连续梁、连续刚构桥施工中腹板产生裂缝的机理及对策

随着连续梁和连续刚构桥的广泛应用,一些桥梁在施工过程中腹板出现裂缝.本文以弹性力学为依据,运用Ansys建立连续梁、连续剐构桥三维实体模型,计算混凝土腹板三向受力情况下的主拉应力,并对比腹板内最大主拉应力与混凝土抗拉强度的关系,由此说明腹板产生裂缝的原因.结合实际桥梁,计算悬臂现浇法施工时四种工况下混凝土腹板应力,得出最大主拉应力为:0.67 MPa、0.32 MPa、2.76 MPa和0.98 MPa.由此说明竖向预应力能有效控制腹板混凝土的主拉应力,即为了预防混凝土腹板内部主拉应力超过混凝土抗拉强度,应在施工时先张拉竖向预应力,再张拉纵向预应力钢筋.     

波纹钢腹板组合箱梁拟平截面假定的试验验证及破坏分析（2013研究生论坛）

为研究波纹钢腹板组合箱梁的抗弯性能,以深圳南山大桥为原型,根据相似理论制作了缩比尺寸为1:20的试验梁,研究了波纹钢腹板组合箱梁的开裂形式、裂缝开展、位移和应变受力响应情况。结果表明,波纹钢腹板组合箱梁首先在底板边缘及混凝土底板与波纹钢腹板连接处出现弯曲裂缝,破坏时最大裂缝宽度达5mm。在循环荷载作用下,组合箱梁的位移响应曲线符合三折线模型。底板开裂前后组合箱梁顶板应变响应曲线呈直线发展且加卸载段基本重合,混凝土底板应变响应曲线斜率在开裂前有细微变化,开裂后再次呈直线发展,加卸载段曲线并不重合,波纹钢腹板组合箱梁在承受弯曲荷载作用时基本吻合拟平截面假定。     

预应力砼箱梁桥腹板斜裂缝影响因素分析

为预防大跨度预应力混凝土箱梁桥腹板斜裂缝的出现，从影响腹板主应力的3含方面：纵向预应力钢筋布置方式、竖向预应力筋的构造形式和腹板厚度的变化方式，进行了研究和探讨．     

内置钢箱—混凝土简支组合梁受力性能试验

针对内置钢箱-混凝土组合梁单位长度钢箱与混凝土的接触面积相对较小,且钢箱对其腹板两侧的混凝土无法形成如内置H型钢对其腹板有效约束这一特点,完成了5根内置钢箱-混凝土简支组合梁试验,获得了这类梁正截面承载力、裂缝分布与开展、变形发展及破坏特征等方面的试验数据.试验结果表明:这类梁正截面承载力可采用基于平截面假定计算的正截面受弯承载力计算公式中引入折减系数来考虑.给出了符合内置钢箱-混凝土组合梁自身特点的裂缝宽度及刚度计算公式.     

波形钢腹板组合梁抗震性能试验

为探讨波形钢腹板内衬混凝土和焊接加劲肋的两种构造波形钢腹板组合梁抗震性能,通过剪跨比为1.67的波形钢腹板组合梁缩尺模型拟静力加载试验,比较分析了破坏特点、滞回曲线、承载力、延性、强度与刚度退化、耗能能力、变形恢复能力等基本力学特性.研究结果表明:钢腹板内衬混凝土和焊接加劲肋的波形钢腹板组合梁分别为弯剪和剪切破坏,腹板分别发生局部屈曲和整体屈曲,混凝土板根部均产生剪切斜裂缝;内衬混凝土相比焊接加劲肋的波形钢腹板组合梁的承载力、延性和耗能能力较高;两种构造均可提高腹板稳定性,滞回曲线形状相对饱满,强度退化系数均大于0.9,粘滞阻尼系数大于0.2,残余变形率小于0.61,表明两种构造的波形钢腹板组合梁强度退化不明显,耗能能力和变形恢复能力较强.     

PC连续箱梁桥裂缝控制研究

结合两座实桥的裂缝观测和有限元分析的结果，研究了大跨径变截面预应力混凝土连续箱梁桥的抗裂性能，首先，对引起箱梁开裂的主要因素如纵向预应力束布置方式，竖向预应力大小，温度梯度模式等进行了敏感性分析，从预应力筋布置、温度梯度模式的选取、混凝土拉压应力的限值、非预应力筋的设置等几方面提出了抗裂设计改进建议，并指出目前用于箱梁计算的平面杆系理论和空间梁格理论的局限和不足，其次，在分析常见结构性裂缝及其成因的基础上，建议在腹板中加强配制斜筋和箍筋的措施来防治腹板斜裂缝，最后，认为纵向预应力束布置方式和竖向预应力大小对箱梁腹板斜裂缝的控制和开展起着主要的作用，现行计划支座附近温度应力偏于不安全，腹板箍筋应考虑竖向应力影响。     

