预防大跨PC连续刚构桥开裂和下挠技术

针对大跨预应力混凝土（PC）连续刚构桥普遍存在梁体开裂和跨中下挠的问题,从PC连续刚构桥的病害根本成因出发,分析了预应力损失和跨中下挠对结构性能的影响.有针对性地提出预防梁开裂和跨中过度下挠的设计与施工技术,包括临时斜拉索辅助合拢、合拢顶推、施工张拉临时体外束、负弯矩区底板增设劲性钢骨架、超长纵向预应力筋优化以及斜向布置竖向预应力筋.有限元分析结果表明,上述技术能够使大跨PC连续刚构桥跨中下挠减少30%以上,纵向预应力损失减少39.6%,腹板主拉应力大幅降低,改善结构开裂和下挠的效果十分明显.     

收缩徐变模式的选取对大跨径刚构桥分析结果的影响

选取合适的混凝土收缩徐变模式是保证大跨径混凝土刚构桥分析准确的前提条件。本文采用三种不同的收缩徐变模式,对苏通大桥连续刚构梁体的应力状态、跨中挠度和预拱度等进行分析,并结合施工监控的实测数据进行了对比分析。研究表明,CEB-FIP 78收缩徐变模式更能反映该桥施工阶段的实际情况。     

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。     

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。     

预应力连续箱梁桥混凝土收缩徐变效应

混凝土收缩徐变效应对桥梁结构内力以及线形产生不可忽视的影响。混凝土收缩徐变机理复杂,影响因素多,随机变化量大,它对结构性能的影响至今难以得到精确的解答。文章以某改建连续箱梁桥为工程背景,通过建立有限元模型,模拟分析了预应力混凝土连续箱梁桥在成桥阶段和若干年后的收缩徐变效应,经过理论计算,得出混凝土收缩徐变对结构内力、线形的影响规律,期望能为同类桥梁的设计和施工提供参考。     

混凝土徐变对连续组合梁内力的影响

混凝土徐交对组合梁内力的影响与钢筋混凝土梁不同,表现为混凝土在徐变发展过程中。要受到钢梁约束的影响,导致混凝土本身交形与在相同温度和湿度等外界条件下的钢筋混凝土梁不同．笔者制作了一片钢筋混凝土组合梁进行徐交加载试验。通过最小二乘法修正了在一定的温度和湿度下,考虑受钢梁约束作用的混凝土板的徐变度;然后根据有效模量法通过在一定时域内的叠加计算,得到组合梁中混凝土板的徐变系数;最后通过与钢筋混凝土梁的计算对比。得出了混凝土徐变变形对连续组合梁次内力的影响特点．     

大跨度PC连续刚构桥徐变预测模型

为了能准确预测混凝土收缩徐变,提出了一系列徐变预测模型,但传统的徐变理论研究主要是针对普通混凝土进行的,所提出的徐变模型并不能完全适用于高强混凝土。对各徐变预测模型进行分析比较,最终参考了日本混凝土示方书建议模型,并在高强混凝土徐变试验的基础上,提出了一个适用于高强混凝土的徐变预测模型。基于Abaqus平台,使用Python语言进行二次开发,定义了修正模型的徐变规律,并采用修正后的模型计算牛角坪大桥的徐变应变。结果表明,修正模型的精度,能很好的满足工程需求。     

高强轻质混凝土连续刚构桥箱梁长期变形分析

为探明局部使用高强轻质混凝土对连续刚构桥上部箱梁长期挠度带来的影响,根据一座预应力高强轻质混凝土连续刚构弯梁桥的结构特点,采用有限元理论对该桥在不同荷载长期作用下箱梁竖向挠度的时变效应进行了空间计算和分析,并与相同结构尺寸的普通混凝土连续刚构桥在同工况下的长期变形效应进行了对比。恒载作用下,应用高强轻质混凝土的大跨径连续刚构桥,成桥五年后主跨跨中挠度可较普通混凝土桥减小;持载时间对应用高强轻质混凝土的连续刚构桥后期挠度较普通混凝土桥减小程度影响较大,荷载作用时间愈长,后期挠度减小幅度愈大;高强轻质混凝土的长期性能对局部使用高强轻质混凝土连续刚构桥的长期变形有重要影响。所得分析结果,对指导高强轻质混凝土桥梁的设计具有理论意义和工程实用价值。     

大跨高墩连续刚构桥动力特性研究

以重庆芙蓉江特大桥为研究对象,应用大型通用有限元程序ANSYS对该桥进行动力特性分析,分别采用空间结构板壳单元shell63与梁单元beam4两种建模方式,分析了其动力特性,对两种模型的数值分析结果进行了比较.结果表明:两种模型的计算结果的差异均在工程允许范围内,两种建模方法都是可行的.在实际工程中可以考虑采用梁单元进行计算,以满足工程实时性要求,节省建模和计算时间,缩短设计周期.     

