预应力CFRP加固混凝土桥梁非线性分析

为研究预应力CFRP加固混凝土桥梁的受力性能,以阜新市东环路大桥加固工程为背景,应用预应力CFRP对其进行加固。运用ANSYS软件对6组预应力CFRP加固的混凝土桥梁的受力性能进行了数值模拟,得到的荷载—挠度曲线与理论结果吻合较好,验证了有限元模型的准确性,在此模型基础上对预应力CFRP加固混凝土桥的受力性能进行了非线性分析,研究了预应力CFRP加固中预拉力值大小、粘贴层数对被加固桥梁受弯性能的影响。结果表明,预应力CFRP加固桥梁较非预应力CFRP加固桥梁其屈服荷载与极限荷载提高20%~40%,挠度降低25%~55%,混凝土与CFRP之间剥离的应力产生几率大大减小,有效解决了非预应力CFRP加固梁所产生的应力应变滞后的问题。     

弯曲应力引起的预应力混凝土箱梁开裂

应用弯曲应力理论,研究了预应力混凝土箱梁弯曲裂缝产生的位置、范围及宽度,分析了产生裂缝的原因。发现在预应力混凝土桥梁中,跨径越大,在箱梁内对称挠曲的纵向弯曲应力是主要的,而偏心荷载引起的扭转应力是次要的;弯曲应力是预应力混凝土箱梁开裂的主要原因,单一原因产生很大裂缝的情况是很少的,但与其他原因一致作用时就会产生开裂。     

基于交通量调查的大跨PC箱梁跨中区段疲劳应力谱

为分析大跨径预应力混凝土(简称PC)箱梁跨中区段在车辆荷载作用下的疲劳累积损伤,以某PC连续刚构桥为例,对车辆荷载产生的疲劳应力谱进行了研究.首先,运用实桥交通量调查数据,计算得到了等效标准疲劳车的总轴重,据此从相关设计规范中选取了标准疲劳车模型.其次,运用Newmark法进行了动力时程分析,得到了标准疲劳车通过全桥时跨中截面的内力历程,并运用雨流计数法对内力历程进行了计数处理.然后,根据实桥交通量调查数据,分析了桥梁设计基准期内疲劳荷载的循环次数.最后,依据Miner线性累积损伤理论以及桥梁实际受力状况,分别确定了200万次室内疲劳试验的等效疲劳应力幅和疲劳平均应力,由此得到了由车辆荷载产生的疲劳应力谱.     

复杂状态下桥用高强混凝土收缩徐变性能试验

针对大量大跨度预应力混凝土桥梁长期变形难以准确预测的现状,分析了多种高强混凝土收缩徐变预测模型分别在实验室和实际桥梁工程条件下的适用性,指出了现有预测模型并没有考虑大跨度预应力桥梁桥用混凝土早期受循环荷载作用等特点.制作了7组不同应力比、不同荷载循环周期的试件,对混凝土的收缩徐变性能进行了测试与分析.研究结果表明,高强...     

梁桥在特种车辆荷载下结构安全评估

以某跨庞184.9 m的预应力混凝土分体箱梁桥为研究背景,在特种车辆荷载的作用下主要对现有桥梁结构安全弼进行评估分析.结合工程实践,采用有限元软件Midas/civil 2018,分析了特种车辆荷载通行时,对桥梁承载力的廥响.选择桥梁结构中主要的力学参数:正截面承载力、斜截面承载力、变廝和应力进行了系列验算.研究结果表明,控制弼截面的各种承载力可以满足特种车辆荷载通行要求,变廝和应力符合要求.     

预应力电热后张法在大型砼蓄水池工程中的应用

预应力是砼的特点。是在使用荷载作用前，对在砼构件或作用于结构中的高强度钢筋进行张拉，使砼获得预压应力，或称预先建立内应力的砼。其内应力的大小与分布应能抵消或减少使用荷载作用产生的应力，砼的内应力即预压应力是通过张拉预应力钢筋获得的。     

桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因及防治对策

造成桥梁出现裂缝的原因是多种多样,非常复杂的,设计疏漏、施工低劣、监理不力,均可能使混凝土桥梁出现裂缝。混凝土裂缝产生的原因主要可分为两大类：第一类在荷载的作用下,使桥梁的某个部位产生裂缝,但是很少见的,也是不允许出现的。第二类是由于变形荷载产生的裂缝,在桥梁砼施工中较为普遍。变形荷载的变形作用主要包括气温、水泥水化引起温差使混凝土变形,地基不均匀下沉使混凝土开裂变形,预应力梁施工中预应力筋放张,不均匀受力使混凝土开裂变形等均属变形荷载作用。     

移动荷载作用下桥梁动态响应的数值模拟

对车桥系统耦合振动理论进行了分析,研究了桥梁在移动车辆荷载作用下的强迫振动,分析其共振条件及移动荷载作用下桥梁的行为特性,并采用数值模拟计算的方法,比较了桥梁在匀速常量力和匀速简谐力作用下的动态响应,得出在移动荷载作用下桥梁产生的变形和应力,为桥梁的设计提供依据.     

