基于有限元模拟混凝土徐变对预应力组合箱梁的影响研究

以某桥梁工程为例,分析了长期荷载作用下混凝土收缩徐变对波形钢腹板预应力组合箱梁的影响.采用有限元软件Midas/FEA3.70进行建模,通过Midas/FEA中的时间依存材料来定义混凝土的收缩徐变系数,分析了长期荷载作用下混凝土收缩徐变对波形钢腹板预应力组合箱梁挠度和内力重分布的影响.得出以下结论:长期收缩徐变对挠度的...     

悬臂施工预应力砼连续梁合龙段施工温度荷载效应分析

近年来随着我国高速铁路建设的迅速发展,大跨径预应力混凝土连续梁桥在跨线及跨河中得以广泛应用。悬臂施工变截面预应力砼连续梁施工和成桥运营过程中受力相似,受力简单合理、结构整体性好、造型美观。温度及混凝土收缩、徐变对结构在施工和运营过程中有较大的影响,其对结构产生的效应,在施工过程中均应予以考虑,且是合龙成桥的关键。本文以石武客专薛店特大桥跨世纪大道连续梁(60+100+60)m为例,简要分析合龙段施工过程中温度荷载效应。     

大跨预应力混凝土箱梁桥收缩徐变效应测试与分析

预应力混凝土箱梁桥以其良好的结构整体受力性能在现代大跨桥梁结构中得到广泛应用,但迄今所修建的'混凝土箱梁桥中,运营阶段箱梁开裂及下挠过大的现象较为普遍,实际混凝土箱梁桥中混凝土收缩徐变作用及其效应认识的不足是其可能产生的原因之一.现行有关混凝土收缩徐变的计算公式多以试验室模型试验结果为依据确定,由于实际混凝土箱梁结构的尺寸较大同时又处于复杂的自然环境中,因此对实际结构进行长期测试以获得能够验证现行规范混凝土收缩徐变计算公式的实测数据显得尤为重要.结合某高速公路上两座大跨预应力混凝土箱梁桥的修建及运营,对处于自然环境中的箱梁桥在混凝土收缩徐变作用下的真实反应进行测试,并详细地分析各测试数据,在此基础上提出同时考虑混凝土温度、环境相对湿度、箱梁局部理论厚度等因素及其变化的混凝土收缩应变和徐变系数计算方法,并将其应用于实际桥梁的收缩徐变效应分析中,得出一些具有实用价值的结论,为实际箱梁桥的收缩徐变计算提供参考.     

大跨预应力混凝土箱梁桥收缩徐变效应测试与分析

预应力混凝土箱梁桥以其良好的结构整体受力性能在现代大跨桥梁结构中得到广泛应用,但迄今所修建的混凝土箱梁桥中,运营阶段箱梁开裂及下挠过大的现象较为普遍,实际混凝土箱梁桥中混凝土收缩徐变作用及其效应认识的不足是其可能产生的原因之一。现行有关混凝土收缩徐变的计算公式多以试验室模型试验结果为依据确定,由于实际混凝土箱梁结构的尺寸较大同时又处于复杂的自然环境中,因此对实际结构进行长期测试以获得能够验证现行规范混凝土收缩徐蛮计算公式的实测数据显得尤为重要。结合某高速公路上两座大跨预应力混凝土箱梁桥的修建及运营,对处于自然环境中的箱梁桥在混凝土收缩徐变作用下的真实反应进行测试,并详细地分析各测试数据,在此基础上提出同时考虑混凝土温度、环境相对湿度、箱梁局部理论厚度等因素及其变化的混凝土收缩应变和徐变系数计算方法．并烙其应用于实际桥梁的收缩徐变效应分析中,得出一些具有实用价值的结论,为实际箱梁桥的收缩徐变计算提供参考。     

