预应力混凝土T梁桥端部锚固区拉压杆模型及配筋设计

根据有限元应力分析结果,抽象出力流传递路径,提出了T梁端部锚固区拉压杆模型的构形方法.通过对劈裂应力的数值积分,计算合力作用点位置,并将其作为拉杆位置确定的依据.分析表明,由于T梁端部锚固力的合力对截面形心的偏心距不大,劈裂应力合力作用点至锚固端的距离与梁高的比值,基本不受锚下预加力大小、梁高以及翼板宽度变化的影响,大小稳定在0.67~0.69之内.最后,应用该构形方法,得到了跨度为20~50m的T梁端部锚固区拉压杆模型,将由拉压杆模型计算出的劈裂力大小与精细化有限元分析结果进行了比较,其比值分布在1.16~1.34范围之内,由此可见,由拉压杆模型给出的劈裂力计算值与有限元分析结果之间相差不大,且偏于安全.     

斜腹板钢箱组合梁负弯矩区非线性受力性能

通过模型试验研究了斜腹板钢箱组合连续梁中间支座处负弯矩区的非线性力学性能.测试了在不同荷载作用下沿纵向各部位的变形、不同截面的应变分布、混凝土板的裂缝分布、钢与混凝土之间的相对滑移以及整个结构的极限承载力等.试验表明,试件在加载初始阶段呈现线弹性,但由于混凝土裂缝较早出现,试件在大部分的加载过程中表现为非线性特征;此外,混凝土中钢筋配筋率对斜腹板钢箱组合梁受力的影响显著,配筋率较少时组合梁在混凝土开裂后刚度降低很快,并使得钢梁较早屈服,而配筋率适当的斜腹板钢箱组合梁表现出了较好的力学性能.试验结果与现行组合梁设计方法对比分析表明,规范规定采用简化折减刚度法计算斜腹板钢箱组合梁的整体变形是安全可行的,以混凝土裂缝宽度为0.2mm对应的承载能力作为斜腹板钢箱组合梁正常使用状态下的承载力具有较大的安全储备.     

预应力混凝土锚固区应力有限元分析

本文运用有限元程序对大跨结构锚同区域的受力进行了分析，通过对无横向约束及有横向约束两种情况下结构的仿真分析，得到了在不同情况下结构的应力分布及变形分布情况。由分析结果可知：在没有横向约束情况下，可能产生纵向裂缝；在有横向约束情况下，纵向压应力很快就趋于均匀受力状态，混凝土的横向拉应力很小，基本可以忽略横向劈裂应力。     

PC板梁锚固区微裂缝的配筋设计

根据Y.Guyon光弹实验结构[1],对后张法预应力混凝土裂缝产生的实质原因、影向程度进行了概述;以“长沙-常德”高速公路桥梁建设中标准跨径20m的空心板梁为例,对其锚固区进行了配筋设计。     

钢纤维混凝土在桥面铺装负弯矩区的应用

通过说明钢纤维混凝土在桥梁负弯矩区桥面铺装的具体施工，介绍了钢纤维混凝土铺装的特点、钢纤维混凝土桥面铺装设计及配合比的选用、钢纤维混凝土桥面铺装的施工工艺、施工机具的选用，以及钢纤维混凝土在桥面铺装上的应用。     

HPFRC复合梁桥负弯矩区受力性能的试验研究

为进一步研究钢-高强钢纤维混凝土复合粱桥负弯矩区的工作性能,制作了C50普通混凝土和C100钢纤维混凝土简支粱桥试件,对支座处承受负弯矩作用的情况进行了受弯承载力试验。混凝土与型钢采用无粘结的栓钉连接方式,同时对钢纤维掺量对高强混凝土的性能影响和裂缝开展过程做了研究。试验研究表明,高强钢纤维混凝土复合粱桥负弯矩区的整体工作性能明显高于普通混凝土复合梁桥,并且在一定范围内钢纤维增强作用也会随长径比增大而提高。该试验研究结果可为连续梁桥的设计提供参考。     

后结合预应力组合梁负弯矩区混凝土开裂性能试验

为了研究后结合预应力技术改善混凝土桥面板组合梁在负弯矩作用下的受力性能,特别是混凝土的开裂性能,设计制作了2根组合梁(一根是常规混凝土桥面板组合梁,另一根是后结合预应力混凝土桥面板组合梁),进行了2根组合梁的静力试验.测试了在不同荷载作用下组合梁的变形、不同截面上构件的应变分布、混凝土的裂缝、钢与混凝土之间的相对滑移以及极限承载力等.试验结果表明:后结合预应力混凝土板连续组合梁的初始开裂荷载和正常使用状态的极限荷载分别是普通连续组合梁的3.87倍和5.38倍,说明采用后结合预应力混凝土桥面板能够大大提高组合梁负弯矩区混凝土的抗裂性能.     

