PC箱梁桥非均匀收缩变形分析

大跨预应力连续刚构桥后期超限下挠问题,越来越受到工程界的普遍关注。文中以湿度扩散理论为基础,研究PC箱梁结构非均匀收缩变形计算方法。针对某实桥典型截面建立二维湿度场分析有限元模型,分析箱梁截面二维湿度场分布规律及时变特征。根据湿度场变形耦合条件研究连续刚构桥主梁干缩变形行为特点。结果表明,PC箱梁结构非均匀收缩变形显著,常规方法计算误差较大。考虑箱梁截面非均匀收缩因素后,跨中下挠累计值较常规方法大3．1cm,表明箱梁截面的不均匀收缩是引起连续刚构桥后期超限下挠的重要原因。     

大跨径PC连续刚构桥施工控制参数敏感性分析

大跨径PC连续刚构桥施工控制参数的变化往往会改变结构的线形与应力状态,从而影响桥梁的合龙精度与最终成桥状态的结构内力。为研究施工控制参数的敏感性,本文以巴河大桥为工程背景,结合有限元方法,借助仿真计算软件,分析主梁悬臂施工过程中材料容重、结构刚度、预应力损失、混凝土收缩徐变、温度、基础沉降等6大主要参数对桥梁结构线形和应力的影响。结果表明:混凝土容重增大会加大主梁下挠,而对梁截面应力无明显影响;预应力损失对主梁的线形影响最大,当预应力损失达到20%时,主梁最大挠度将增加250%;混凝土收缩徐变、环境温度对跨中线形影响最大,而对0#块根部影响较小;基础不均匀沉降对结构的线形影响呈抛物线形式分布,各参数对主梁挠度的影响大于对梁截面应力的影响。     

预应力混凝土连续箱梁施工质量评价指标调查

基于3座预应力混凝土连续箱梁桥的拆除工程,对预应力混凝土箱梁结构的预应力孔道灌浆饱满度、混凝土超方量及混凝土保护层厚度等施工质量评价指标进行了实地调查,并对实测指标进行了统计分析,揭示了预应力混凝土连续箱梁的施工质量现状。结果表明：中国预应力混凝土连续箱梁的总体混凝土超方率偏大,超方率一般在10％～20％,混凝土超方主要集中在箱梁顶板和底板;箱梁纵向预应力孔道灌浆不密实的比例超过50％,横向预应力孔道灌浆未达到密实状态的比例也超过70％,上述情况将使结构预应力损失增大;同时,截面混凝土超方及预应力损失增大将使预应力混凝土箱梁截面主拉应力增长明显,从而增大结构开裂的可能性;提出的量化分析指标有助于正确认识预应力混凝土箱梁桥上部结构普遍开裂和下挠过大的内在原因,为此类结构的研究提供了重要的依据。     

基于混合有限元理论的连续刚构底板崩裂分析

基于目前一些连续刚构桥在张拉底板预应力筋时和运营时易发生底板崩裂和底板裂缝事故这种情况,根据混合有限元的基本原理,给出了混合单元交界上的节点位移约束方程．对一座6跨预应力混凝土连续刚构建立了梁体混合有限元模型并进行了分析,计算得到跨中底板区域实际的受力状况．数值分析表明,该方法具有求解精度较高,单元数量较少的特点．通过计算分析得到底板开裂的主要原因是按桥的立面线型布置形成拱形的底板纵向预应力筋产生的径向力所致,靠近腹板的底板孔道处竖向拉应力较底板其余部位要大．     

高墩大跨连续刚构桥线形控制关键技术研究

桥梁线形控制是施工监控的关键内容,是保证桥梁顺利合龙和成桥线形达到设计要求的技术保障.影响连续刚构桥线形的因素繁多,一旦控制不好会影响成桥后行车舒适度,甚至造成桥梁跨中下挠等严重工程事故,文章结合怒江特大桥的监控实例,综合分析了高墩大跨连续刚构桥的线形监控要点,采用有限元仿真计算与现场实时监控数据相结合的监控方法,通过调整施工立模标高,达到控制结构整体线形的目的,并对比分析监控数据的理论计算值与实测值.实践表明,在怒江特大桥施工监控过程中所采用的技术措施,不仅为大桥的成功修建起了重要作用,也为连续刚构桥施工线形控制积累一定的经验.     

