大跨度预应力混凝土连续刚构桥箱梁底板裂缝成因分析

针对某些连续刚构桥在张拉底板预应力筋时和成桥运营时发生的底板崩裂和底板裂缝事故进行分析,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;且通过力学分析得到不使底板开裂的底板预应力曲线半径、钢束定位成折线产生转角和合龙段的高差的合理范围;并提出了平衡每根底板纵向预应力筋产生的径向力所用箍筋的间距与单肢箍筋截面面积的关系式.     

大跨P.C.箱梁桥施工期合龙段底板开裂破坏机理

针对大跨预应力混凝土箱梁桥对称悬臂浇筑施工过程中合龙段底板开裂破坏问题,对其开裂破坏机理和相应防治对策进行了研究.将合龙段底板开裂破坏特征划分为局部崩裂破坏、整体撕裂破坏、整体崩裂破坏等3种典型破坏特征,结合3个典型破坏案例,进行全结构空间实体单元施工全过程仿真分析.研究结果表明:底板局部崩裂破坏属于混凝土斜截面受剪破坏,底板整体撕裂破坏属于混凝土受拉破坏,底板整体崩裂破坏属于混凝土徐变受压破坏.根据典型破坏特征对应破坏机理的分析结果,在防治对策上提出了减小作用效应和提高结构抗力2种主要应对措施,在构造措施上建议增加底板横向箍筋以提高底板三向应力状态下的承载能力.     

预应力混凝土连续刚构桥底板崩裂成因及处理方案

对连续刚构桥中跨底板混凝土在纵向预应力束引起的径向力作用下可能崩裂的现象进行了分析,分析了崩裂的原因,阐述了径向力、箍筋应力的计算过程及径向力纵桥向分布情况;提出了避免这种崩裂的一些措施。结合工程实例探讨了对已压浆情况下崩裂问题的处理方案。本研究中的分析处理方法适用于其它空间配束的桥型。     

箱梁合龙段底板崩裂机理及设计

基于非线性有限元数值模拟方法,考虑混凝土非线性力学特性,建立了包含竖向双层波纹管孔道的精细化数值有限元模型,分析了箱梁合龙段底板从开始加载至最终破坏的损伤发展过程.基于精细化数值模型分析结果,讨论了崩裂成因.研究表明,箱梁合龙段底板崩裂成因共有5种:孔肋间混凝土竖向受拉、波纹孔道下方混凝土冲切、孔肋顶部和底部混凝土横向开裂、波纹管与混凝土的剥离以及底板弯曲开裂和梗腋位置剪切开裂.根据5种崩裂成因出现的先后顺序,认为控制底板崩裂破坏形式为波纹管下方混凝土冲切破坏及孔肋间竖向受拉破坏.最后,提出了孔肋间受拉破坏承载能力设计公式和底板抗冲切承载能力设计公式.     

预应力混凝土连续箱梁合拢段底板开裂机理

为了分析预应力混凝土连续箱梁桥在合拢时出现底板上下分层开裂的原因,采用了三维有限元方法对在连续索张拉过程中跨中底板的应力状态进行了计算.定性分析了导致底板上下分层开裂的机理.结果表明,单纯的向下径向力与底板纵向泊松比效应均不是导致底板上下分层的本质原因,而纵向预应力筋在7     

变截面箱梁桥跨中底板径向力效应分析

结合国内数座桥梁底板下崩事故,探讨了预应力径向力作用下变截面箱梁桥底板开裂和下崩机理。然后,研究了径向力效应空间有限元分析合理建模方法,并通过实例验证了方法的可靠性。     

PC箱梁桥底板横向应力计算方法及试验

为了解决预应力变截面箱梁桥合龙段底板横向应力难以准确计算的问题,提出了一种能够相对准确计算合龙段附近径向力大小的方法,并在弹性支承框架法和刚性支承框架法的基础上,发展了一种以腹板抗拉刚度近似弹性支承刚度的"近似弹性支承半框架法";对一座单箱多室箱梁桥合龙段底板在不同预应力索张拉工况下的横向应变进行了实桥测试,并利用三维有限元程序进行了数值模拟计算。结果表明,理论计算、实桥测试和有限元模拟结果三者之间吻合较好,说明提出的计算方法能够有效用于此类箱梁桥合龙段底板横向应力的计算。     