钢-混凝土叠合梁的收缩徐变计算分析

钢-混凝土叠合梁在长期荷载的作用下,混凝土板的徐变收缩会使截面的应力发生重分布。钢-混凝土叠合梁由于收缩徐变效应使得结构在外荷载不变的情况下,变形持续增加,最终的变形值会影响到结构的使用,准确计算出结构由收缩徐变引起的变形值,在进行结构的收缩徐变效应分析时是很有必要的。本文采用龄期调整有效模量法与有限元法相结合的计算方法,对于预应力结构的收缩徐变,考虑预应力和混凝土的收缩徐变两者相互交换耦合作用,使得分析结果更加精确,从而使混凝土结构的收缩徐变计算能够更近于实际,有利于准确的计算出收缩徐变对钢-混凝土叠合梁的影响。     

宽幅预应力混凝土连续箱梁横梁仿真分析

通过中山市国道G105上某座(25+40+25)m宽幅预应力混凝土连续箱梁桥的实际工程,借助于有限元分析程序ANSYS,建立实体单元仿真分析模型,分析横梁处腹板区域剪力占全截面的比例、箱梁在荷载作用下剪力分配特征以及预应力钢束引起该剪力分配比例的变化情况,验证常规连续箱梁的横梁简化计算方法在宽幅预应力混凝土连续箱梁桥横梁的可行性。仿真分析结果有效指导宽幅预应力混凝土连续箱梁横梁的设计,也为类似的横梁设计分析提供参考。     

基于实测挠度的PC梁桥长期预应力损失研究

桥梁结构在长期使用过程中预应力损失估算偏低,是造成大跨径预应力混凝土变截面箱梁桥或连续刚构桥(简称PC梁桥)普遍开裂和过度下挠的一个重要原因.长期预应力损失与施工工艺、环境温度、荷载、混凝土收缩徐变、预应力筋松弛等因素有关.为了研究PC梁桥成桥后预应力损失发展规律,提出了一种基于桥梁实测挠度的预应力损失计算方法,考虑了...     

非对称荷载作用下预应力混凝土箱梁剪力滞效应研究

为研究非对称荷载对预应力混凝土箱梁剪力滞效应的影响,选定典型结构的预应力混凝土简支箱形梁,以Ansys有限元分析软件为工具,采用分离式模型,建立了预应力混凝土箱梁有限元模型。对比分析了对称荷载与非对称荷载作用下预应力混凝土箱梁剪力滞效应的差异,并重点分析了非对称荷载作用下箱梁宽跨比、跨高比、预应力大小等参数对箱梁剪力滞效应的影响。分析结果表明:非对称荷载作用下剪力滞系数大小明显高于对称荷载;宽跨比对箱梁剪力滞效应影响最大,且其对顶底板影响大体相当;随着跨高比的增大,箱梁顶板、底板其剪力滞系数均逐渐减小,且顶板的变化更加显著;预应力在一定程度上可以减小顶板剪力滞效应,加大底板剪力滞效应。     

大跨度连续刚构桥施工控制参数敏感性分析

为深入研究大跨度预应力混凝土连续刚构桥施工控制参数的敏感性,确定结构主要和次要控制参数,采用有限元软件MIDAS Civil建立大跨度连续刚构桥三维有限元模型,分析了施工控制中各设计参数的取值对主梁线形及应力的影响程度。研究结果表明材料密度、预应力损失、收缩徐变以及温度荷载对主梁线形影响明显,为主要控制参数,其中预应力损失和收缩徐变对主梁长期挠度影响最为显著;主梁结构自重偏差和预应力损失对箱梁截面顶板及底板压应力均有较大影响,且顶板应力受预应力损失影响的程度更大。     

桥用高强混凝土双轴徐变试验研究

为获得大跨度预应力混凝土箱梁腹板在双向预应力作用下的收缩徐变发展规律,分析不同预应力组合对收缩徐变效应的影响,研究了大跨度预应力箱梁腹板的常遇应力组合,并采用十字交叉梁开展了2种应力组合条件下的高强混凝土双轴徐变试验,即应力组合分别为14MPa和2MPa,6MPa和2MPa,对比开展了单轴压应力为6MPa、14MPa的高强混凝土收缩徐变试验,分析单、双轴徐变和应力组合对高强混凝土收缩徐变的影响。研究结果表明：应力组合对高强混凝土徐变影响显著,360d双轴应力条件下的徐变系数仅为相应单轴徐变系数的75%;采用现有收缩徐变预测模型不能较好预测高强混凝土的实际徐变发展过程,而采用指数函数具有较好的拟合精度。建议在大跨度连续箱梁设计和施工中,确保腹板竖向预应力水平控制在设计允许范围内。     