混凝土收缩徐变对系杆拱桥的影响分析

收缩徐变作为混凝土结构固有特性,随着时间地延伸,它会不断地变化[1]。尤其针对一些比较敏感的混凝土结构,如悬臂端、预应力混凝土连续梁等,其收缩徐变影响更为明显。本文以一工程实例为背景,利用有限元软件Midas进行桥梁模拟,通过对不同收缩徐变情况的探讨,得出混凝土收缩徐变对系杆拱桥的影响。     

连续刚构桥的Pushover分析与应用

采用Pushover分析方法对某连续刚构桥梁进行地震响应分析,分别建立考虑桩土作用与不计桩土作用的计算模型,进行Pushover分析和性能评价,将得到的结果进行对比分析。研究结果表明：对桥梁结构进行Pushover分析时,考虑桩土作用对结构的能力曲线和目标位移影响较大,不可忽视;同时,对塑性铰出现在隐蔽部分的问题,提出了解决的方法,并进行了验证,获得了满意的结果。算例分析结果可为同类桥梁抗震设计提供参考。     

转体施工法连续刚构桥设计

转体法施工以其投入施工设备少、适用范围广、操作简单安全、施工速度快、造价低等优点成为较优的施工方法.上海市松江工业区文翔路-联阳路跨沪杭高速公路大桥主桥采用42 m+70 m+42 m转体施工连续刚构方案,减少了对既有线运营的影响.介绍桥型构思及总体布置,上部结构设计、转盘、承台、墩身、桩基础设计、结构分析方法、主桥施工方法.经计算,在各种荷载的不利组合下,结构处于良好的受力状态,满足规范设计要求.     

连续刚构桥钢束张拉次序对预应力损失影响研究

依托预应力顶、底板钢束同时存在的连续刚构桥—老窝河特大桥,选取典型工况,应用有限元软件Midas/civil分析了预应力分批、同步张拉次序的不同对预应力损失的影响。研究表明先张拉顶板束预应力损失略小于先张拉腹板束。在实际工程中可根据现场条件选择合适的预应力张拉方式。     

预应力连续刚构桥梁悬臂施工控制

介绍预应力连续刚构桥的施工控制原理和方法,结合梅山大桥主桥施工进行实际监控,运用自适应控制理论,对施工过程中的应力及线型进行实时监测,并对施工监测项目进行分析。通过有效的施工控制,保证最终成桥结构线型和内力满足设计要求。     

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.     

重载铁路连续刚构桥徐变精细化数值分析

为了研究重载铁路连续刚构桥的空间徐变效应,通过ANSYS UPFs(user programmable features)功能进行本构关系二次开发,实现了桥梁徐变计算。依托山西省最大的重载铁路连续刚构桥为背景工程开展研究,采用空间壳模型模拟箱梁,空间梁单元模拟桥墩,考虑了连续刚构桥的施工过程,开展了重载铁路连续刚构桥的空间精细化数值分析。对比分析了空间数值模型和梁模型的长期下挠特性,同时对比了不同规范对计算结果的影响。研究结果表明:考虑空间徐变效应后梁体的长期变形发生了较大变化,壳单元模型的竖向下挠量比梁单元模型增加了25%左右。B3模型的计算下挠度比JTG D62-2004规范和TB规范大,需要采用B3模型进行桥梁长期变形验算。     

大跨连续刚构桥悬臂施工控制研究

随着连续刚构桥施工技术的不断进步,悬臂浇筑成为在实际工程中使用最为广泛的一种连续刚构桥施工方法。在悬臂施工过程中,由于桥梁结构存在由静定结构转变为超静定结构的过程,因此在施工过程中要注意对桥梁线型、内力、预拱度以及挠度等因素进行施工过程监控,以满足桥梁结构的要求。     

Effect of concrete creep on pre-camber of continuous rigid-frame bridge

The effect of concrete creep on the pre-camber of a long-span pre-stressed concrete continuous rigid-frame bridge constructed by cantilever casting method was investigated.The difference of creep coefficients calculated with two Chinese codes was discussed.Based on the calculations,the pre-camber of a pre-stressed concrete continuous rigid-frame box bridge was computed for construction control purpose.The results show that the short-term creep coefficient and long-term creep coefficient calculated with the CC-1985 are larger than those calculated with the CC-2004,while the medium-term creep coefficient calculated with the CC-1985 is smaller than that calculated with the CC-2004.The difference of creep deformation calculated with these two codes is small,and the influences of concrete creep on the pre-camber for most of the segments are negligible.The deflections and stresses of the box girder measured during the construction stages agree very well with the predictions.     

预应力UHPC连续刚构桥的优化设计

为了充分发挥UHPC的材料特性,通过有限元和理论分析,从箱梁截面尺寸和体内、外预应力配置两个方面对苏通大桥辅航道桥进行优化设计,提出了体外预应力UHPC结构的抗弯强度简化计算公式,并将其静力特性和经济性与普通混凝土刚构桥进行了对比分析.结果表明,在满足规范规定强度和刚度的要求下,UHPC主梁比一般混凝土主梁的自重减轻约43%,抗弯承载力提高80%以上.上部结构的减重提高了箱梁抵抗使用阶段荷载的有效性,有利于提高预应力混凝土梁桥的经济跨径.