三向预应力混凝土斜拉桥箱梁裂缝研究

为分析混凝土水化热和三向预应力钢筋张拉顺序对斜拉桥预应力箱梁施工裂缝的影响,建立了嘉陵江大桥空间有限元实体模型,通过模拟现场实测温度场和选取3种不同的预应力钢筋张拉工序,分析水化热和预应力钢筋张拉顺序对箱梁顶板、底板和腹板受力特性的影响,并对比分析结果和实际裂缝情况。结果表明:水化热是嘉陵江大桥箱梁底板和腹板产生施工裂缝的一个重要原因;但是单纯的水化热不能使腹板产生裂缝。横向和竖向预应力钢筋滞后纵向1～2个节段张拉的施工工艺使得底板施工前期拉应力增长较快;且使得腹板在施工过程中拉应力变大。因而,预应力钢筋张拉顺序成为嘉陵江大桥箱梁底板和腹板产生施工裂缝的另一个重要原因,但是预应力钢筋张拉顺序对箱梁最终状态应力影响很小。     

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。     

预应力混凝土箱梁桥腹板施工裂缝成因与对策

为了找出预应力混凝土连续箱梁桥施工过程中,腹板有可能出现斜向裂缝的原因,运用光纤技术对预应力张拉过程进行监测,并利用有限元软件ANSYS对结构进行模拟分析。结果表明：有斜向预应力钢束区域大部分范围内的第一主应力均大于2.60MPa,得知裂缝是腹板内主拉应力超过混凝土抗拉强度所致,受腹板纵向预应力布置方式的影响。     

混凝土箱梁桥竖向预应力作用下腹板应力场分析

基于有限元分析方法和差分分析方法,对预应力混凝土连续箱型梁桥的腹板竖向预应力作用下的应力场进行了分析,并与现行设计方法进行了比较,指出了腹板开裂的主要原因.分析表明腹板竖向预应力大小不能按现行桥梁设计规范进行设计.为指导砼箱梁桥设计和防治砼箱梁桥开裂,修改有关设计规范提供了理论依据.图12,表2,参5.     

横张竖向预应力箱梁腹板加固新技术探索

为解决箱梁腹板开裂加固难的问题,提出新的"横张竖向预应力"加固方法,并运用有限元分析软件进行仿真分析,验证了其加固效果和可行性,为大跨度混凝土箱梁桥腹板开裂加固提供了新途径.     

30米预制箱梁后张法预应力施工控制

1工程概况惠济河位于河南省商丘市柘城县境内,桥梁全长367.48m,中心桩号K142＋272,与惠济河交角50°,桥面净宽25m,上部结构为12跨30米装配式部分预应力混凝土连续箱梁,每片箱梁左右腹板对称布置预应力筋4束,共8束（见图1）。本文主要以该桥箱梁腹板束的预应力张拉施工为例浅谈后张法预应力施工控制。     

基于ANSYS的等截面连续箱梁桥腹板裂缝分析

腹板裂缝是预应力混凝土连续箱梁桥的主要病害之一,但目前相关的研究较少,为此,文中依据某等截面预应力混凝土连续箱梁桥的病害检测结果,采用有限元软件ANSYS对比了不同厚度的梁桥腹板的主拉应力,分析裂缝产生的原因,并采用外贴钢板、环氧树脂封闭等加固措施对连续箱梁桥进行加固和跟踪检测.结果表明:腹板裂缝的出现与腹板厚度及腹板所配腹筋有关,这进一步验证了腹板厚度应大于60 cm的观点;加固后腹板裂缝的宽度和长度均未出现扩展和新增现象,表明该加固方法可有效控制腹板斜裂缝的扩展,该加固方案是可行和有效的.     

配置竖向预应力筋混凝土箱梁抗剪性能试验

通过对2组配置竖向预应力筋的钢筋混凝土箱梁进行受剪试验,研究了竖向预应力筋张拉与不张拉,预应力孔道灌浆与不灌浆对混凝土箱梁抗剪性能的影响,对比分析了不同参数下试验梁的破坏形态、裂缝行为、荷载-挠度关系、开裂荷载、抗剪承载能力、腹板应变以及竖向预应力筋应变等的发展规律.结果表明:对于本文试验梁,竖向预应力可将开裂荷载提高16%,竖向预应力筋张拉端的抗剪承载力比不张拉端增加2.3%,不灌浆端的抗剪承载力比灌浆端减小9.3%.由此说明,适当地施加竖向预应力可以较好地提高腹板开裂荷载,并对抗剪承载力有积极贡献,但如果灌浆不饱满则会对抗剪承载力产生很大折减.     

某变高度预应力箱梁桥合拢段底板崩裂破坏机制

 针对某变高度预应力混凝土箱梁桥在施工期间合拢段底板发生崩裂的现象,通过有限元数值模拟得到了箱梁底板在预应力筋管道剖面上的竖向应力分布情况,然后对影响底板竖向拉应力的外部因素进行了敏感性分析,在此基础上探讨了该桥底板崩裂的破坏机制.结果表明：弯曲预应力束的径向力与预应力束管道偏离设计位置而产生的附加径向力,是导致底板开裂的主要原因;在纵向压力作用下,底板开裂后的箱梁节段最终会发生失稳破坏即出现崩裂.     

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.     