基于钢束应力测试的预应力混凝土箱梁承载力评估方法

为了解决在役开裂损伤预应力混凝土箱梁桥安全性能的量化评估问题,在局部预应力钢束有效预应力测试的基础上,开展开裂损伤预应力混凝土箱梁桥承载力评估方法研究。首先,基于参数识别与修正思想,将预应力瞬时损失中的摩阻损失和反摩阻损失值用摩阻损失相关参数表示,提出一种基于表层钢束应力推定内层钢束应力的方法,解决预应力混凝土桥梁钢束沿程实际应力分布的量化表达问题。其次,考虑截面受拉区混凝土抗拉强度影响,推导考虑受拉区混凝土开裂影响的截面分析迭代公式,提出迭代求解方法和步骤。最后,开展3片实梁足尺模型试验,采用预应力钢索张力测试仪对开裂损伤的试验梁跨中截面表层钢束进行了应力测试,并将提出的方法应用于钢束有效应力预测,得到了跨中截面所有钢束的应力推定值。进行了桥梁极限承载力试验,得到全过程加载下的结构受力与变形实测值及破坏模式,并将理论算法与试验测试结果进行对比分析。研究结果表明:各级荷载下的试验梁应变理论计算值与试验测试值具有较好的一致性,提出的钢束应力预测方法和截面分析方法能准确反映开裂损伤预应力混凝土箱梁的力学特征,可用于开裂损伤的预应力混凝土箱梁桥运营期间承载能力的量化评估。     

预应力混凝土箱梁桥竖向预应力孔道对腹板截面

以两片安装竖向筋试验简支梁为基础,进行了预应力混凝土箱梁桥竖向预应力孔道对腹板截面削弱的研究,试验表明在不灌浆情况下梁开裂荷载提前,箍筋应力、混凝土表面主拉应增加明显,同时对试验梁进行了有限元分析,试验结果与有限元分析一致。研究表明加强竖向预应力灌浆质量的检测与管理对防止预应力混凝土箱梁桥的开裂有重要意义,同时为分析这类桥的开裂原因提供了理论与试验依据。     

某预应力连续梁桥底板崩裂后的加固方法及其有限元分析

某大跨连续梁桥主跨跨中段进行预应力筋张拉后,由于部分定位钢筋未安装到位,跨中底板混凝土在预应力径向力作用下出现崩裂现象。针对该情况下的开裂现象提出了加固方案,并采用ANSYS建立该桥局部模型模,对需修复梁段的底板及顶板在加固设计方案中不同阶段的受力情况进行模拟及计算分析,确定该加固方案可行有效。     

逆做法施工坑底回弹对支护结构的影响

在天津开发区软土中设计了第1个采用盖挖逆做法的深基坑.盖挖逆做法有安全、基坑变形对环境影响小等特点.但是,逆做法施工时基坑回弹常引起结构不均匀回弹,回弹在支撑柱中引起附加轴力,此时若支撑柱失稳则导致水平楼盖坍塌;对有支撑柱的内支撑基坑,支撑系统因回弹引起附加弯矩,梁板在过大的附加弯矩作用下易开裂,为此,必须正确计算基坑开挖中的回弹量及其影响.为此采用有限元分析结合实测研究了逆做法施工中的基坑回弹问题,探讨了其对楼板和支撑柱回弹的影响,发现最大的竖向差异沉降发生在围护结构与紧邻围护结构的第1根支撑柱之间,并且楼板与围护结构刚接时,基坑回弹在楼板边缘引起较大的附加弯矩,节点处需要加强.     