混凝土徐变对连续刚构桥长期下挠的影响研究

混凝土徐变是影响大跨连续刚构箱梁桥跨中长期下挠的主要因素,挠度的不断增大影响了桥梁的行车舒适性和使用寿命。混凝土徐变对大跨连续刚构桥长期挠度的影响很大,以某七跨连续刚构桥为工程背景,建立有限元模型,分析采用不同规范、不同加栽龄期以及二期铺装等影响因素对大跨连续刚构桥长期下挠的影响。     

大跨度连续刚构施工中悬臂长度与变形的关系研究

以苍溪县嘉陵江二桥主桥为对象,利用Midas Civil对施工过程进行模拟,分析连续刚构桥悬臂施工中悬臂长度对结构线形的影响。研究发现悬臂结构在自重和预应力荷载作用下会发生变形,在忽略时间因素情况下,当悬臂长度较短时,预应力荷载对结构挠度的影响大于自重的影响,结构会上挠;随着悬臂长度的增加,自重对挠度的影响越来越大,当达到4/5最大悬臂长度时,结构变形由上挠变为下挠。     

连续刚构桥梁跨中成桥预拱度估算公式

为求解连续刚构桥梁跨中成桥预拱度设置值,将影响其运营期间跨中挠度值增大的多种主要因素(包括结构刚度下降、混凝土收缩徐变、预应力损失)给定合理量值并考虑相互耦合作用,建立多种不同跨径组合的在役刚构桥梁有限元模型,对其进行分析求解.有限元求解所得的大量离散数据表明,混凝土收缩徐变是连续刚构桥梁梁体下挠的最主要影响因素,且收缩徐变引起的跨中下挠量与跨径有明显的函数关系,预应力损失对其影响次之,刚度折减对跨中长期挠度影响不大.利用最小二乘法进行多项式拟合,最终推导出适用于主跨跨径200m以内的连续刚构桥梁跨中成桥预拱度估算公式,并与规范解、经验解、实测值进行对比,证明了该估算公式的适用性.     

大跨度预应力混凝土连续梁预应力损失研究

针对连续梁桥常见的预应力损失问题,从3个方面进行了详细的介绍,首先与简支梁受力做对比,分析了开兰特大连续梁桥结构受力和从"强梁弱墩"角度讲述了连续梁桥的受力特征,接着介绍了预应力损失估算方法和预应力损失对于连续梁桥的影响,如引起腹板斜裂缝甚至跨中下挠严重,最后针对预应力损失,针对性的提出施加体外预应力和粘贴钢板的措施,可以起到较好的加固补强效果.希望为今后类似工程提供可资借鉴的经验.     

无粘结预应力混凝土连续板边中两跨受火试验

为了搞清火灾情况下无粘结预应力混凝土连续板的受力、变形、裂缝分布形式以及破坏机构等与常温下有什么不同,为对其进行抗火设计奠定基础.对3块12.6m×1.5m三跨连续板在边中两跨受火下的火灾行为进行试验研究,试验过程中采用ISO834标准升温曲线,并施加2.0kN/m2的使用荷载.试件主要考虑负弯矩筋长度的变化和预应力度.用位移传感器测量板的变形,用压力传感器测试支反力及预应力的变化情况.试验结果表明:裂缝形式主要有板顶斜裂缝、横向贯通裂缝以及沿预应力筋的纵向裂缝,未受火跨在试验过程中未发现任何肉眼可以观察到的现象.试验发现负弯矩筋长度决定了横向贯通裂缝出现的位置.预应力先增长后减少,最后预应力筋多被拉断.火灾情况下,无粘结预应力混凝土连续板的变形和内力重分布远比常温情况剧烈,裂缝分布形式以及破坏机构明显不同于常温,预应力损失严重.     

