基于塑性分析的钢筋混凝土箱梁悬臂板横向受力有效分布宽度

目前国内外相关设计规范中关于行车道板横向受力有效分布宽度的取值是基于弹性理论分析结果确定的,不能体现塑性阶段行车道板横向受力特点。通过对2个钢筋混凝土箱梁模型上的4块悬臂板进行荷载试验,得出悬臂板极限荷载和塑性铰线分布形式,并运用塑性分析方法,推导钢筋混凝土箱梁悬臂板在局部荷载作用下塑性有效分布宽度的计算公式。试验结果和理论分析比较表明:悬臂板的塑性有效分布宽度与荷载作用位置及单位板宽正、负极限弯矩值相关;满足构造配筋要求的箱梁悬臂板进行极限状态设计时,建议采用简化的三折线破坏模式进行塑性横向有效分布宽度计算,取正铰线扩散角为45°,负铰线扩散角为60°;荷载作用于悬臂板边缘时基于塑性的横向有效分布宽度是基于弹性分析的1.58倍。     

预应力活性粉末混凝土箱梁抗弯性能试验

为研究预应力活性粉末混凝土(RPC)箱梁的正截面受力性能,进行了2片预应力RPC箱梁的抗弯性能试验,研究了RPC箱梁的受力变形特征以及顶板横向预应力对其抗弯性能的影响。结果表明:预应力RPC箱梁具有良好的变形能力,其极限变形可超过跨径的1/50;RPC箱梁正常使用阶段的裂缝宽度和短期刚度可参照《纤维混凝土结构技术规程》（CECS 38:2004）的相应公式计算,其中的钢纤维影响系数可分别取为0.4和0.2;RPC箱梁顶板内的横向预应力对截面抗弯承载力的影响较小,但会使受压区混凝土的应变分布更加均匀,从而减弱箱梁顶板受压的剪力滞效应并增加构件的延性;试验中对顶板内施加2.95 MPa的横向预压应力（仅为RPC棱柱体抗压强度94 MPa的3.1%）后,可使箱梁受压翼缘的有效分布宽度增加约10%,构件延性指标增加约3%。试验结果验证了提出的预应力RPC箱梁正截面抗裂和抗弯承载力的计算公式。     

大跨变截面波形钢腹板箱梁横向受力分析

为研究大跨变截面波形钢腹板预应力混凝土（PC）组合箱梁顶板在车轮局部荷载作用下的横向受力问题,结合2座桥例,分别建立全桥实体有限元模型;选择纵向3个典型截面,建立与之匹配和考虑有效分布宽度的平面框架模型;依据实体模型中顶板控制截面的横向应力影响线进行空间实体模型和平面框架模型的横向最不利加载,获得控制截面的最大横向拉应力及其沿纵向的变化规律,并对比了2种模型的计算结果。结果表明:对于顶板悬臂根部截面和腹板内侧截面,框架法与实体有限元法计算结果吻合良好;对于顶板跨中截面,腹板间距较大时,框架法的计算值偏于保守,设计中需对框架法的计算值进行适当折减;随着加载位置由跨中向支点移动,顶板跨中截面的横向应力峰值逐渐减小,悬臂根部截面和腹板内侧截面的横向应力峰值有增大趋势;有无横隔板对桥面板的横向受力影响很小,顶板跨中截面的横向应力值随波形钢腹板线刚度的增加线性减小。     

预应力混凝土箱梁横向应力分布分析

对预应力箱梁的横向分布有效宽度进行了介绍,使用有限元软件ANSYS建立实体模型对某矮塔斜拉桥的中跨箱梁进行了分析,得出了箱梁的实际应力分布,并与杆系模型结果进行了对比,得出箱梁的有效分布宽度。     

宽箱多室组合折腹简支梁桥剪力滞效应分析

为揭示宽箱三室组合折腹简支箱梁桥剪力滞效应,通过空间实体有限元模拟计算,探讨了不同边界和荷载条件下剪力滞系数沿桥面板纵横向的分布规律及主要影响因素,提出宽箱三室组合折腹简支箱梁有效宽度实用计算方法。研究结果表明:简支梁集中荷载下剪力滞效应主要分布在加载点位置;顶板内外侧腹板处剪力滞相差不大,但底板外腹板处剪力滞明显大于内腹板,且底板剪力滞系数大于顶板;宽跨比为影响剪力滞效应的主要因素,顶板悬翼比、内外箱室间距、横隔板数量均在一定范围内影响剪力滞系数;并拟合得到有效宽度系数实用计算方法,为组合折腹简支箱梁桥设计提供参考。     

用普通钢筋混凝土叠合板作受压翼的钢-混凝土组合梁

本文通过6根试验梁受弯性能、钢筋混凝土板纵向抗剪性能和破坏形态的分析,找出了影响该类组合梁受力性能和承载力的主要因素,建立了按塑性方法计算该类组合梁极限抗弯承载力和钢筋混凝土板纵向抗剪承载力的公式,其与试验结果符合良好。最后提出了发挥该类组合梁理论极限抗弯承载力的最小横向配筋率。     

