连续刚构桥静载下的桥梁线形变化

连续刚构桥在运营过程中,总会出现跨中挠度过大及腹板裂缝等病害,本文以某三跨连续刚构桥为例,通过外观检查,对其进行静载试验,研究桥梁在最不利状态下的桥梁线形变化情况。     

大跨径连续刚构桥长期下挠影响因素分析

以贵都高速大跨径预应力混凝土连续刚构桥(芭茅冲大桥)为工程实例,采用有限元程序Midas/Civil对其进行施工过程和运营阶段仿真计算,分析混凝土超重、预应力损失、混凝土收缩徐变、刚度损失等因素对大跨径预应力混凝土连续刚构桥跨中长期挠度的影响。计算结果表明:混凝土超重和桥面铺装施工误差导致的自重增加均可引起桥梁跨中长期挠度增加,徐变系数、环境相对湿度的变化、预应力损失等因素对桥梁跨中长期下挠影响显著;梁体刚度降低跨中长期挠度增加较多,且早期刚度的降低对桥梁跨中挠度增加影响较大。     

基于长期变形监测数据的连续刚构桥预应力损失识别

为掌握在役连续刚构桥结构预应力状态,提出了基于长期变形监测数据对结构真实预应力状态进行评估的新思路,通过有限元分析建立了结构有效预应力衰减引起长期挠度和混凝土收缩、徐变引起长期挠度的相关关系,结合影响矩阵原理建立了基于长期变形监测挠度数据识别结构有效预应力的方程,并进行了验证。同时在对监测数据进行数理统计分析的基础上针对某连续刚构桥进行了实桥损失识别。研究结果表明:与成桥状态相比,目前顶板钢束有效预应力平均损失0.61%,底板钢束有效预应力平均损失0.33%,结构状况良好,可供同类连续刚构桥预应力损失识别参考。     

基于数字图像相关技术的混凝土剪切破坏实验研究

剪切破坏是工程实际中混凝土破坏的主要形式之一,而对其进行全场非接触的观测和研究却仍面临着一些困难,因而结合数字图像相关技术(digital image correlation,DIC)对混凝土的直接剪切破坏问题开展实验研究。分别对旧混凝土、未凿毛新旧结合混凝土及凿毛新旧结合混凝土三种不同类型的试样进行剪切破坏时的对照实验,具体对破坏时的应力应变分布,破坏断面情况,破坏时强度大小等进行比较。实验中将混凝土边缘外表层切除,以展现出的内部纹理作为数字图像相关技术所需要的自然散斑场;采用高分辨率的数字相机对发生剪切变形的混凝土表面进行图像采集,再通过DIC技术进行后处理以获得剪切破坏过程中变形场的分布。实验结果表明在承受剪切载荷时,经过凿毛处理的新旧结合混凝土粘合面的应变范围、应变分布复杂程度、应变数值均大于未凿毛处理试件,因而确定凿毛新旧结合混凝土试件的抗剪强度大于未凿毛新旧结合混凝土试件;研究结果同时验证了DIC技术在混凝土剪切破坏测试中的有效性和可靠性,即DIC技术可以更直观和全面地获得混凝土剪切应变分布情况,适用于混凝土结构剪切破坏的监测。     

大跨度连续刚构桥长期下挠影响参数分析

跨中下挠是大跨度预应力混凝土连续刚构桥常见病害,挠度的不断增大严重影响了桥梁的使用寿命及正常运营.以影响大跨预应力混凝土连续刚构桥主跨跨中长期下挠的影响参数为研究核心,以某二级公路上的一座特大桥为项目背景,建立有限元实桥模型,采用定量计算和定性分析的方法,分析各影响参数对下挠的灵敏性从而得出一些重要的结论,对全面认知大跨预应力连续刚构桥主梁长期下挠的原因以及制定一套行之有效的控制跨中长期下挠的工程措施具有一定的借鉴意义.     

新老混凝土界面区氯离子传输特征与模型

为研究新老混凝土界面区氯离子传输的特征及模型，制作了不同水灰比搭配、不同界面凿毛深度的新老混凝土接合体试件，进行为期90 d的氯盐溶液干湿循环侵蚀试验.然后对各试件不同位置处的氯离子浓度进行测试，据此分析界面区氯离子传输特征，并结合相关文献中本体混凝土氯离子传输模型建立界面区氯离子传输模型.结果表明：界面区氯离子浓度明显高于两侧新老混凝土本体区域，氯离子传输存在典型的界面区效应；当新老混凝土水灰比相同且界面未凿毛时，界面区呈现出良好的对称性；而当水灰比不同或(和)界面凿毛时，界面区呈现出非对称性，界面区重心偏向水灰比较高的老混凝土一侧，且水灰比差距越大或(和)凿毛深度越大，界面区向老混凝土一侧的偏移也越多，同时界面区效应水平也越弱.通过与其他试验结果的对比，验证了界面区氯离子传输模型具有较好的适用性.     