克服典型病害的新型预应力混凝土空心板梁设计

提出了一种新型预应力混凝土空心板梁结构形式。采用匹配预制,界面设置剪力键的方法解决铰缝问题;采用双向预应力筋布置,保证桥梁纵向受力的同时,也防止了梁体纵向裂缝的出现,并保证匹配界面存在压应力。同时,采用底板开孔的方法,减少预应力混凝土空心板梁内外的温差,采用顶板切槽式拉毛,保证顶面桥面铺装与预应力混凝土空心板梁的粘结作用。设计算例的有限元分析表明,匹配预制双向预应力开孔混凝土板梁的底板,纵桥向和横桥向压应力储备分别大于2.58 MPa和0.16 MPa,有效的防止了底板纵向裂缝和铰缝病害的产生。     

预应力混凝土连续箱梁桥裂缝成因分析及其长期监测

针对在桥梁建造和使用过程中出现的因裂缝而影响工程质量的问题,通过对一座在使用初期箱梁底板出现裂缝的在役预应力混凝土连续箱梁桥的长期监测、车辆荷载试验以及有限元法模拟分析,探讨了预应力混凝土连续箱梁的裂缝成因及其裂缝对使用性能的影响.结果表明,交通运输量的迅速增长导致了桥梁实际使用荷载超过当年设计荷载,使得箱梁的横向应力超过了混凝土的抗拉强度,是预应力混凝土连续箱梁桥出现纵向裂缝的一个主要原因。     

框架结构中无粘结预应力筋极限应力

为了研究各种结构形式中影响无粘结预应力钢筋(UPS)应力变化的主要设计参数,通过非线性有限元分析给出能全面准确计算各种不同结构形式中UPS极限应力的计算公式。分析了影响UPS应力变化的主要参数综合配筋力比、预应力度、配箍率、跨高比、荷载形式、结构形式对框架结构中UPS极限应力的影响。结论是:对框架结构中UPS极限应力影响较大的设计参数有综合配筋力比、配箍率、跨高比、水平荷载效应比。修正了UPS极限应力的计算公式。结果表明:现有规范ACI318-89、BS8110、JGJ/T92-93计算结果存在局限性,特别是对承受较大水平荷载的无粘结预应力混凝土框架的设计存在不安全的情况。对修正公式、规范公式与试验结果进行了对比。在承受较大水平荷载的框架结构中采用修正公式计算UPS极限应力更准确、对结构使用更安全。     

滨州黄河大桥主梁边箱模型试验

滨州黄河大桥主桥是三塔预应力混凝土斜拉桥,主梁为预应力混凝土箱梁.为加强主梁受力的整体性,抵抗静载和动载产生的横向弯矩,横梁结构内设置了横向预应力钢束.进行标准梁段足尺模型试验,观测试验模型横向预应力钢束张拉后,主梁边箱测点的应变,以及模型表面混凝土裂缝的情况.采用空间有限单元法,建立主梁节段的计算模型,对主梁边箱在横向预应力作用下的受力特性进行分析.研究表明,在张拉横向预应力钢束以后,主梁边箱斜腹板中部会出现高拉应力区以及混凝土裂缝.可以采取在边箱上翼板内增设纵向预应力束、增设边箱斜腹板内纵向非预应力钢筋等技术措施来改善边箱斜腹板的受力情况,避免混凝土裂缝出现.     

基于损伤模型的聚碳酸酯板桥异常裂缝成因分析及处置

预应力钢筋混凝土简支板桥由于自身结构简单、便于施工、较强的适应性以及较为经济等优点,如今仍被用作桥梁首选的桥型设计之一。但其也存在一些不足之处,许多桥梁在通车不久就相继出现不同的病害,其中梁板横向裂缝与纵向裂缝病害较为常见,将会对桥梁结构的安全性及耐久性产生较大影响。以一个先张法预应力混凝土空心板桥梁作为依托工程,分析了该桥梁端异常横缝产生的原因,通过有限元分析软件ABAQUS建立单梁的1/4模型进行分析,探讨预应力空心板梁在超载及预应力逐渐损失的情况下,对梁端产生横向裂缝的影响。结果表明:随着荷载的增大和预应力的不断损失,梁端附近混凝土损伤较为严重,且应力应变最先达到最大,先于其他部位出现开裂。在此基础上,通过TRM加固方法对损伤梁进行加固处理,整体承载能力显著提高,破坏形态明显改善。     

