时效变形对城市轻轨高架桥二期施工的影响分析

以北京城市轻轨线某预应力混凝土高架桥连续箱梁的实桥应变观测试验为基础,利用实验数据进行回归分析,阐述了梁体时效变形的发展规律及其对轻轨道路二期施工的影响.实验结果表明:以应变发展规律得出的时效变形系数在数值上能够很好地估算梁体的后期变形增量,合理安排二期施工时间,在该高架桥预应力筋张拉2~3个月后安装桥上轨道设施,梁体后期变形相对增量最大值约为3~4 mm左右,可完全满足钢轨扣件调节量要求.本试验分析为轻轨桥梁时效变形预测及施工控制提供参考.     

无碴轨道预应力混凝土梁长期变形及影响因素

采用广珠(广州-珠海)城际容桂水道特大桥主桥的实际混凝土配比,对比分析C60高性能混凝土实测徐变系数和按各种规范计算所得徐变系数,确定结构徐变变形计算方法。通过长期试验观测,研究预应力混凝土简支梁的长期变形发展规律及其影响因素和控制措施。研究结果表明：在762 d的观测期内,梁体预应力损失很小,最多不超过8.63％,说明预应力混凝土梁后期变形主要由混凝土徐变引起;堆载后前185 d内梁体变形平均约占总后期变形的75％,之后500 d内的变形仅占25％;混凝土表面应变也在400 d时基本稳定;环境温度和湿度、预应力加载龄期、二期恒载加载龄期等对预应力混凝土结构后期徐变变形有重要影响,在高湿度、低温度的混凝土养护环境中,适当延长预应力张拉龄期和铺轨时间等可有效控制无碴轨道预应力混凝土梁的后期变形。     

城市轻轨高架桥胶接缝预制节段箱梁的力学性能研究

研究了城市轻轨高架桥胶接缝节段预制拼装体外预应力连续箱梁正截面抗弯等力学性能.以澳门C370轻轨高架桥为工程背景,分析了VIADUCT IS20-V01段连续梁构造特点,通过建立有限元模型,选取墩顶和跨中为控制截面,研究结构在不同工况作用下的应力状态并进行承载力计算.结果表明:截面应力、正截面抗弯、斜截面抗剪和抗裂能力均满足相关规范要求;在整体升温、降温作用下,各截面剪应力非常接近,可以忽略温度荷载对截面剪应力的影响.建议:在极限承载力状态设计下,对其抗弯刚度和抗剪承载力进行折减,可为类似桥梁结构计算提供参考.     

弯桥预应力摩阻试验

为研究弯桥预应力摩阻损失,采用实验与理论分析的方法,从规范中预应力摩阻损失公式出发,通过对实际工程进行预应力摩阻试验和试验梁的锚具变形预应力损失试验,并采用公路桥梁结构分析软件DR.Bridge,对实际工程进行了实际模拟.研究结果表明:根据所测数据推算得出的k值与规范值也存在一定的偏差,施工因素对管道偏差系数影响很大;实测值接近于根据实测推算μ值、k值所得的模型值,进一步说明实测值可靠,μ和k值能够很好的反映当前管道的摩阻及偏差状况.分析所得结论对弯桥的设计、监控、施工、养护等均有积极的意义.     

高架桥下基坑开挖次序对桥墩变形的影响分析

以某市双地道基坑开挖对既有高架桥桥墩变形影响为研究背景,重点研究在轻轨高架桥正常运营情况下利用数值模拟对不同施工方案造成高架桥桥墩位移变形以及在实际施工过程中收集桥墩变形数据总结相关规律。运用MIDAS-GTS建立三维整体计算模型来模拟地道基坑施工开挖次序,进而动态预测基坑支护结构及高架桥桥墩的位移变形状态,分析了双地道开挖在两种不同施工方案下的数据,得出更有利于施工安全建设的方案。计算结果表明:地道基坑开挖高架桥桥墩水平位移最大值为-3.68 mm,竖向位移最大值为2.14 mm;地道基坑支护结构水平位移最大值为11.89 mm。数值模拟结果与主要监测数据对比分析表明,地道基坑开挖在各个阶段对高架桥桥墩的变形影响均在规范限值以内并与实际监测数据走向基本一致。研究结果表明:该项目数值模拟施工过程中优先施工距桥墩较远的基坑对桥墩产生的扰动较小;较好的体现实际施工过程中桥墩的变形趋势以及变形程度;基坑施工至承台位置时对桥墩变形增量达到最大。     

大跨度无碴轨道连续梁桥后期变形控制方法

预应力混凝土连续梁后期变形将影响无碴轨道线路平顺性,针对这一问题,以某新建高速铁路大跨度无碴轨道预应力混凝土连续刚构桥为例,通过有限元分析,对比研究了不同后期变形控制方法的控制效果,提出了后期变形联合控制措施.结果表明:延长铺轨时间、预留后张索、设计体外索等方法均可有效减小桥梁的后期变形.铺轨时间以延长0.5a为宜,后张索和体外索可根据桥梁实际变形情况分批张拉.应用联合控制措施,成桥铺轨20a后,桥梁中跨和边跨的后期变形分别被控制在21.9mm和12.8mm内,远小于规范限值.     