新老混凝土粘结面抗冻性能试验研究

通过试验分析了新老混凝土粘结面的抗冻性能。结果表明新老混凝土粘结面抗冻性能较差。光面粘结面抗冻性能不如凿毛面和劈裂粘结面,U型膨胀剂效果不如水泥净浆和砂浆。     

预应力钢-混凝土组合连续箱梁的变形分析

以3片钢-混凝组合连续箱梁的变形试验为基础,其中RC1为普通组合梁,PC2和PC3为预应力组合梁,并结合虚功原理和换算截面法,提出了一种考虑自重、堆载、预应力和开裂影响的钢-混凝土组合梁变形计算方法.试验结果表明:预应力对钢-混凝土组合梁的变形影响较大,且有效预应力越大,跨中挠度越小;对于普通钢-混凝土组合连续箱梁,可通过考虑滑移效应的刚度折减法考虑混凝土板开裂对变形的影响;分析得到的理论挠度与实测挠度吻合较好.     

连续刚构桥施工过程挠度的监控与数值分析

预应力混凝土桥梁的变形是评定桥梁安全度的重要性能指标,因此施工阶段的预拱度设计以及变形监测显得尤为重要。文章对一座大跨度连续刚构桥的悬臂浇筑施工阶段进行了三维数值模拟,得出各施工阶段的悬臂端挠度,并与考虑变截面因素影响计算得出的各施工阶段理论挠度和施工现场的监测挠度进行对比。通过3组数据的对比,对控制高程公式中的综合修正值进行了定量分析,从而为使用数值分析指导预拱度设计提供了依据。     

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。     

预制RPC柱降低大跨PC刚构桥跨中长期下挠分析

为解决大跨PC刚构桥跨中长期过度下挠的问题,提出了在刚构桥负弯矩区箱梁底板、跨中顶板加入预制RPC(活性粉末混凝土)柱形成局部RPC-NC(普通混凝土)复合截面的方法.对RPC-NC复合截面柱进行有限元分析,探讨了RPC对减小复合截面柱收缩徐变效应的作用以及RPC与NC间应力重分布规律,同时分析了剪力键受力性能.提出预制RPC柱应用于实桥的设计方案,并通过有限元对比分析加入预制RPC柱对全桥应力、跨中下挠等的影响.结果表明,加入预制RPC柱能明显降低负弯矩区结构转角和RPC附近NC的压应力,使结构成桥后的跨中长期下挠减小53.9%.     

变截面波纹钢腹板连续刚构桥拟平截面假定试验研究

设计制作了3跨单箱单室变截面波纹钢腹板连续刚构桥试验模型,结合试验和有限元数值模拟,对变截面波纹钢腹板连续刚构桥的"拟平截面假定"进行研究.结果表明:当波纹钢腹板箱梁受弯矩作用时,波纹腹板的轴向抗力可以忽略不计,弯矩基本都由顶底板共同承担;试验梁中跨3/8、1/4截面沿梁高度纵向应变分布趋势与中跨1/2截面基本一致;中跨支座截面沿梁高度纵向应变方向与中跨1/2、3/8、1/4截面相反,且顶底板应变基本相同;中跨1/2截面和中跨支座截面应变分布满足"拟平截面假定",中跨3/8、1/4截面不符合该假定,但从中跨1/4截面到1/2截面的应变分布趋于吻合该假定.     

大跨度刚构桥箱梁抗剪承载力影响参数分析

以大跨度连续刚构桥箱梁的中墩附近节段和跨中弯矩变号附近节段为研究对象,建立相关分析模型,开展包括多种剪跨比与不同配箍率、不同腹板纵向普通钢筋配筋率及不同竖向预应力的组合共54种组合分析,得出各参数对抗剪承载力的影响,分析各项因素的抗剪作用和箱梁截面抗剪机理,为桥梁抗剪设计和计算方法提供依据.     