某连续刚构箱梁开裂原因与加固设计研究

某三跨连续刚构箱梁顶板出现纵向裂缝,肋式横隔梁出现竖向裂缝。采用平面框架模型和空间板壳模型研究了裂缝成因及加固措施。研究结果表明：车轮荷载产生的横向拉应力是箱梁开裂的主要原因。通过合理设置横向预应力能改善顶板受力状况,可避免底板开裂,为进一步改善横向受力,宜在顶板下缘横向条状粘贴两层碳纤维布。     

碳纤维布加固弯剪扭复合受力的钢筋混凝土箱梁抗扭性能的理论分析

对碳纤维布(CFS)加固的弯剪扭复合受力的钢筋混凝土箱梁的抗扭性能进行理论分析。文中针对4根CFS加固弯剪扭复合受力的钢筋混凝土箱梁的抗扭性能的模型试验,基于修正的斜压场理论,集中考虑剪扭应力相加面的应力分布,并将混凝土软化系数提高25%,建立CFS加固弯剪扭复合受力的钢筋混凝土箱梁的抗扭承载力的计算方法。通过对4根箱梁试件的极限抗扭承载力的理论计算,并将计算结果与模型试验结果进行对比和分析,发现两者符合较好,其比值的平均值为0.9215,标准差为0.0320,变异系数为0.0347;对箱梁试件的试验破坏截面与理论破坏截面位置不一致的现象给出很好的解释;并与其他计算方法所得的计算结果取得一致。最后得出结论:修正的斜压场理论模型概念明确、安全可靠,可以作为CFS加固弯剪扭复合受力的钢筋混凝土箱梁的极限抗扭承载力的设计计算方法。     

混凝土梁底面与侧面裂缝宽度相关性研究

通过对14根钢筋混凝土梁的反向加载试验,量测了开裂后各级荷载下梁受拉顶面和侧面的裂缝宽度,统计分析正裂缝出现及扩展的规律,对比验证裂缝平均间距、宽度的计算值与试验值的吻合程度,进而对梁侧面与顶面裂缝宽度间的相关性进行数理统计分析。结果表明:梁横向受力裂缝主要在正常使用极限状态内出现,纯弯段内裂缝出齐时的荷载大小约为极限承载力的1/3;正常使用极限状态内纯弯段梁顶与梁侧裂缝宽度存在线性关系,回归系数平均值为1.35。基于试验数据进一步理论分析,建立了正常使用极限状态内梁受拉区正面横向受力裂缝最大宽度的计算式。     

多室连续箱梁的空间有限元分析

结合混凝土连续梁桥设计理论和有限元理论,运用空间有限元分析程序ANSYS和平面杆系分析程序对多室连续箱梁顶、底板的受力行为进行分析,考虑了应力纵、横向分布宽度的相互关系,为多室连续箱梁的设计提供参考和验证。     

海口海新桥病害成因分析及处治对策

海口市海新桥主桥为预应力混凝土连续箱梁桥,单幅为单箱单室截面,为横向不对称宽箱梁。运营多年后,经检测发现,主梁部分节段腹板内表面出现斜裂缝,顶板底面在合拢段位置出现较多纵向裂缝,须采取相应措施进行加固处理。针对具体病害,采用有限元程序Midas分别建立纵向受力计算模型与横向桥面板框架模型,对结构进行纵横向受力分析,探讨病害产生的主要原因,并给出了相应的维修措施。通过对外侧腹板内表面斜向粘贴钢板与顶板底面粘贴碳纤维布,对结构受力进行补强,提高桥梁结构的安全性与耐久性。     

CFRP钢筋混凝土箱梁性能研究

CFRP是一种新型高性能材料,已作为加固钢筋混凝土构件的重要材料,拥有较好的物理、力学性能,且施工工艺成熟和加固混凝土构件时占用空间较少等优点。本研究对CFRP加固钢筋混凝土箱梁在复合受力下展开弯扭承载力试验,试验结果得出:箱梁试件表面开裂之前,对加固箱梁试件与未加固箱梁试件进行对比分析,箍筋剪应变差异很小,但是表面开裂之后,加固材料的效果得到充分体现;对箱梁进行U型加固方式是抗扭承载力提高的主要因素,在改善箱梁试件的极限扭矩方面,横向U型CFRP加固效果比纵向CFR P加固效果更为显著。     

梯形截面箱梁横向弯矩研究

考虑偏心荷载作用下畸变对箱梁横向弯矩的影响,对梯形截面箱梁横向弯矩的计算进行了研究。畸变翘曲系数表征了顶板、底板面内力矩分布的情况,其大小和箱梁截面尺寸相关。通过对箱梁畸变翘曲系数的推导,分析荷载的分布模式对箱梁横向弯矩值的影响,以及箱梁横向弯矩沿桥梁纵向的分布情况。研究表明:箱梁横向弯矩计算要考虑畸变的影响,所给出的箱梁畸变翘曲系数计算式能够提高横向弯矩计算的精度;横向弯矩采用有限元计算时,宜采用均布荷载,横向弯矩沿桥梁纵向的分布,其值在梁端和跨中差异较大。     