钢筋钢纤维混凝土T形截面梁受剪裂缝控制试验研究

为了研究钢筋钢纤维混凝土T形截面梁的受剪裂缝控制问题,设计了高度为700 mm的钢筋钢纤维混凝土T形截面试验梁,考虑钢纤维体积率变化(0.8%～1.6%)的影响,开展了对称集中荷载作用下的试验研究。主要介绍了试验梁的斜裂缝开展形态和斜裂缝宽度的计算公式,同时检测了试验梁剪压区的混凝土应变、箍筋应变、跨中挠度、斜截面开裂荷载等成果,分析了钢纤维体积率对斜截面开裂荷载和斜裂缝宽度的影响规律,提出了斜截面开裂荷载和裂缝宽度计算公式。研究发现,钢纤维有效提高了低配箍率试验梁的抗裂性能,改善了裂缝分布,T形截面梁的翼缘对腹板斜裂缝宽度的影响不大,与矩形梁的裂缝宽度计算公式基本一致。     

负弯矩区钢-混凝土组合梁腹板开洞处钢筋受力性能研究

为了解负弯矩区腹板开洞钢-混凝土组合梁的内部受力钢筋的力学性能,对多个腹板开洞组合梁试件进行了试验研究和有限元分析,研究重点是洞口区域混凝土板内的钢筋受力特点和规律.试验及分析结果表明：负弯矩作用下,腹板开洞组合梁的破坏发生在洞口区,而不是弯矩最大处,洞口区混凝土板裂缝开展迅速并最终断裂,洞口处发生了明显的空腹破坏,洞口四角出现了次弯矩;在次弯矩作用下,洞口区混凝土板内的受力钢筋一部分受压,一部分受拉,钢筋的抗拉作用并没有充分发挥,其中洞口左端的上层钢筋受拉最为明显,抗拉作用较好;在合适的位置添加附加钢筋可以限制洞口上方混凝土板的裂缝开展,能够有效的提高试件的承载力和变形能力,其中在距离中心轴65 mm处添加直径为8 mm的附加钢筋时,试件的承载力和变形能力的提高效果最好.     

既有裂缝条件下的主梁刚度衰减分析

针对既有腹板裂缝桥整体刚度衰减难以评估的问题,采用梁体分类单元假设,基于总应变裂缝模型,划分既有桥梁腹板开裂区域为裂缝区,顶底板等完整区域为弹性区。通过腹板开裂后的荷载位移曲线实现既有腹板裂缝桥整体刚度衰减的实用计算,并通过算例进行算法应用。结果表明:该算法能够较好地反映腹板特定区域开裂后的结构刚度衰减。随着外荷载不断增加,腹板区域从弹性工作状态逐步进入裂缝发展阶段,非弹性挠度增长曲线在后期发展显著,对于背景桥,腹板开裂后的结构整体刚度衰减为完整结构的84.5%。     

施工阶段大跨径预应力混凝土刚构桥腹板开裂机理

进行了大跨径预应力混凝土刚构桥腹板开裂机理研究,基于弹性力学平面问题分析方法,推导了集中荷载作用下的板件应力函数表达式,绘制了不同受压边长与集中荷载长度比（d/a）下的横向应力曲线,拟合了集中荷载作用下构件的横向应力求解函数,构造了混凝土刚构桥腹板在预应力集中荷载作用下等效压力矩形的选取方法,并基于平面应力的表达式提出了在三维情况下沿预应力轴线的横向应力计算方法。通过建立某预应力混凝土刚构桥0~3#段实体有限元模型,分析施工过程中刚构桥混凝土腹板在不同等级预应力作用下的开裂情况。结果显示：有限元裂缝模拟与实桥腹板开裂范围一致,有限元应力分析结果下限值与推导的横向应力求解函数计算结果接近,变化趋势一致,印证了横向应力函数求解方法的正确性。     

装配式预应力空心板桥面混凝土铺装层病害及防治

针对影响桥梁使用和维修保养的桥面铺装层问题,研究分析了装配式预应力混凝土空心板桥面混凝土铺装层的纵桥向裂缝、横桥向裂缝、龟裂、松散剥落及伸缩缝处破坏等常见病害的产生机理,提出了相应的设计与施工措施.概括总结了钢纤维混凝土、合成纤维混凝土、混杂纤维混凝土和钢纤维轻混凝土在桥面铺装层中的研究成果,列举了几个需要进一步深入研究的课题.     

圆形截面无腹筋梁斜截面破坏形态分析

文章通过对一组不同剪跨比、不同混凝土强度等级下的圆形截面钢筋混凝土无腹筋梁在集中荷载下的抗剪试验研究,分析总结了此类构件斜裂缝及次生裂缝出现和发展的规律和特征以及斜截面破坏过程、形态的规律和特点.为进一步研究圆形截面构件的抗剪性能提供参考意见.     

锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能

对8根模拟锈蚀钢筋混凝土梁进行了高周疲劳试验,研究和探讨了模拟锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳性能。结果表明,交变荷载作用下试件的斜裂纹出现并迅速发展成主裂缝;模拟锈蚀钢筋混凝土梁多在端部发生剪切疲劳破坏;试件的挠度发展、裂缝分布与破坏形态密切相关;随循环次数增加,锈蚀主筋的最大、最小应力不断增长,应力幅值基本不变;混凝土的最大、最小压应变快速增长,应变幅值平稳增长;试件的疲劳寿命具有较大的离散型;同等条件下,锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳寿命往往比锈蚀钢筋的轴向拉伸疲劳寿命长。     

混凝土桥塔损伤与补强的分析研究

针对某座斜拉桥的混凝土桥塔在施工缝处出现的损伤和补强措施,建立了空间实体有限元模型,仿真模拟了损伤对结构设计状态的影响,并在损伤状态下对结构进行补强,然后比较分析了补强效果。通过对设计状态、损伤状态和损伤后的补强状态这三种情况的静力计算和动力性能分析,得出了施工缝处的损伤会减小结构设计状态的刚度,而采取补强措施后,结构刚度基本能够恢复到设计水平。     

关于再生骨料混凝土干燥收缩裂缝的试验研究

作为有效利用再生骨料的方法之一,从材料性能稳定性方面研究了再生骨料混凝土在钢筋混凝土剪力墙上实际应用的可能性.着眼于在有约束的条件下再生骨料混凝土剪力墙上产生的干燥收缩裂缝,利用混凝土表面粘贴式应变片和内部埋藏式应变片,分别对在有约束的条件下再生骨料混凝土剪力墙以及对比用普通混凝土剪力墙进行了干燥收缩应变测试,同时观察了剪力墙表面产生的干燥收缩裂缝情况.结果表明,混凝土内部收缩应变明显小于外表面收缩应变,在混凝土内部收缩应变上两者相差不大,但在外表面收缩应变上,普通混凝土的收缩应变要比再生骨料混凝土的应变大,同时,再生骨料混凝土剪力墙的细微裂缝明显比普通混凝土多.     

浅析混凝土桥梁裂缝

本文归纳了混凝土桥梁裂缝的主要种类，并简要分析了其形成原因及控制措施。     

钢筋混凝土受弯构件受剪承载力统一计算

在系统分析钢筋混凝土梁受剪性能的基础上 ,进行了 2 4根承受集中荷载和均布荷载的钢筋混凝土梁的受剪性能试验 ,主要考虑的因素有剪跨比 (λ =a/h0 )、跨高比 (l0 /h) 、水平和垂直腹筋配筋率(ρsh和 ρsv) .详细阐述了梁的受剪特性、破坏形态、受压区混凝土的作用以及腹筋的作用 (包括水平腹筋和垂直腹筋 ) ,并最终提出了钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力统一计算方法 .该方法可用于计算深梁、短梁及浅梁的斜截面承载力 ,计算结果与试验结果符合良好     

沿海公路钢筋混凝土桥梁氯盐侵蚀的调研与分析

在氯盐污染环境下,过量的Cl-向混凝土中渗透是导致钢筋腐蚀的主要因素之一．本文就秦皇岛地区沿海公路上一些投入使用10 a左右的钢筋混凝土桥进行了调查与检测．调查结果显示,这些混凝土桥梁中普遍存在损伤开裂、钢筋锈蚀、保护层剥落等现象;检测结果显示某些部位的Cl-侵蚀深度已经超过钢筋的保护层厚度。混凝土中Cl-的质量分数普遍比较大,Cl-质量分数已超过钢筋锈蚀的临界值．Cl-渗透引起桥梁损坏的问题应该引起人们的关注．     

钢筋砼双向受弯梁斜截面受剪承载力计算

在21根双向受弯无腹筋钢砼矩形截面梁的试验研究基础上,推导了无腹筋双弯梁斜截面受到承载力的计算表达式,采用将箍筋与砼分开单独考虑的离散化原则,进一步得出有腹筋双向受弯梁斜截面受剪承载力的计算表达式,11根有腹筋梁的理论计算与试验实测结果平均比值为0．93。     

棚户区改造中混凝土裂缝产生的原因及防治

建筑施工过程中,钢筋混凝土的裂缝已经成为常见现象,因此必须对其进行有效控制,避免有害裂缝的产生.笔者以钢筋混凝土楼板为例,详细分析了其产生的根本原因,并在此基础上,有针对性地提出了相应的防治对策.