非自平衡张弦梁体系加固大跨度连续刚构桥的加固成效与地震响应研究

随着我国经济的高速发展,伴随着交通量和车辆荷载的剧增,大跨度连续刚构桥暴露出严重的下挠和裂缝等病害致自身承载力严重不足的问题迫切需要得到解决,同样问题不乏出现在分布于地震带的大跨度连续刚构桥中。目前,在大跨度连续刚构桥加固技术方面,特别是针对其加固后的地震响应研究和应用仍较缺乏。为此,提出了一种用于加固大跨度连续刚构桥的非自平衡张弦梁体系,并以重庆奉云高速公路孙家沟大桥为依托工程,从基于超载和预应力损失影响下的静力分析和三维地震响应分析的动力分析两方面分析研究加固结构的受力特性。分析表明,非自平衡张弦梁体系可以有效地提高大跨度连续刚构桥的承载能力,且在一定程度上提高了桥梁结构的抗震能力。     

框架桥在不同列车速度下的瞬态动力响应

以普通混凝土框架桥工程为研究对象，采用有限元分析软件中的实体单元solid65建立了混凝土框架桥数值模型.利用完全法瞬态动力计算分析得到的框架桥跨中节点的挠度-时间曲线，可以反映出列车在不同速度下通过框架桥时桥体发生的动态响应特征，即框架桥的位移响应特征.结果表明，90~120 km/h为列车通过框架桥的最佳速度区间，此时框架桥的动态挠度时程曲线呈缓慢地上下波动，该速度区间下桥体的最大变形量为2.79×10^-5 m，位置发生在跨中附近，时间发生在列车经过跨中位置的前后时刻.     

框架桥在不同列车速度下的瞬态动力响应

以普通混凝土框架桥工程为研究对象，采用有限元分析软件中的实体单元solid65建立了混凝土框架桥数值模型.利用完全法瞬态动力计算分析得到的框架桥跨中节点的挠度-时间曲线，可以反映出列车在不同速度下通过框架桥时桥体发生的动态响应特征，即框架桥的位移响应特征.结果表明，90~120 km/h为列车通过框架桥的最佳速度区间，此时框架桥的动态挠度时程曲线呈缓慢地上下波动，该速度区间下桥体的最大变形量为2.79×10^-5 m，位置发生在跨中附近，时间发生在列车经过跨中位置的前后时刻.     

大跨活性粉末混凝土连续刚构桥的性能研究

活性粉末混凝土(RPC)在热养护条件下几乎没有收缩,并且在长期荷载作用下的徐变也很小,本文探讨了RPC在大跨梁式桥中应用的可能性.以主梁的应力和结构的刚度为控制目标,拟定了一座主跨为200 m的RPC连续刚构桥,通过与同跨度预应力普通混凝土刚构桥的比较,讨论了不同主梁材料对大跨度连续刚构桥静力性能、稳定性及抗震性能的影响.分析结果表明:由于RPC具有较高的韧性及强度,在不降低结构正常使用性能的前提下,RPC主梁比普通混凝土主梁减轻自重达53%,其主梁截面的几何尺寸往往是由结构的刚度而不是强度控制;同时更轻的结构自重降低了惯性荷载,从而改善了整个结构特别是桥墩的抗震性能;并且桥梁上部结构自重的减轻提高了结构抵抗使用荷载的有效性,增大了桥梁结构的跨径.     

钢纤维自应力混凝土加固简支变连续梁疲劳试验

以钢纤维自应力混凝土(SFRSC)作为加固材料,研究有损伤的简支梁加固为连续粱后的疲劳性能.分别采用SFRSC、钢纤维混凝土和普通混凝土作为湿接缝接头和叠合层材料,对有损伤的简支粱进行加固.通过疲劳试验,对负弯矩区及跨中钢筋的应力水平、裂缝宽度及跨中挠度等进行了对比分析.试验结果表明,SFRSC加固简支梁变连续梁,可有...     

西长凤高速泾河连续（刚构）梁桥线形监测

结合泾河特大桥工程实例,介绍了桥梁计算模型、主梁挠度测试截面及测点布置,并对主桥合拢段线形监测结果进行了分析,最后得到了研究结论。     

预应力混凝土T梁桥锚下有效预应力检测方法

为确定预应力混凝土T梁桥在施工阶段,结构锚下有效预应力值的大小,基于梁挠曲变形理论,推导结构锚下有效预应力的计算公式,以某40 m预制T梁桥为依托工程,采用实梁检验,验证锚下有效预应力计算公式的正确性.结果表明:锚下有效预应力计算值与实梁测试值误差在10％以内,满足工程需求,研究成果可为混凝土梁桥有效预应力的预测与评估提供参考.