预应力混凝土连续梁预拱度研究

预应力混凝土连续梁广泛应用于桥梁建设中,桥梁施工和运营过程中都会产生向下的挠度,为使桥梁最终线形与设计线形一致,需要对桥梁线形进行合理控制,而桥梁线形控制主要通过对预拱度的合理设置来实现。通过对桥梁挠度的影响因素进行分析,得出各影响因素是合理设置预拱度的关键,为新建桥梁预拱度设置提供了可靠的参考依据。     

多跨长联预应力混凝土连续梁桥预拱度设置方法分析

多跨预应力混凝土连续梁桥在设计中设置合理的预拱度能够消除施工过程中各种荷载对线形的影响，减少后期运营过程中的收缩徐变、后期预应力的损失、活载变形等产生的下挠现象。本文通过对现行规范规定的连续刚构桥预拱度设置的方法进行研究，提出了预拱度设置的合理建议。     

客运专线大跨度悬灌连续梁施工线形控制技术

以大西客运专线渭蒲连续梁为例,介绍了高速铁路客运专线大跨度预应力混凝土连续梁挂篮悬臂浇筑法施工时梁体的线形控制.利用数值模拟的方法,分别计算出了桥梁在恒载作用下的累积位移、活载位移,以及预拱度的设置.通过误差分析和施工状态预测对计算模型进行修正,使梁体的线形控制结果达到设计要求.     

波形钢腹板预弯工形梁的试验研究

对新型结构波形钢腹板预弯工形梁的制作工艺和承载性能开展了探索性研究.通过制作缩尺试验梁,着重分析了波形钢腹板钢梁在预弯力作用下的挠度和反弹后一期混凝土的压应力,并采用静载试验测试了对称集中荷载作用下的梁体变形、开裂弯矩、破坏形态和极限承载力等.试验结果表明,在预弯力作用下波形钢腹板具有良好的稳定性.释放预弯力后波形钢腹板钢梁能够有效地将预应力施加在一期混凝土上,跨中下缘混凝土的压应力为12.9 MPa.试验梁具有良好的抗弯刚度、延性和抗裂性能,其开裂荷载约为极限承载力的47%.理论与实测结果表明,波形钢腹板预弯工形梁的竖向剪切挠度占总挠度的22.4%,在计算挠度时需考虑剪切变形的影响.     

基于静力平衡微分法的连续梁桥边跨预拱度线形研究

后张法预应力连续梁桥边跨预拱度线形通常是采用二次抛物线,但往往拟合效果不佳.针对这一问题,分析了规范对预拱度设置的规定,并对连续梁桥边跨的受力模型进行合理假设,进而用静力法建立平衡微分方程计算得出边跨合理挠曲线方程为一个四次多项式.通过工程实例的有限元建模,用函数拟合分析,拟合结果中四次多项式的拟合结果较优秀,决定系数为0.9999.进一步证明了对连续梁边跨变形曲线分析的假设以及理论推导的正确性,得出了连续梁边跨预拱度线形应当为四次多项式的结论,为后张法预应力连续梁桥边跨预拱度线形选用提供了相较于过去的经验而言更合理的选择.     

大跨度连续梁悬臂施工线形监控与合拢顺序分析

介绍了大跨度预应力混凝土连续梁挂篮悬臂浇筑法施工时梁体的线形监控,利用数值模拟的方法,分别计算出了本桥在恒载作用下的累积位移、活载位移,给出了梁体的预拱度,通过误差分析和施工状态预测对计算模型进行修正,以此来保证成桥后桥面线形、合拢段两端标高的相对偏差不大于规定值,保证桥梁成桥线形符合设计要求。考虑了合拢顺序对施工阶段变形产生的影响,相应优化了合拢方案,为类似连续梁合拢施工方案的选择提供了参考。     

基于平衡微分法的连续T梁桥预拱度线形的选用

为进一步研究装配式预应力连续T梁桥预拱度线形曲线,提高行车舒适性,通过力学平衡微分方程从理论上推导了装配式预应力混凝土连续T梁桥挠曲线方程,利用有限元软件数值模拟计算结果并进行数学分析,验证了理论推导假设的合理性和推导结果的正确性。桥梁工程设计和施工实践中常用抛物线来设置预拱度存在精确度不高的问题。分析表明,对于装配式预应力混凝土连续T梁桥,无论结构是三跨一联还是四跨一联,无论是中跨还是边跨,结构预拱度线形均可以按照四次多项式的线形来设置,从而提高该类型桥梁结构整体行车舒适性。     

