之间的几何关系,同时考虑体外预应力筋在转向块处可能产生滑移,根据发生滑动的体外预应力索段的无应力索长不变,对索力进行二次分配,推导出以构件的挠度和转角为参数的体外筋极限应力增量的计算公式,并将公式与国内学者做的实验进行对比分析。结果表明,计算结果与试验结果较为吻合,为设计体外预应力结构在计算梁体破坏时预应力筋应力提供了计算方法。     

预应力曲线箱梁桥腹板侧向崩裂研究

对预应力混凝土曲线箱梁纵向预应力张拉导致腹板侧向崩裂的现象进行了研究。分析了其产生的力学机理和裂缝形成的原因，探讨了依据规范得出的局部验算方法。针对实际工程．采用有限元方法进行了空间仿真分析。得出了混凝土由于径向拉应力作用而产生崩裂的部位，并依据前述验算方法进行了局部验算。讨论了预应力混凝土曲线箱梁设计与施工的防崩对策。     

基于杆梁混合单元的系杆拱桥稳定性分析

进行预应力系杆拱桥稳定性分析时,系杆内的预应力不易于在梁单元中进行精确模拟.为找到一种易于为工程设计人员掌握的计算方法,采用梁单元模拟混凝土,采用杆单元模拟钢筋,通过建立杆梁单元约束方程模拟混凝土与钢筋的共同受力.为验证该方法的正确性,同时采用Solid65和Link10单元建立系杆梁实体模型作为校核.分析结果表明,基于混合单元建模得到的系杆梁变形与用实体单元建模得到的系杆梁变形基本一致,可以用于系杆内的预应力模拟.将此杆梁混合单元应用于和孚人行天桥的稳定分析,得到的稳定系数同变形情况与其他软件计算结果基本一致.     

预应力混凝土箱形连续梁桥裂缝成因分析及对加固方案的评价

预应力混凝土箱梁桥中出现剪力引起的斜裂缝的现象非常普遍。从设计方面寻找斜裂缝出现的原因,对现有的预应力加固方法的有效性进行探讨。从工程实例出发,利用虚拟层合有限单元法对桥梁加固前、后的空间计算做了分析,得出桥梁加固前、后两阶段的受力情况。经分析发现:竖向预应力的不足以及预应力筋的布置不妥所造成的过大局部应力是导致产生斜裂缝的主要原因。同时发现:现有的预应力加固方案中加固设计没有有效弥补原有方案的缺陷。经计算斜裂缝处的应力在加固后仍为拉应力,在设计荷载下裂缝将继续开展,试验结果也证明了这一点。     

基于FEA全桥模型的预制小箱梁隐盖梁受力分析研究

本文结合工程实际,提出采用数值分析的方法研究了隐盖梁受力特点,在同类工程中具有借鉴意义。通过Midas Civil梁单元模型和Midas FEA全桥实体单元模型进行对比分析,可得到以下结论：（1）采用FEA整体建模能有效模拟隐盖梁受力情况。（2）小箱梁与隐盖梁交界处存在应力集中,导致主拉应力较大,设计时应保证小箱梁纵向钢筋的完整并减少隐盖梁预应力开槽对结构的削弱。（3）由于边墩隐盖梁嵌固效应,导致边跨跨中正弯矩减小,设计中可适当减小边跨小箱梁预应力筋。     

基于连续体退化组合壳单元的连续箱梁非线性分析

提出了一种用于预应力混凝土箱梁非线性分析的单元模型,此模型可以方便的模拟结构中存在的普通钢筋、预应力直线钢筋和预应力曲线钢筋。将分层壳单元和大变形杆单元相组合,编制了钢筋混凝土三维非线性分析有限元程序。非线性分析方面考虑了材料和几何非线性,采用TL列式描述几何非线性行为,材料非线性分析包括弹塑性变形、混凝土的开裂和压碎等等。本文提出的单元模型较好的解决了预应力混凝土箱梁分析时曲线配筋模拟的问题。最后给出了2个算例,计算结果与相关软件和试验数据吻合良好。