斜拉桥施工阶段π型混凝土梁翼缘板裂缝成因分析与防裂措施研究

为了解斜拉桥施工阶段π型混凝土梁翼缘板斜向裂缝成因并制定合理的防裂措施,以某主跨120 m的π型预应力混凝土梁斜拉桥为背景,针对其悬臂施工阶段主梁翼缘板下表面出现斜向裂缝的现象进行分析。采用ANSYS软件建立该桥施工阶段杆系模型与混凝土梁实体模型,分析梁体自重、斜拉索张拉、预应力张拉、混凝土收缩、混凝土水化热作用下主梁翼缘板下表面应力情况。结果表明:梁体自重及斜拉索张拉作用下,翼缘板下表面未出现拉应力;横向及纵向预应力张拉作用下,翼缘板下表面产生一定的拉应力,但未超过混凝土抗拉强度标准值;混凝土收缩作用下,翼缘板下表面产生极小的拉应力,不会引起裂缝;混凝土养护过程中水化热作用下,翼缘板下表面混凝土与周边混凝土存在一定温差,部分测点第一主应力超过混凝土抗拉强度标准值,是开裂的主要原因。针对混凝土水化热作用影响,提出主肋布置冷却水管与翼缘板下方火炉加热并用的防裂措施,建立热流耦合模型分析防裂效果。结果表明:所采用的措施能够改善主梁养护过程中水化热温度场分布,各测点第一主应力均未超过混凝土抗拉强度标准值。

基于离散元的拔桩过程中土体动力响应分析

为了解决桥梁施工结束后临时钢管桩拔桩时难以有效测试土体参数的问题,利用离散元理论,建立了拔桩过程数值仿真模型,从颗粒响应的角度分析了拔桩过程中土体参数响应情况,研究了五种不同振动频率下拔桩敏感区域的土体颗粒位移变化、速度变化和受力变化.结果表明:土体颗粒位移随着振动频率的增加不断增大,在50 Hz时达到最大;颗粒速度在5 m/s以上的分布区域随着振动频率增加影响区域不断扩大,桩底和桩侧影响区域较大;颗粒受力随着加载频率的不同不断振荡,颗粒之间分散和重组现象明显.

上拔力作用下桩土相互作用数值分析

上拔力作用下桩土之间的相互作用较复杂。文中利用ANSYS软件建立石首建宁大桥桩土模型,选择桩土作用非线性Drucker-Prager模型,结合桩土接触面特性与荷载传递机理分析上拔力作用下桩身轴力、桩侧土压力和桩侧摩阻力的变化。结果表明,上拔力作用下桩身轴力由上到下逐渐减小,钢管桩表现为纯摩擦桩;桩侧土压力随深度逐渐增加,与库伦土压力公式计算结果吻合;上拔力作用下桩侧摩阻力自上而下逐步发挥,最大摩阻力出现在桩的中下部。

大斜度塔斜拉桥塔柱施工受力分析

结合某大斜度不对称双斜塔斜拉桥施工,运用有限元方法,分析在塔间索初张索力不变的情况下,塔间索张拉与相应塔柱砼浇筑施工工序改变时塔柱内的应力分布情况。结果表明,由于塔柱斜度过大,当塔间索张拉时间滞后于相应塔柱砼浇筑时,在塔间索以上悬臂段砼自重作用下,塔柱倾斜向背面会出现较大拉应力;可通过调整施工工序减小塔柱内拉应力。

平行钢绞线和平行钢丝斜拉索对比分析

斜拉索种类的选择是斜拉桥设计时必须要考虑的重要因素,目前斜拉桥使用的斜拉索主要是平行钢丝斜拉索和平行钢绞线斜拉索,而这两种斜拉索又各有特点,在很多方面还是存在较大的差别。为此,本文通过从拉索材料、制造工艺、张拉方法、张拉力的确定、力学性能、索力测量控制等方面对比分析两种拉索的优缺点,并结合桥梁设计理论分析两种拉索的适用性,为斜拉桥设计时斜拉索种类的选择提供一定的理论参考。

有限空间振动拔桩过程中桩土动力响应研究

为探讨在有限空间振动拔桩过程中桩体与土体间相互作用情况,以桩体与土体接触界面作为研究对象,基于非线性土体本构关系,采用有限元软件PLAXIS建立桩土非线性动力有限元模型,考虑地下孔隙水压分布,通过设立分步计算工序对拔桩过程中的桩土动力响应展开深入分析。结果表明,使用振动锤施加振动后消除大部分桩侧摩阻力再施加静力分段拔除,可以更为有效的拔出尽可能长的桩体。

激振力作用下桩侧土液化特性及拔桩过程分析

文章以石首建宁大桥桥下钢管桩为例,利用有限差分软件FLAC3D建立桩-土动力相互作用模型,基于Finn模型分析桩顶激振力作用下桩侧土的液化效应,并对振动拔桩过程进行分析;计算不同上拔力下钢管桩的位移,通过工程实测与数值计算对比验证FLAC3D计算振动锤拔桩过程的准确性。激振过程中桩侧土各测点的超孔隙水压比不断增大,表明桩侧土在逐渐液化,离振源较近的监测点超孔隙水压比最终接近于1并保持稳定;各测点加速度响应分析结果表明,桩侧基本被液化土覆盖,振动锤激振效果较好,可进行振动拔桩施工;桩侧摩阻力的分析验证了桩侧土的液化效应;土液化使得钢管桩基本只受上拔力和自重,因此加载时间相同的条件下,上拔力与位移大致呈线性关系。

钢管桩抗拔摩擦力的计算方法研究

在弹塑性力学Mohr-Coulomb强度理论基础上,采用土体微元,推导出多层土中钢管桩侧摩擦应力的计算公式,最后用分层积分方法,推导出多层土中钢管桩抗拔摩擦力的计算公式,并以实际工程为例,分析钢管桩抗拔摩擦力的影响因素,并总结出如下结论:(1)钢管桩侧摩擦应力随深度增加逐渐增大,应力增加速率逐渐降低。(2)桩侧不同土体对抗拔摩擦力影响不同,土的密度、粘聚力、内摩擦角都会产生影响。(3)桩径越大抗拔摩擦力越大,随桩埋入深度增加的速率也越大。