高墩大跨度刚构桥悬臂施工阶段与成桥地震反应对比

在中国西部地震危险性较高的地区,建造了许多高墩大跨度的预应力混凝土连续刚构桥。一般采用悬臂施工技术,但其施工周期较长,可能在建设中遭受地震。为探究强震下处于悬臂施工过程阶段的刚构桥主梁及桥墩可能发生的震害,以经历汶川地震考验的庙子坪大桥为研究背景,建立了最大悬臂T构、边跨合龙后非对称单悬臂T构及成桥连续刚构阶段3种结构体系,以模拟悬臂施工从静定—单次超静定—多次超静定的转换过程。选取桥址附近台站实测的汶川强震动记录进行时程分析。结合成桥阶段庙子坪大桥的实际震害结果,对比强震下3种体系主梁应力及桥墩内力。结果表明：与成桥阶段相比,强震下处于最大悬臂阶段的墩梁固结处顶板、腹板同样容易开裂,但其它大部分位置不易开裂;处于边跨合龙阶段的边跨合龙段处顶板、底板,边跨1/5—2/5区域腹板,及墩梁固结处顶板、腹板的应力均较大,同样容易开裂,但中跨反而不易开裂;虽然两个施工阶段桥墩中高位置处纵桥向弯矩是成桥阶段的两倍以上,但不易开裂;墩顶、墩底易开裂,与成桥反应一致。建议施工期的A类连续刚构桥抗震重要性系数取0.76。     

基于长期损失灰色预测的竖向预应力控制

基于陕西省某连续刚构桥实桥监测系统采集到的桥梁有效竖向预应力长期变化数据,以实测数据作为初始序建立灰色系统理论预测模型GM(1,1),分析竖向预应力损失随时间的变化规律,进行时间非等步距残差修正,提出竖向预应力长期损失预测模型.采用该模型预测竖向预应力长期损失占控制张拉力的比例为7.92%,与实桥监测的7.8%~8.2%基本吻合,表明若采用公路桥规设计张拉力的0.6倍作为竖向预应力施工控制标准,将导致桥梁后期有效竖向预应力达不到要求.建议施工过程中锚下应力控制应充分考虑长期损失效应影响,压浆前锚下有效应力不小于设计张拉力0.7倍为宜.这为竖向预应力施工及无损检测提供了理论依据和参考,对PC混凝土箱梁竖向预应力体系应用发展具有重要的理论意义及实用价值.     

多跨大跨径预应力砼连续箱梁桥细节设计

介绍了100+6×150+100 m八跨一联的预应力砼连续箱梁桥的细节设计,其中结构体系转换首次成功采用抗拉结构的临时锚固体系和合拢预应力钢束两次张拉方案,结构设计上采用了箱梁根部底板加厚、底板防崩设计,还介绍了施工中成功采用的混凝土防裂措施和运营中裂缝产生原因及对策等。     

摩阻损失在预应力连续梁桥中的分析与研究

在预应力混凝土桥梁中,由于较大的预应力损失而直接影响了结构的受力和变形,使结构过早的失效或破坏,预应力筋与孔道壁之间的摩阻是影响其预应力损失的主要因素之一.以郑州市某三跨连续箱梁桥的摩阻试验为背景,以弯曲通长束为主要研究对象,运用最小二乘法原理和二元线性回归方法计算了孔道摩擦系数μ和管道偏差系数k,同时结合桥梁结构有限元分析程序Midas对实际桥梁在不同摩阻系数下进行挠度和应力计算分析,结果表明:对于弯曲通长束而言摩阻损失对跨中截面处的影响更为显著,同时对该桥预应力施工提出了优化措施,这可以为同类型桥梁预应力张拉施工与计算控制提供参考.     