一种设置成桥预拱度的分段正弦曲线法

针对连续刚构桥成桥预拱度的设置问题,提出了一种计算成桥预拱度的分段正弦曲线法。考虑连续刚构桥的收缩徐变、活载、预应力损失影响,采用分段正弦曲线将成桥预拱度拟合成为平滑曲线,得到了成桥预拱度值。通过一座实桥的成桥预拱度分析可知,分段正弦曲线法拟合的成桥预拱度的相关系数达到了0.99以上,验证了分段正弦曲线法的可靠性,保证了桥梁行车的舒适及受力的安全,具有较高的推广与应用价值。     

预应力加固技术效应分析及其应用

体外预应力加固是将具有防腐保护的预应力筋布置在梁体的外部(或箱内),对梁体施加预应力,以预加力产生的反弯矩抵消部分外荷产生的内力,达到改善梁的使用功能和提高梁的承载能力的目的。本文对预应力加固技术的效应进行了分析,并以某办公楼梁的加固为例,阐述了其施工工艺流程及施工措施。     

逐层施工中徐变效应分析的程序设计实现

本文引入面向对象的方法,以VC＋＋6.0为开发工具,编写了结构空间模型的有限元分析程序。通过采用徐变效应分析中有效模量法原理,根据施工过程的时间顺序,修正每层结构在不同施工阶段的有效模量,逐层计算考虑徐变后的结构变形。可为结构在施工阶段的挠度、裂缝控制以及预拱度的设置提供参考,也为层间位移控制在考虑徐变效应时提供依据。     

剪切变形对阶梯梁弯曲变形的影响

本文在考虑剪切变形的基础上,采用奇异函数来表示阶梯梁的抗弯刚度和剪切刚度,给出具有弯矩联结和剪力联结的阶梯梁弯曲变形的通解,并结合实例计算进行讨论.     

斜弯独塔混合梁斜拉桥参数敏感性分析

为研究斜弯独塔混合梁斜拉桥在成桥状态下受结构设计参数的影响程度,对结构设计、施工监控和关键控制量制定等提供参考,以张家口纬二桥为工程背景,建立有限元模型。基于结构参数敏感性分析的摄动原理,引入敏感度分析指标,选取塔梁固结处弯矩值、桥顶纵向位移值、背索索力、主梁最大挠度为控制目标,对桥梁钢混结合段位置、桥塔局部温度荷载、斜拉索初拉力和背索竖向倾斜角度等结构参数进行敏感性研究。分析结果表明：桥梁钢-混结合段位置、斜拉索初拉力、背索竖向倾斜角度对斜弯独塔混合梁斜拉桥主梁挠度和桥塔线形影响较大。其中,混凝土梁和钢梁的跨度比变化15.73%,塔顶纵向位移、主梁最大挠度将分别变化30.3%和29.4%;桥塔局部温度荷载主要影响此类桥塔的纵向变形,对桥塔受力敏感度较低;背索竖向倾斜角度对斜弯独塔混合梁斜拉桥影响最为显著,背索竖向倾斜角度变化7%,塔顶纵向位移较初始位置最大变化也达到205.8%。     

预应力混凝土桥梁悬臂浇筑的施工控制

对于采用悬臂浇筑施工方法的预应力混凝土桥梁,运用自适应控制理论进行结构参数识别和误差分析;利用BP人工神经网络确定主梁预拱度;在施工过程中对主梁挠度进行连续监测.借助预埋的钢弦式传感器,测试主梁应变,分析了混凝土收缩、徐变、温度等因素对应变测试的影响,并提出修正方法.实桥应用表明,使用自适应控制理论结合BP人工神经网络,可以预测主梁合理预拱度;混凝土收缩、徐变对应力测试的影响不容忽视;实测应变修正方法易于使用,修正值与理论值偏差较小.     

高墩大跨连续刚构桥悬臂挂篮施工线形控制研究

当前交通建设需求量逐渐增加,连续桥梁正在向更宽、更高的方向发展,而横截面的增加会导致桥梁表面出现变形,桥梁线形不顺,降低桥梁表面质量,令合龙几乎无法进行。为此,提出一种高墩大跨连续刚构桥悬臂挂篮施工线形控制方法,将正装计算法和倒装计算法结合在一起进行结构分析。给出成桥预拱度设置过程和立模标高的确定过程。选用一种可靠度很高的水准仪对挠度进行监测。将厦沙高速云龙谷大桥作为研究对象,对其悬臂挂篮施工进行线形控制,将3#墩和4#墩大里程方向顶板数据作为测试数据。得出以下结论：所提施工线行控制方法敏感参数取值和真实值相同,混凝土浇筑后标高、张拉后标高和设计值之差均在允许范围内,起拱度有所改变。     