L形FRP粘贴法加固混凝土框架梁负弯矩区试验研究

提出了一种混凝土框架梁负弯矩区受弯性能加固的L形FRP片材粘贴加固法,该方法利用角钢实现FRP在梁柱阴角处的转向锚固.通过6个足尺框架梁柱边节点试件的单向静力加载和低周反复加载试验,对比了利用L形FRP粘贴加固法和规范建议FRP粘贴加固法加固后梁的破坏形态、受弯承载力、刚度、延性、耗能能力等性能指标.试验结果表明,粘贴L形FRP片材加固后,梁根部FRP与试件相应位置截面在加载过程中变形协调,应变关系基本符合平截面假定.低周反复荷载作用下,梁受弯承载力和刚度的提高幅度与静力荷载作用下几乎相同,表明L形FRP粘贴加固法中的锚固装置完全限制了阴角处FRP片材从被加固体基面上法向剥离的位移趋势,使得加固效果更加稳定.     

预应力梁桥齿板锚固区配筋设计新方法

预应力混凝土梁桥的齿板锚固区,由于存在着几何形体上的突变,集中锚固力的作用以及预应力钢束局部弯曲引起的径向力作用,易产生开裂甚至剥落破坏,因此齿板锚固区的抗裂配筋设计十分重要。以7种典型局部作用效应刻画齿板锚固区内拉应力的集中分布特征,并在此基础上形成了齿板锚固区拉压杆模型,初步形成预应力混凝土梁桥的抗裂钢筋设计新方法。     

箱梁负弯矩预应力孔道压浆存在的问题分析及处理措施

阐述箱梁桥在体系转换过程中负弯矩预应力孔道压浆的作用、存在的问题分析与处理措施．     

焊接锚垫板锚固区拉压杆模型及配筋设计

针对焊接锚垫板齿板锚固区配筋,提出了一种锚固区新型拉压杆模型。首先对齿板锚固区 6 种典型效应、主应力迹线以及力流平衡关系进行分析并建立新型拉压杆模型,其次通过美国国家公路与运输官员协会(American Association of StateHighway and Transportation Officials,AASHTO) Load-and-resistance Factor Design Bridge Design Specifications、Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary(ACI 318-19)、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 ( JTG 3362—2018)和欧洲设计建议 Practical Design of Structural Concrete 进行拉压杆模型参数定量化设计,根据拉压杆几何关系推导出焊接锚垫板齿板锚固区劈裂力计算式,利用有限元分析,拟合出焊接锚垫板下齿板锚固区劈裂力合力重心计算式。 最后通过算例分析,按本文建议的拉压杆方法进行焊接锚垫板齿板锚固区结构配筋设计,能较好地控制锚下典型效应问题,相比《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018)给出的设计方法,拉压杆模型法能较好地反映结构传力机制且具备可行性和可应用性,可为焊接锚垫板齿板锚固区配筋设计提供参考。     

减小混凝土连续梁负弯矩处裂缝宽度的方法

采用HRB335配筋时,在节点负弯矩区域配置二排或二排以上钢筋,为满足裂缝宽度要求,往往要增加15%-25%配筋量.本文通过把梁支座负弯矩区域钢筋分散到相邻的板中为这类问题提出了解决方法.     

体外预应力锚固横梁拉应力域法配筋

针对体外预应力混凝土桥端锚固横梁内侧承受较大拉应力且传统配筋方法有所欠缺的现状,提出一种新方法——"拉应力域法"配筋:对于承受主拉、压应力,存在有规律的二维"拉应力域"实体结构,可连续划分二维"拉应力域切片",通过对各切片网格配筋的方式以承担混凝土拉应力的正交分量,并以"拉应力域深度"控制网格的纵向布置区域.以某体外预应力端锚固横梁为例,建立有限元模型,并考虑锚固端横、竖向预应力的影响.应用拉应力域法配筋的分析结果表明,锚固端横、竖向预应力对于配筋量有较大影响,原设计竖向钢筋过多,横向钢筋分布不尽合理,而拉应力域法可根据实际应力分布来配筋,结果更准确.     