T型刚构桥两种合拢方案对施工控制的影响

合拢段施工是预应力混凝土T型刚构桥施工的重要环节,关系到全桥的受力和线形状况。以鄱阳县莲湖大桥施工控制为工程背景,探讨了预应力混凝土T构桥合拢施工的影响因素及两种合拢方案对桥梁的累计位移和受力的影响,得出实际使用的合拢方案是合理的并提出施工注意事项,为类似桥梁施工提供了有价值的技术资料。     

大内跨小边跨框架结构预应力筋优化布置方法

预应力筋的优化布置是大内跨小边跨的多跨预应力混凝土框架结构合理设计计算的关键.为满足控制截面承载力最大的需要,以往常将大跨所需预应力筋布置为连续曲线,并按水平直线延伸通过其相邻的两小跨,按这种布置方式仅使大跨内产生竖向向上的预应力等效荷载,可较好平衡大跨的竖向外荷载;而若将大跨及相邻的两小跨统一考虑,预应力筋按连续曲线布置,张拉产生的预应力等效荷载不但可有效平衡大跨的竖向外荷载而且也可平衡小跨的竖向外荷载,可以使荷载平衡得到优化实现.以一典型工程为例,分析了在相同条件下两种预应力筋布置过程中张拉引起的综合弯矩、主弯矩和次弯矩的分布和量值上差异,比较了两类布筋形式对正截面承载力计算结果的影响,验证了对大内跨小边跨框架结构统一考虑后整体上按三段连续正反抛物线预应力筋布置的合理性.     

施工过程不确定因素对大跨径PC连续刚构桥长期挠度影响分析

为研究施工过程中的不确定因素对大跨径PC连续刚构桥运营期长期挠度的影响,提高长期桥梁下挠预测计算的准确性,将施工过程中各不确定因素定量模拟,通过有限元计算其各因素对结构长期挠度的影响程度,为通过合理调节施工过程减小结构长期下挠提供参考。结果表明,合理控制悬臂单节段施工时间及控制节段间接缝刚度能减小桥梁长期挠度;在合理的混凝土加载龄期范围内,混凝土加载龄期对桥梁长期挠度影响较小,适当推迟二期恒载施工时间,对减小结构长期挠度亦是有利的。     

预应力混凝土连续梁桥孔道摩阻试验研究

后张预应力混凝土连续梁桥预应力损失的准确估算,是防止梁体下挠、开裂的重要保证;孔道摩阻试验是使跨中有效预应力符合设计要求的有效方法。结合具体工程实践,详细阐述孔道摩阻试验的原理、方法、注意事项及实验结果的分析处理。     

大跨连续刚构桥长期挠度实测分析及预测

结合虎门大桥连续刚构桥加固前后长期挠度观测结果及有效预应力实测数据,通过三阶段桥梁长期挠度计算方法,分3种计算工况对比结构长期挠度实测数据与计算值差别。基于结构损伤实测值,提出结构长期挠度增长修正系数预测结构长期挠度的方法。结果表明,考虑原桥预应力损失实测值及结构损伤的计算模型更贴近结构实际下挠,基于结构长期挠度增长修正系数的长期挠度预测值可用于结构长期挠度预测计算。     

大跨度预应力混凝土连续刚构桥自振特性分析

以大准铁路增二线内蒙古黄河连续刚构特大桥为工程背景,分析了其自振特性,研究了桥墩高差、边中跨比对大跨度预应力混凝土连续刚构桥自振特性的影响.研究表明:随桥墩高差愈大,结构3个方向的基频越大;随边中跨比增大,其3个方向的基频都有减小趋势.研究结果可为同类大跨度预应力混凝土连续刚构桥梁的抗震设计提供参考.