无碴轨道桥梁高强混凝土徐变变形的试验研究

对3种C60高性能混凝土施工配合比进行徐变试验,研究其徐变特性,并与规范规定的徐变系数进行了对比。对一座85＋135＋85m的高速铁路预应力混凝土连续梁桥模拟施工全过程,分析计算了铺轨后20年间由混凝土收缩、徐变、预应力损失引起的徐变变形。将试验结果应用到实桥后期徐变变形的预测中,从而为该桥的设计和施工提供科学的依据,为我国新建铁路城际轨道交通预应力混凝土桥梁的设计与应用及有关规范的编制提供依据和参考。     

混凝土扭转剪切徐变试验方法及其应用

为研究大跨径混凝土梁桥在长期变形分析时剪切徐变的影响,针对剪切徐变系数的取值问题,提出一种基于扭转的剪切徐变试验装置和测试方法,并开展三组混凝土试件的剪切徐变试验研究;获取375 d的徐变系数曲线,利用现行规范模型的参数修正,对剪切徐变的发展规律进行分析,并通过有限元对结果进行验证.研究结果表明:基于扭转的剪切徐变试验装置可对构件进行有效加载;通过扭转剪切得到的徐变系数计算公式可用于试验数据分析;C30混凝土试验剪切徐变终极值为规范轴压徐变终极值的2.26～2.63倍,剪切徐变在受荷早期的发展低于轴压徐变,但后期逐步加速;受扭构件等剪切影响显著的结构徐变计算应考虑剪切徐变效应.     

混凝土T梁的温度—位移测试及计算研究

通过模型试验,测试了自然环境下混凝土T梁内部温度和相应位移的分布状况,获得数万个实测数据并进行数理统计分析,提出对常温下采用理论公式计算温度位移的修正系数.文中还进行了有限元热分析计算,并与试验资料比较,认为即使按桥梁规范考虑了环境湿度变化带来的混凝土的收缩变形量,有限元计算值与实测值仍存在较大的差异.上述研究为无伸缩缝T梁桥的温度位移计算提供理论依据,也为其他截面形式的混凝土桥梁在计算温度引起位移时提供参考.     

某宽幅简支梁桥荷载试验研究

目的为全面了解某宽幅预应力混凝土简支空心板梁桥在荷载作用下的实际承载力,分析其实际工作状态,评定桥梁运营状况.方法基于静载试验,研究在偏载和中载等不利荷载工况下的主梁的应力和变形,通过动载试验的各项内容研究该桥的自振频率、不同行车速度下的变形响应以及跳车试验下的冲击作用,最后将实测结果与理论分析结果进行对比分析.结果桥梁在设计荷载下处于弹性工作阶段.卸载后归零情况正常,残余应变为5%~11%,没有裂缝产生.动力测试结果显示,其第一阶竖向自振频率为5.47 Hz、阻尼比为0.025、冲击系数为1.122~1.190,测试模态与理论模态吻合较好.结论该桥受力处于弹性工作状态,承载能力满足相关规范要求,可以按设计荷载投入使用.     

微挠度桥梁及其试验研究

由于混凝土收缩、徐变和活载的作用,利用常规的方法很难满足机车对桥梁结构变形的要求,作者提出了一种新颖的结构体系———微挠度桥梁来实现这种要求。常规预应力体系用来消除恒载效应,新型的预应力体系用来消除活载效应及结构时变性效应,此种结构具有自适应性。其机理是通过感知元件监控结构的状态,诊断系统判断结构所处的状态,控制系统控制作动系统通过调整体外束的力调整结构的状态。为了验证微挠度桥梁实现的可能性,作者设计微挠度简支梁模型并实现了上述的控制思路。     

Q500GJ高强度钢材焊接H形柱抗震性能试验研究

为促进Q500GJ高强钢材在钢结构工程中的应用，进行了5个Q500GJ高强钢焊接H形截面试件的水平往复加载试验研究，分析了试件的长细比、绕强弱轴加载等因素对试件破坏模式、变形能力、抗震耗能能力的影响. 结果表明，所有试件荷载-位移滞回曲线饱满，滞回性能良好. 骨架曲线正、反向基本对称，走势相似，从弹性变形到屈服点，荷载达最大后，开始下降直至塑性破坏. 试件绕强轴反复荷载，板件局部弹塑性失稳破坏，截面塑性发展不充分，试件绕弱轴反复荷载，全截面进入塑性破坏，试件绕弱轴反复荷载下延性系数要高于绕强轴反复荷载下的延性系数. 试件最大层间位移角为1/20，最小层间位移角为1/26，均满足《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010)中多、高层钢结构弹塑性位移角1/50的限值要求.     