箱梁大体积混凝土冬季施工水化热效应研究

针对连续箱梁0#、1#块大体积混凝土因浇筑时水化热温度应力导致的早期开裂现象,基于遵循能量守恒定律的热传导基本理论,利用有限元软件MidasFEA的水化热分析模块,分析了在墩顶3m厚横隔板内有冷却水管作用时,冬季大体积混凝土箱梁"二次浇筑"的早期水化热温度场和应力场.计算表明,水化热引起第一次浇筑混凝土横隔板的棱角处及接近上下层交界面附近的早期温度应力是不容忽视的.根据研究结论,提出了一些控制水化热温度效应的合理建议,可供同类工程参考.     

PC箱梁墩顶块水化热温度冲击模型及空间仿真

针对目前PC箱梁墩顶块在施工过程中由于水化热导致出现裂缝现象,结合实际工程,综合考虑混凝土密度,比热容,热传导系数的温度时变效应,建立水化热温度冲击模型,采用单元生死技术和子模型技术对PC箱梁墩顶块水化热温度场进行空间数值仿真。经与实测数据对比说明:水化热温度冲击模型准确、实用;腹板与底板、腹板与顶板、腹板与横隔板交合处混凝土浇筑量较大,产生大量水化热,导致浇注温度很高;并向表面依次降低,由里及外温度梯度分布宽度逐渐小;采用单元生死技术能有效模拟混凝土箱梁分层浇筑或多层浇筑;子模型技术适合PC箱梁墩顶块局部精细分析,可解决单元划分所导致的复杂结构水化热热量传导梯度过大及阶跃现象。该成果对工程实际具有一定的参考价值。     

合蚌客专350km/h单线试验箱梁工艺试验研究

350km/h客运专线单线后张法单箱单室预应力混凝土简支箱梁属首次应用。为验证其各项指标,进行了4榀箱梁的试验工作。重点阐述了试验箱梁的工艺试验,包括箱梁预制、混凝土强度与弹性模量的发展变化、梁体混凝土水化热、试验箱梁预应力瞬时损失、终张拉预应力效果及弹性上拱度测试、预应力的传力长度及吊梁阶段测试结果。     

基于横张增量法的PC梁桥现存应力测试与评估

针对目前预应力混凝土桥梁由于多方面因素造成的预应力损失,基于静力平衡原理,通过横张增量法对实桥进行预张力测试,采用线性条件下二级间增量方式消除误差,得出实测桥梁的目标钢束现存应力,并与规范中理论设计值进行对比分析,确定在役桥梁预应力储备状况。研究结果表明：实测箱梁跨中8根正弯矩束中,有3根钢束有效预应力实测值小于设计值13.36%～23.7%,墩顶4根负弯矩束实测值较设计值大16.86%～24.59%,由此说明,PC箱梁预应力损失较严重,主梁刚度有所下降。     

变截面箱梁桥悬臂施工过程剪力滞效应

为了研究剪力滞效应对变截面箱梁桥悬臂施工过程的影响,以某新建(48+80+48)m变截面预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,通过理论分析、数值模拟和现场试验的手段,对变截面箱梁桥悬臂施工过程中的剪力滞效应进行了研究。研究发现：变截面箱梁桥在施工阶段的自重荷载作用下,翼板出现负剪力滞效应,剪力滞效应在固定端最小,且随离固定端距离的增大而增大。在整个施工阶段,0号块截面和1号块截面的剪力滞效应变化规律基本一致,均在箱梁顶板位置出现负剪力滞,箱梁底板位置出现正剪力滞,随着施工的进行,剪力滞效应逐渐减小。梁体的合龙对底板的剪力滞效应影响较明显,其中0号块截面和1号块截面的底板剪力滞出现了由正剪力滞变成负剪力滞的现象。随着施工的进行,0号块截面顶板和腹板交接处的剪力滞系数逐渐增大,在底板和腹板交接处剪力滞系数逐渐减小,1号块梁端截面顶板和腹板交接处、底板和腹板交接处剪力滞系数逐渐减小。     

Design of steel box girder for Taizhou Yangtze River Highway Bridge

Taizhou Yangtze River Highway Bridge is the first three-pylon two-span suspension bridge in China. The main girder adopts flat steamline steel closed box girder which has well wind-resistant capability and is technically mature besides beautiful appearance. Straight web plates of the steel box girder in longitudinal direction are proposed in order to ensure the integrity of the steel box girder, and to keep the stress of the steel box girder continuous in the middle pylon, as well as to reduce the gradient of the middle pylon columns. The cross section of the box girder has one box with three cells. Solid-web diaphragm plate with good integrity and high torsional stiffness is adopted. The lifting lugs are utilized in the anchors of suspender cable. In this paper, selection of the cross section of the steel box girder, the general structure design, local structure design and main structure calculation results of Taizhou Yangtze River Bridge are introduced emphatically.     

宽幅多室波形钢腹板PC组合箱梁施工技术

波形钢腹板PC组合箱梁桥是一种经济、高效、施工简便的新型桥梁结构形式,随着我国对波形钢腹板PC组合箱梁结构研究的不断深入和应用技术的成熟,它将在我国的桥梁工程中得到愈来愈广泛的应用。以卫河特大桥为例,对宽幅多室波形钢腹板PC组合箱梁的施工技术及工艺进行了阐述。