不同梯度温度作用下曲线桥梁的温度效应分析

梯度温度作用在曲线桥梁中会产生较大的温度应力,这会影响到桥梁结构的安全性和耐久性.文章采用通用有限元程序ABAQUS建立了某曲线梁桥的空间有限元模型,分析了不同国家规范的梯度温度荷载模式下结构的变形和内力.结果表明:不同温度模式的计算结果差距很大,例如采用新西兰规范、中国规范和英国规范的计算结果较为保守;截面最大主应力出现在中腹板与顶板相交的位置;不同曲率半径下的曲线桥梁横桥向应力极值变化较大,顶板的横向配筋应考虑曲率半径的影响.     

在役索桁组合连续钢桥承载力综合评估方法

以广州海珠桥（索桁组合连续钢桥）为实例，采用仿真分析方法对其加固前后进行跟踪分析，通过取样试验确定了材料参数，在实际加固过程的体系转换后，采用应力释放得到部分杆件应力，结合全桥有限元分析，准确地掌握了该桥的实际工作状态。同时进行了计入锈蚀损伤的非线性分析，对承载力进行了综合评定。加固跟踪分析结果表明，桥梁加固后承载能力有较大提高，工作性能明显改善；非线性分析表明，锈蚀损伤对结构极限承载力影响不大，桥梁安全储备较大。     

外贴碳纤维布材加固预应力混凝土梁桥效率研究

采用外贴碳纤维布材加固预应力混凝土梁桥时,由于碳纤维的应变很小,设计容许应变值只有0．01,这限制了预应力钢筋的应变,预应力筋的高强度由于应变的限制而不能发挥,降低了加固效率。通过计算分析发现相对受压区高度对降低加固效率影响最大,预应力筋消压水平影响次之。在综合分析的基础上提出：因超载车辆引起变形裂缝的梁桥,采用外贴碳纤维布材加固方法效果最好。     

预应力混凝土连续弯梁桥墩顶开裂分析

为研究预应力连续弯梁桥墩顶开裂或主梁侧倾的原因,将预应力钢束对混凝土梁的作用简化为等效荷载,用三维梁单元对预应力张拉施工过程进行了有限元模拟.对采用墩梁固结的预应力弯梁桥进行计算的结果表明,张拉时所引起的独柱墩顶弯矩的方向和自重引起的弯矩方向相同,并大一个数量级,此二者共同作用是造成预应力混凝土连续弯梁桥墩顶开裂或主梁侧倾事故的原因.并通过对比计算,提出了预防墩顶开裂的建议.     

盖梁粘钢法加固的效果分析评价

针对某座桥梁下部结构盖梁采用粘钢法进行加固，对其加固效果采用有限元模型进行仿真分析计算．并通过现场荷载试验进行验证。理论分析与荷载试验结果的一致性表明采用有限元仿真分析方法能够对桥梁加固效果进行准确的评价。     

某城际铁路车站天桥主动托换施工方案

为解决城际铁路钢箱梁天桥桩位跨径变化后托换施工的若干关键技术问题,采用主动托换支架结构、PLC同步顶升主动托换、钢箱梁横隔板底部局部加固等关键技术,提出一种可靠的主动托换施工方案,并采用有限元软件分析PLC顶升时结构的力学行为。研究表明,实施主动托换后,桥梁上部结构的传导路径变为上部结构→桥墩→托换支架→地面,原有桥墩在人为截断后不再承受来自桥梁上部结构的荷载,可有效解决上部结构的受力托换问题;相比于被动托换中原桥墩截断瞬时转换荷载传递路径,主动托换通过可控制千斤顶分级加载、顶升过程和可补偿被动托换时托换柱受荷载作用之后的弹性压缩,使荷载传递路径转换更为平稳,从而有效保护桥梁结构。     

空心板梁桥"单板受力"病害机理及其加固处治研究

首先建立了6种跨度空心板梁桥的梁单元模型,分析得出荷载横向分布规律.通过对一10 m跨度桥梁实体模型的数值分析,讨论了桥梁"单板受力"病害产生的原因,并提出了4种加固方案.然后通过比较分析底板竖向位移、横向应力以及等效应力;综合各方案的优缺点,确定了最优加固方案,为"单板受力"病害的防治提供了理论依据.最后提出了增加结构横向刚度、保证施工质量等措施,以期能有效地防治"单板受力"病害.