张弦巨型网格结构布索方案研究

针对由张弦梁概念和巨型网格结构组合而成的一种新型超大跨空间结构,提出了5种可能的索杆布置方案.研究了矢跨比对不同布索方案结构变形的影响,并对同一矢跨比下各布索方案结构的最大挠度、杆件内力峰值、支座水平反力、挠度和内力分布情况、稳定承载力及失稳模态等方面进行了综合分析,且与同样形式未布索结构作比较.结果表明,预应力体系的引入可以显著改善巨型网格结构的整体变形、杆件内力峰值和整体稳定承载力.在各方案中,拉索交叉的索杆对称布置于立体桁架拱跨中大部分范围(非满布)的布索方式能最有效地改善结构静力与稳定性能,为最佳方案.     

体外预应力加固混凝土简支梁的反拱挠度分析

为了在施加预应力阶段准确地计算混凝土梁的反拱挠度,在计算过程中将混凝土梁的抗弯刚度分为有裂缝抗弯刚度和裂缝闭合抗弯刚度.试验采用6根体外预应力加固混凝土简支梁进行研究,先将混凝土梁加载至一定裂缝宽度,再进行体外预应力加固.在试验过程中发现,从张拉预应力初始阶段到张拉预应力结束,由于混凝土梁裂缝的逐渐闭合,混凝土梁的抗弯刚度是逐渐增大的.通过对混凝土梁的截面分析,将混凝土梁的抗弯刚度分为有裂缝抗弯刚度和裂缝闭合抗弯刚度,提出了体外预应力加固混凝土简支梁反拱挠度的计算方法,并用试验结果与计算公式的计算值进行了对比分析,结果表明,计算结果与试验结果吻合较好.     

单向布置并张拉预应力筋双向板的设计方法

针对双向板难以实现双向布置并张拉预应力筋的问题,提出在双向板中单向布置并张拉预应力筋的设计思想.给出此类双向板的承载力及预应力效应计算、裂缝及变形验算等设计要点,并对单向布筋的四边简支双向板进行分析,探讨了预应力筋布置形式对其极限荷载、主次弯矩分布、裂缝及变形的影响.结果表明,预应力筋总量相同时,中间板带布筋越多,对结构越有利.     

单室箱梁考虑剪切与剪滞双重效应的挠曲函数

基于单室箱梁翼缘板选取最大剪切位移差函数为广义剪力滞位移函数,通过假定箱梁竖向变形由腹板剪切变形与翼板剪滞效应引起的位移,利用变形协调条件和能量变分法最小势能原理推导了特定边界和荷载条件下考虑剪切变形的单室箱梁的挠曲位移表达式。利用推导的挠曲微分方程计算了单室简支箱梁承受均布荷载作用下的挠度,对靠近梁端部采用挠度修正系数线性内插求解竖向变形,建立单室简支箱有限元分析模型;对比解析解和数值解。结果表明:剪切变形对简支单室箱梁承受均布荷载作用的挠度具有一定的影响;利用推导的公式能够快速、有效地计算简支单室箱梁承受均布荷载下剪切与剪滞双重效应的挠度;跨中挠度与数值解差6%,吻合良好。     

太阳辐射对混凝土箱梁温度效应的影响

介绍了影响混凝土结构温度效应的太阳辐射强度和太阳辐射吸收系数的一般特性.利用有限元程序进行混凝土简支箱梁的温度效应计算,分析了太阳辐射吸收系数对梁的跨中挠度变化幅度、轴向变形变化幅度以及梁内最大拉应变的影响,并给出了相应的等效温差.根据混凝土表面性状的不同,太阳辐射吸收系数在0.4~0.8之间变化.计算结果表明,太阳辐射吸收系数的变化对混凝土箱梁结构的温度变形影响明显.在工程中建议采取在混凝土表面刷浅色涂层、采用整体式定型钢模板等措施减小温度效应.     

长期受弯构件应力应变分布及变形规律研究

通过全面考虑混凝土徐变收缩、裂缝影响及应力重分布变化过程,推导了适于不同应力分布条件下钢筋混凝土受弯构件截面长期应力应变分布规律的计算方法.提出了钢筋混凝土构件收缩翘曲变形影响系数曲线及曲率计算公式,并建立了分析预测受弯构件初始及长期总变形的通用分析方法.考虑截面非线性应力分布曲线,对各类受弯构件长期徐变收缩效应及变形进行分析,通过了试验验证.研究归纳了配筋率、截面尺寸等影响受弯构件长期挠度变化规律的主要因素.分析表明,钢筋能有效约束受弯构件长期徐变变形,而收缩翘曲变形大小及方向则主要取决于拉、压钢筋配筋率比值;在同等的初始抗弯刚度或截面积条件下,宽扁梁长期变形增长较普通梁显著.