瓦庄京杭运河大桥设计

瓦庄京杭运河大桥主桥布置为60m+100m+60m三跨PC变截面连续箱梁,采用三向预应力体系,引桥为部分预应力混凝土连续组合箱梁,文章以该桥施工图设计为依据对其设计概况、结构特点、预应力体系及施工方案作了简单介绍.     

预应力混凝土箱梁剪力滞效应影响因素分析

为研究预应力混凝土箱梁的剪力滞效应变化规律,选定典型结构的预应力混凝土简支箱形梁,以Ansys有限元分析软件为工具,采用分离式模型,建立了预应力混凝土箱梁有限元模型,重点分析了预应力大小、宽跨比、跨高比、集中荷载大小及内承托长度变化等结构参数对箱梁剪力滞效应的影响。分析结果表明:集中荷载与均布荷载作用下箱梁剪力滞效应分布趋势基本相近,但集中荷载作用下剪力滞效应更加显著;宽跨比对箱梁顶板的剪力滞效应影响最大;随着跨高比的增大,顶板剪力滞系数减小,底板剪力滞系数缓慢增大;预应力在一定程度上可以减小顶板剪力滞效应,加大底板剪力滞效应;而集中荷载大小与箱梁空腔内承托长度的改变对箱梁剪力滞效应的影响不大,可以忽略不计。     

箱梁剪力滞效应的试验研究

基于一座跨径为3×43 m的预应力混凝土大悬臂连续箱梁,制作了全桥光弹性模型,进行了光弹性试验。通过分析模型在对称荷载和偏心荷载作用下的应力分布表明:大悬臂箱梁剪力滞效应明显。因此在对翼板悬臂较大及宽跨比较大的桥梁进行设计时应充分考虑剪力滞效应的影响。     

混凝土曲线箱梁桥爬移理论计算与数值分析——以跃村互通式立交桥B匝道桥为工程背景

随着混凝土曲线梁桥的大量建立和长期运营,混凝土曲线梁桥呈现出的爬移问题受到业内外的广泛关注。文章以弯梁桥纯扭转分析理论为基础,从理论上推导了收缩徐变、预应力、温度变化、离心力等荷载作用下混凝土曲线箱梁桥位移的计算方法。在此基础上,针对某一实际工程,采用理论计算与数值分析相结合的方法,对其在外荷载作用下的变形情况进行了分析。结果表明:混凝土收缩和温度变化是引起爬移的主要原因。混凝土徐变及预应力对混凝土曲线箱梁桥径向位移可以忽略不计,同时,当车辆按照设计时速和标准载重条件行驶时,离心力对径向位移的影响可以忽略不计。     

大跨径预应力混凝土连续箱梁桥合理应力状态设计参数分析

结合理论计算和实桥分析,对影响大跨径预应力混凝土连续箱梁合理应力状态的参数进行分析,以控制投入运营后结构的长期下挠变形.首先根据大跨径连续箱梁结构特点,采用按龄期调整的有效模量法并考虑其他4个影响徐变和收缩效应计算的因素提出了长期效用计算合理方法;然后以悬臂浇筑施工1座大型预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,采用分离式断面模型分析了结构设计参数(支点梁高、跨中梁高、支点截面底板厚度、腹板厚度等)与长期挠度的相关性,并以"零弯矩理论"为依据、考虑悬臂拼装4个阶段进行了预应力设计;通过对墩顶截面应力梯度的分析,明确了合理成桥应力状态设计方案.     