装配式T梁桥汽车荷载效应的空间分布特征

为探讨汽车荷载作用下跨径、桥宽对装配式预应力混凝土简支T梁桥汽车荷载效应的影响,以交通部2008年T梁桥通用设计图为背景,利用实体有限元模型对比分析了25m、30m、35m三种跨径和9.0m、11.25m、13.5m、15.75m和18m五种桥宽下的竖/横向位移、竖/横向弯矩、纵向应力和扭转角,并与T梁桥实用空间解析解进行了对比分析。通过分析发现：汽车荷载作用下装配式T梁会同时出现竖向和横向挠曲变形,竖向荷载效应随桥梁宽度的增加而近似线性减小,但其横向形变效应会受桥梁跨径、宽度、布载形式等多种因素影响;当装配式T梁桥的所有T梁均使用边梁的设计活载效应时,T梁最大应力的解析结果能包络T梁的活载横向挠曲效应,但当跨径超过30m后中梁活载应力最大值可能会超过刚性横梁法的计算结果;T梁的侧向弯曲会显著增加截面中性轴附近的拉应力,且随着跨径的增大梁体侧向弯曲引起的中性轴位置处应力越大,T梁腹板外侧的分布钢筋最好能按照T梁腹板承受的横向弯矩大小设计为受力钢筋,并减小钢筋间距以更好地防止T梁腹板的竖向开裂。     

钢-砼组合连续梁-V腿连续刚构桥施工阶段受力性能研究

钢-砼组合连续梁-V腿连续刚构桥是主梁为钢-砼组合结构、由V形墩连续刚构桥和连续梁组合形成的新型桥梁结构体系。它既有组合连续梁的结构特点与受力特征,又有V腿刚构桥的结构特点与受力特征。但是这种新桥梁结构体系的研究还相对减少。钢-混组合连续梁桥-V腿连续刚构桥的受力性能与施工过程密切有关。本文围绕国内首座钢-混组合连续梁-V腿连续刚构桥,以弹性理论为基础,结合结构特点和施工工艺,建立了考虑施工过程的全桥有限元分析模型,对分析研究了大桥各个主要施工阶段主梁的受力性能,并模拟与分析了该桥的顶推施工过程,分析了施工工艺对全桥纵向桥面板以及钢梁受力的影响。     

连续梁桥的中跨底板预应力束对预拱度的影响

以京杭运河大桥为例,探讨采用悬臂法施工的大跨径预应力混凝土连续梁桥的中跨底板预应力束对主跨预拱度的影响。采用Midas/Civil程序建立了桥梁的空间有限元计算模型,计算了主跨跨中底板预应力束张拉前后主跨梁段挠度的变化值,并对计算值和实测值进行了比较。所得结果可为同种类型桥梁预拱度曲线图中主跨跨中曲线下挠值的调整提供参考。     

基于动力特性的大跨度轨道斜拉桥静活载预拱度设置分析

针对大跨度轨道专用斜拉桥预拱度设置问题,兼顾结构功能及变形与乘坐舒适性,提出静活载预拱度系数取为-0.7。依据工程实例,进行桥梁自振特性及动力响应分析,得到基于动力响应的静活载预拱度设置方法。竣工荷载试验表明,静活载预拱度按静活载所产生挠度的0.7倍反向设置,桥梁结构满足要求。经数值模拟,轨道列车横向加速度小于0.6 m/s~2,竖向加速度小于1.0 m/s~2,总体舒适性及瞬时舒适性较高,验证了预拱度设置的合理性。     

装配式钢桁-混凝土组合梁变形性能的试验及计算方法研究

为了研究课题组提出的装配式钢桁-混凝土组合梁（PSTC）负弯矩区段的变形性能,针对某依托工程桥梁设计制作了一根变截面PSTC试验梁,开展了负弯矩区段变形性能试验研究。针对此梁,提出了一种挠度简化计算方法：将钢桁腹杆等效为钢腹板,从而计入其剪切变形对组合梁刚度的影响,同时考虑钢与混凝土之间的滑移。结果表明,该新型组合梁表现出显著的三阶段受力,根据简化计算结果,在20吨和47吨荷载作用下,梁的挠度为3.96mm和8.31mm,相比试验测试值4.03mm和8.39mm,计算结果准确,可为同类桥梁提供参考。     

基于挠度理论的三塔四跨悬索桥静力特性分析

为研究三塔四跨悬索桥活载效应下的静力特性,拓展单跨悬索桥挠度理论公式,建立了多塔连跨悬索桥挠度理论非线性微分方程组,引入“代换梁法”求解方程组。基于MATLAB语言平台考虑了集中力引起的主缆水平力增量对影响线的非线性影响,开发出基于挠度理论的多塔连跨悬索桥内力线形的程序。研究结果表明:挠度理论解与有限元法的计算结果具有较好的一致性,位移相对最大偏差为5.3%,弯矩最大相对偏差为13.9%; 加劲梁最大挠度发生在两个主跨跨中处; 挠度理论的位移和弯矩大于有限元的计算结果,依此控制结构设计是较安全的。挠度理论在三塔四跨悬索桥设计中具有足够的适用性,可以应用在多塔连跨悬索桥的初步或者概念设计方面。