工字形曲线组合梁负弯矩区侧向失稳分析

目的 为曲线组合梁结构设计提供理论依据,研究负弯矩区工字形曲线组合梁考虑上、下翼缘均发生侧向弯曲变形与扭转变形的稳定性.方法 基于能量法推导等端弯矩作用下曲线钢梁上、下翼缘及混凝土板应变能,基于势能驻值定理推导曲线组合梁侧向失稳临界弯矩解析解.分析比较不同参数对临界弯矩的影响.结果 曲率半径从4 000 mm增加到8 ...     

连续配筋混凝土路面凸形地梁锚固有限元分析

凸形地梁锚固是连续配筋混凝土路面(CRCP)端部处理中一种简单、实用的型式，采用有限元法计算与分析了锚固力作用下凸形锚固地梁的应力和位移。以端墙顶端位移、端墙最大拉应力和路面板最大拉应力为主要控制指标，提出了墙高、端墙间距、墙宽的确定方法，分析了土基弹性模量、端墙高度、端墙间距、端墙个数等参数对计算结果的影响。用室内模型试验对有限元结果进行了验证，并给出了供CRCP端部锚固设计使用的诺谟图。还发现了墙后土压力的分布形式，从而推翻了以往错误的墙后土压力分布假设，对得出准确的计算结果有重要意义。     

构件体内的锚固区受力机理的研究

以预应力闸墩体内锚固区为重点,结合其他工程实例,从理论与实验两个方面,探讨了这类锚固区的受力机理,指出相比于锚具在构件外部的锚固区,其应力分布和开裂形态有较大不同,并提出了相应的设计建议.     

钢-混凝土组合梁负弯矩区板裂缝的研究

对四根反向加载钢—混凝土简支组合梁和两根两跨连续钢—混凝土组合梁进行了试验研究，对组合梁负弯矩区的工作性能进行了探讨。结果表明，配筋率、力比及栓钉连接件间距是影响负弯矩区混凝土板裂缝宽度的主要因素。在试验研究的基础上建立了钢—混凝土组合梁负弯矩区平均裂缝间距和裂缝宽度计算公式。根据文中建议公式所得到的计算结果与实测值吻合较好。研究成果已应用于工程设计     

部分充填式钢箱-混凝土组合梁的负弯矩区裂缝宽度

对4根反向加载的部分充填式钢箱-混凝土组合梁进行单调受弯试验,并对影响组合梁负弯矩区裂缝的因素进行分析.根据试验与理论分析,完善考虑混凝土收缩应力的部分充填式钢箱-混凝土组合梁负弯矩区开裂弯矩计算方法.对负弯矩区不同力比的组合梁裂缝宽度试验观测值与各文献计算值进行对比.结果表明:力比是影响组合梁裂缝发展的主要因素,栓钉的布置和钢梁内充填的混凝土对裂缝的发展也有影响.     

钢-混凝土组合梁负弯矩区弹性畸变屈曲分析

基于畸变屈曲是钢-混凝土组合梁负弯矩区钢梁的重要屈曲模式,钢梁下翼缘提供给钢梁腹板的转动约束刚度及侧向约束刚度是影响其畸变屈曲性能的关键因素之一,对工字形钢-混凝土组合梁负弯矩区钢梁腹板提供给下翼缘的转动约束刚度及侧向约束刚度进行研究。采用利用能量法推导负弯矩区钢梁腹板对下翼缘的转动约束刚度及侧向约束刚度理论计算公式,并结合弹性介质中的中心受压薄壁杆件的屈曲理论推导钢梁侧向弯曲屈曲及侧向弯扭屈曲临界应力计算公式,进一步获得相应的屈曲弯矩。结合工程实例对转动约束刚度、侧向约束刚度及屈曲弯矩计算公式进行分析及讨论。研究结果表明:钢梁腹板转动约束刚度及侧向约束刚度均与外荷载呈线性关系,同时两者还可能出现负值;本文屈曲弯矩计算结果与ANSYS有限元计算结果较吻合;现有屈曲弯矩计算方法存在一定理论缺陷,且不同计算方法所得计算结果偏差较大;本文计算公式形式较简洁,适于工程应用。