浅述209国道建始县广润河大桥现浇箱梁支架预压的施工

广润河大桥主要用于跨越建始县城区的水厂路、广润河、龙七路及朝阳大道,是209国道建始县城区绕城公路的控制性工程.采用3×(4×30)m装配式预应力混凝土连续箱梁+(35+50+35)m预应力混凝土连续箱梁+2×(3×30)m装配式预应力混凝土连续箱梁,桥梁全长为669.5m.跨越朝阳大道的部分采用(35+50+35)m预应力混凝土连续箱梁,主梁采用单箱单室直腹板断面,箱梁顶宽12.75m,横向设置2.0%的横坡,箱梁底宽7.75m,梁高2.5m,高跨比为1/20,两侧翼缘板宽度为5m.顶板厚0.26 m,底板厚度0.25m,腹板厚0.4～0.6m.主梁采用C50混凝土.采用满堂支架现浇,支撑系统为碗扣标准节.浇筑混凝土之前必须对支架进行预压(净压5天以上及达到稳定状态2天以上.沉降稳定标准:24小时沉降±1mm),预压荷载应不小于上部结构自重的1.2倍,以消除支架的非弹性变形,其重要性尤为突出.     

超高层项目重力荷载作用下收缩徐变分析

该项目结构高度为349.8m,与常规超高层建筑的框架核心筒体系不同,采用X向框架-带加强桁架双筒结构体系,Y向剪力墙结构体系。考虑混凝土收缩徐变效应,对这一新型结构体系进行从开始施工到投入使用20年重力荷载作用下的长期变形分析,研究在重力荷载长期作用下,该新型结构体系的竖向变形和水平变形规律;以及因混凝土收缩徐变造成的框架柱和核心筒变形差对框架柱、框架梁和加强桁架内力的影响。研究表明,该项目最大竖向变形发生在中上部楼层,混凝土收缩徐变不会加剧该结构体系的水平变形,因混凝土收缩徐变效应产生的框架柱、框架梁附加内力不可忽略,设计中需予以考虑。     

某PC连续梁桥桥面铺装的线形控制

预应力混凝土连续梁桥成桥以后,由于混凝土的收缩徐变特性,结构重力及预应力等恒载作用还会引起进一步的结构变形。基于对某悬臂浇筑的三跨预应力混凝土连续梁桥的工程实例,在节段混凝土箱梁施工立模时,在中跨部分设置了一定的预拱度,这样既能抵消这些变形,又能使桥梁在通常的车辆荷载作用下保持设计线形,这对行车平顺和结构受力都是有利的。     

体外预应力加固大跨度连续刚构桥性能分析

为研究体外预应力加固混凝土连续刚构桥的力学性能,以跨径为(75+3×130+75m)的连续刚构箱梁桥作为工程背景,采用Midas/Civil有限元软件建立计算结构模型,通过加固前后荷载试验数据对比分析得出,承载能力提高7.6%,挠度值下降35.1%,应力值下降30.3%。结果表明,体外预应力加固连续刚构箱梁桥可以有效地提高结构的极限承载能力,提高整体刚度,改善结构受力状态,为进一步研究体外预应力加固混凝土结构设计提供理论分析的参考依据。     

超大跨径单向预应力UHPC连续箱梁桥概念设计与初步实验

提出一种超大跨径超高性能混凝土(UHPC)连续箱梁桥新体系。新体系梁桥将超高性能混凝土(UHPC)、密集横隔板薄壁箱梁和部分体外预应力有机结合,变传统三向预应力为纵向单向预应力结构,不仅提升了梁桥跨径,而且可消除传统大跨径PC梁桥的主梁过度下挠和梁体开裂两类病害,通过对跨径400m的UHPC连续箱梁桥试设计,结果表明,新体系箱梁桥各种板件的厚度大幅度减小,密集横隔板有效降低了箱梁的横向应力,上部结构自重可减轻约50%,具有良好的经济性,单向预应力完全可行。进行了UHPC梁的徐变性能和腹板抗剪性能模型试验。试验结果表明:UHPC梁的徐变变形仅为常规梁的20%,密集横隔板进一步提高了腹板的抗剪能力。超大跨径UHPC连续箱梁桥是一种在安全、经济、耐久各方面极具竞争力的梁桥方案,可适用于400m级跨径的连续体系梁桥。