预应力混凝土平面曲线箱梁裂缝

针对预应力混凝土曲线箱梁,产生径向水平压力的平面曲线力筋易使混凝土腹板超载,而造成混凝土破坏,并使力筋拉直等问题,应用翘曲扭转理论,分析了预应力混凝土平面曲线箱梁在张拉平面曲线形纵向力筋时,将在腹板中产生横向力,以及桥墩和桥梁支座约束作用,局部板中力筋的径向力使竖向跨越的腹板产生剪力和弯矩等产生裂缝的原因,提出了在设计与施工中应采取保证力筋的保护层厚度,充分调整力筋曲率的作用,设计计算必须考虑侧向预应力,保证在力筋弯曲的部位、管道不出现尖弯等措施。为平面曲线桥梁的设计与施工提供了一定的理论依据。     

大跨径混凝土箱梁桥剪切开裂及下挠原因

从设计角度对大跨径预应力混凝土箱梁桥的剪切开裂及下挠原因进行了分析.采用考虑截面翘曲在内的7自由度空间直梁计算模型和空间梁格计算模型对某工程实例进行了计算比对.结合工程实例,计算分析了箱梁活载剪应力放大系数,探讨了箱梁底板开裂和剪力滞效应对挠度的影响.     

铰接预应力混凝土空心板梁桥的空间受力行为及加固分析

为研究铰接预应力混凝土空心板梁桥沿铰缝产生裂缝的病害机理及其加固方案,以某装配式空心板桥为背景,通过利用实体单元对包括企口铰缝在内的准确模拟,建立空间有限元模型进行数值分析.通过分析控制截面处相关应力值,得出铰缝处横向应力超标为产生此病害的主要原因;在此基础上,提出采用增设横向预应力体系进行加固和改善桥梁横向受力的2种...     

基于抗裂要求的楼面梁预应力筋数量及其影响因素探讨

在房屋建筑结构的楼面预应力梁设计中,一般需要先行估算预应力筋的数量,传统的基于经验的估算方法往往误差较大.对满足各级抗裂要求所需的预应力筋数量进行了研究.首先列出3种抗裂等级所对应的预应力筋数量的表达公式,引入合理假定后,得到预应力梁跨中和支座处所需预应力筋数量的简化计算公式.之后对预应力筋数量的各种影响因素(梁截面形状、梁跨度、梁截面宽度、抗裂等级、板厚、预应力筋位置等)分别进行了讨论,得出了预应力筋数量与各因素的关系曲线,再将各因素对预应力筋数量的影响程度进行了比较,为结构设计人员在初步设计阶段估算预应力筋数量提供了一种较为准确的依据.     

某无梁板桥基于活载产生裂缝仿真与实验研究

本文主要是研究某无梁板桥桥梁产生裂缝的原因,根据《公路桥涵设计通用规范》等相关规范的规定,应用无梁板桥的分析理论,通过MIDAS仿真分析软件建立无梁板桥有限元模型。借助于该桥在活荷载作用下的变形、最大弯矩等力学参数,从活载方面分析了该桥裂缝产生的原因,并提出了加固建议,为相关桥梁裂缝原因研究提供参考。     

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。     

单索面斜拉桥主梁变宽段模型试验方法

在研究单索面混凝土斜拉桥边跨具有变宽段受力情况的模型试验中,将斜拉索力分解为水平和竖向2个分力,水平分力通过张拉布置在箱梁内的体外预应力钢束来模拟,竖向分力通过设置在主梁底部相应位置的弹性支撑梁提供的竖向反力来模拟;通过桥面分布荷载、边界条件荷载和斜拉索荷载的同步协调加载来保证各工况荷载在结构变宽段内引起的轴力和弯矩均与实桥的相似,从而保证模型截面应力与实桥的等效。分析计算和试验结果表明:在各工况荷载作用下,模型变宽段内的顺桥向弯矩与实桥相应荷载下的弯矩基本相似,各工况加载模式正确反映了实桥的受力状态;试验值的分布规律与理论值的分布规律吻合较好,各工况荷载作用下模型截面应力与实桥截面应力等效;研究成果也为同类桥梁的研究提供了一定的理论和试验基础。     

宽底板预应力混凝土桥梁横向应力分析

通过对预应力混凝土桥梁横向应力分析,发现对底板比较宽的箱形和槽形截面的预应力混凝土梁,其底板不但受到预应力作用,还要承受一定的横向弯矩,在横向没有预应力的情况下容易出现危害较大的纵向裂缝.但我国规范JTGD62—2004以及TB10002.3—2005对混凝土构件的横向应力并没有明确的规定,国外规范对此考虑的也不完全,但有借鉴之处.最后建议国内外规范对预应力混凝土构件的横向应力作出明确规定,保证桥梁的正常使用.