重复荷载下高速铁路32 m箱梁模型受力全过程试验

采用三分点重复加载,对高速铁路中广泛应用的32 m预应力混凝土简支箱梁进行了多级重复荷载下的模型试验,其测试内容主要包括箱梁的裂缝分布及裂缝宽度、荷载-跨中挠度曲线、混凝土应变和钢筋应变的分布等.结果表明:简支箱梁首先在跨中底板出现裂缝,然后缓慢向腹板扩展;在纯弯段,裂缝间距分布比较均匀;在施加荷载超过开裂荷载不多的情况下卸载,裂缝在预应力筋的作用下能够闭合;加载结束时箱梁已经达到承载力极限状态(破坏)的标志是弯曲挠度达到跨度的1/30,受拉主筋处最大裂缝宽度达到1.8 mm;重复加载下的荷载-跨中挠度曲线的包络线有3个拐点,分别对应于混凝土开裂、钢筋屈服、预应力筋屈服;跨中截面钢筋应变和混凝土应变沿腹板基本符合平截面假定,跨中顶板和底板截面钢筋应变和混凝土应变沿截面横向分布呈现箱梁剪力滞的分布规律.     

沥青高温摊铺对钢筋混凝土箱梁的影响

通过某钢筋混凝土连续箱梁桥摊铺过程的实测,总结了钢筋混凝土箱梁桥沥青摊铺温度场的分布规律,指出了高温摊铺温度场致使混凝土箱梁最不利的受力部位及可能带来的裂缝,最后,提出了考虑沥青摊铺不利温度影响的设计施工对策。     

装配式简支钢-混组合小箱梁桥荷载向分布系数的研究

针对装配式简支钢-混组合小箱梁桥横向分布系数的影响参数及计算方法进行了研究。以某桥梁为例,采用不同计算方法计算其在最不利汽车荷载下的横向受力分布,并以MIDAS板单元模型模拟结果为基准,对其他计算方法所得结果进行校核,对偏心压力法以及修正偏心压力法进行了适用性评价,并且提出了对梁格法参数取值的若干建议。除此之外,基于MIDAS有限元模型研究了预制桥面板厚度、横向连系梁间距等参数对组合箱梁桥横向受力的影响,结果表明,当横向连系梁间距在(1/2~1/15)L范围内变化,预制桥面板厚度在150~300 mm范围内变化时,对组合箱梁桥横向受力分布影响不大。     

部分斜拉桥主梁剪力滞效应研究

研究了PC部分斜拉桥在拉索索力作用下箱梁截面受力特性,并分析了箱梁顶板宽度以及腹板刚度变化对PC部分斜拉桥主梁截面剪力滞效应的影响,总结出相应规律以供相关人员参考。     

灌浆及碳纤维补强技术在桥梁裂缝中的应用

结合具体工程实例,对钢筋混凝土连续箱梁工作中经常出现的受力裂缝的产生,提出了合理有效的处理方法。重点对裂缝灌缝封闭处理和碳纤维布粘贴的技术方法进行了详细的介绍,指出该技术能有效克服桥梁病害,延长桥梁的使用寿命,值得推广。     

某连续刚构桥局部预应力钢束失效分析及修复

以变截面连续刚构桥箱梁顶板空鼓和局部预应力钢束下沉病害修复为背景,按钢束完全失效的极限状态,通过有限元分析了该桥局部应力和整体受力状态,以及该病害对桥梁的影响程度,并提出了病害修复方案。研究结论表明:箱梁顶板局部钢束失效后,截面上缘正应力略微增大,截面下缘正应力变化较大,但仍满足规范要求;承载能力极限状态下全桥的正截面抗弯强度满足要求;正常使用极限状态下应力、挠度和裂缝验算等均符合规范要求。根据分析结果,对混凝土空鼓和预应力钢束下沉病害提出了相应的修复方法。     

混凝土连续箱梁长期受力性能试验研究

目前混凝土连续箱梁普遍存在开裂等病害现象,研究表明混凝土连续箱梁设计理论的不完善是引起结构开裂的重要原因之一.对钢筋混凝土连续箱梁模型均布荷载作用下的长期受力性能进行1006 d的试验观测表明:受拉钢筋的应变增长相对较小,受压钢筋和受压混凝土的应变增长相对较大,且跨中截面的压应变增长较中间支座截面显著,中间支座截面受压翼缘有效分布宽度系数较跨中截面增加更显著.对试验模型持荷1006 d的内力重分布规律进行试验观测,与理论预测结果吻合较好.对现行设计规范进行参数修正后能较好地预测连续箱梁各控制截面的裂缝宽度,跨中长期挠曲变形实测值较理论计算值偏大约11.4%.