高速铁路无砟轨道桥梁后期徐变敏感性对成桥预拱度的影响研究

为研究混凝土徐变对桥梁结构成桥预拱度的影响,以国内高速铁路无砟轨道桥梁同类型结构跨度最大、桥墩最高的陕西省铜川市王家河特大桥为工程背景,采用Midas civil软件建立全桥有限元模型,使用正交设计法研究预应力、混凝土自重等参数对徐变变形和应力的敏感性程度,然后使用未知荷载系数法优化成桥吊杆力,并研究优化方案对后期徐变的影响规律,最后将考虑结构后期徐变的成桥预拱度与规范计算值进行对比分析。分析结果表明:当多参数共同作用时,预应力和混凝土自重对徐变变形影响显著;延长存梁时间和加载龄期使后期徐变变形小且慢,更有利于控制轨道平顺性;吊杆力优化能明显减小主梁和主拱的弯矩及变形,后期徐变也明显减小;考虑徐变作用时预拱度幅值明显减小,且使桥梁结构的线形更平顺。

常导高速磁浮桥梁预拱度形式研究

为研究常导高速磁浮桥梁的预拱度形式,计算了单跨轨道梁、双跨轨道梁和40+60+40 m连续梁在列车静活载、温度、收缩徐变作用下的变形,并将以上变形组合为12种预拱度曲线;采用车‑桥耦合振动分析方法,讨论了不同预拱度条件下车速、额定悬浮间隙、温度及收缩徐变、桥梁结构形式等因素对磁浮列车行车性能的影响;以行车安全性和乘坐舒适性为评判指标,分析常导高速磁浮桥梁的合理预拱度形式。结果表明,车速越小、额定悬浮间隙越大,列车荷载、温度荷载和收缩徐变作用下的桥梁变形与预拱度方向相反、大小接近时,高速磁浮列车在单跨轨道梁上的舒适性和安全性指标更优;各预拱度工况下,磁浮列车在双跨轨道梁上的行车性能最优,单跨轨道梁较40+60+40 m连续梁的舒适性更优,行车安全性更差;基于设置预拱度后的行车性能,建议双跨度轨道梁可不设置预拱度,单跨轨道梁和40+60+40 m连续梁桥可按0.5和1倍列车静活载设置预拱度。

预应力混凝土桥梁收缩与徐变变形试验研究

由本试验配制成的低徐变普通高强混凝土(HSC,C50)和低徐变高性能混凝土(HPC,C50)及其制作成的8根计算长度为6m的预应力T形梁的收缩、徐变试验为基础,研究HSC梁与HPC梁的收缩、徐变和上拱随时间的变化,并研究梁体上下缘应力水平差、钢筋(预应力和非预应力)配筋率及环境对收缩、徐变及上拱变化的影响规律。500多天试验观测表明,在梁体上下缘应力水平相差较小时,目前规范中计算预应力混凝土桥梁徐变上拱的方法可能产生较大误差,本文提出的计算公式理论值与试验结果吻合得较好。文中建立了考虑配筋率影响的梁体混凝土徐变、收缩的计算式,提出了钢筋对徐变影响系数的计算方法。本文亦为有关工程设计及理论分析提供可靠的试验依据。

预应力混凝土低高度梁桥结构形式比较研究

对双预应力结构、双面配筋预应力结构、二次预应力结构和常规预应力结构低高度梁桥进行对比设计,分析了不同结构形式低高度梁桥的受力性能、变形性能和经济性.结果表明:优化结构形式和预应力布置可以显著改善预应力混凝土低高度梁桥的结构性能;二次预应力结构克服了双预应力结构与双面配筋预应力结构的不足,与常规预应力结构相比,在降低梁高的同时,大幅度减小了梁的徐变上拱值50%以上,并节省预应力筋10%以上,具有明显的技术经济优势.

高铁常用跨度简支梁桥上轨道周期性不平顺影响分析

通过对桥梁徐变上拱设计和相应规定、轨道不平顺检测方法、实测资料以及线路规范的对比和理论计算,进行高铁常用跨度预应力混凝土简支梁桥上轨道产生波长为32 m的轻微周期性不平顺现象研究。结果表明:线路、桥梁规范中线路高低Ⅰ级管理值、梁跨竖向残余变形的规定是一致的;轨面不平顺静、动态检测结果不可以用来直接对比;京沪高铁桥上轨道周期不平顺的桥跨长度占比随着时间发展逐渐增大,开通4年后占比持平至约66%,桥上轨道周期性不平顺峰值均值、标准差及变异系数分别约为2.28 mm,0.57 mm和0.25;开通5年后98.4%,99.9%和100%的桥上轨道周期性高低不平顺峰值分别小于5,6和7 mm;当连续多跨简支梁徐变值均大于3 mm时,线路TQI高低已超过规范管理限值,建议通过轨面设置反预拱度,避免由梁体徐变带来的大面积轨道精调作业。

2次预应力简支组合梁受力性能与技术经济分析

高速铁路预应力混凝土桥梁徐变上拱过大会影响桥上列车运行安全，为了控制预应力混凝土桥梁徐变上拱，将2次施加预应力新技术应用于预应力混凝土梁中，以箱梁为例，设计了4根不同预应力度的2次预应力简支组合梁，分析了其各施工受力阶段截面应力、强度和抗裂性，并进行了结构尺寸与配筋完全相同的常规预应力混凝土简支梁和2次预应力简支组合梁徐变上拱的对比计算分析。结果表明：2次预应力简支组合梁截面应力梯度小，受力合理，与常规预应力混凝土简支梁相比，徐变上拱减少约40％～60％；并可以降低梁的建筑高度，节约10％左右的预应力筋和一定数量的混凝土，具有明显技术经济优势。

无粘结预应力高性能粉煤灰混凝土桥梁收缩与徐变变形试验研究

结合洛湛线的建设,以8根不同掺量的高性能粉煤灰混凝土无粘结预应力桥梁的收缩、徐变试验为基础,研究了不同掺量高性能粉煤灰混凝土在荷载长期作用下收缩、徐变性能及其上拱随时间的变化规律,探讨了温度、湿度等环境因素对不同掺量高性能粉煤灰混凝土收缩、徐变的影响。300多天的实验观测结果表明:高性能粉煤灰掺量20%～40%混凝土梁不但具有良好的工作性能和力学性能,而且长期性能良好,与同强度的未掺高性能粉煤灰的梁相比,其后期强度和抗压弹性模量增大,收缩徐变减小,具有良好的社会和经济效益。

徐变上拱对桥上纵连无砟轨道线路动力影响

研究目的:高速铁路预应力桥梁会出现徐变上拱,而高速铁路对线路平顺性要求高,预应力桥梁徐变上拱引起的不平顺对高速列车-纵连板式无砟轨道-桥梁耦合系统有何影响,是工程界十分关注的问题。本文基于列车-轨道耦合动力学理论,建立考虑无砟轨道-桥梁系统各部件间接触状态非线性的高速列车-纵连板式无砟轨道-桥梁三维有限元耦合动力学模型并进行相应验证,运用所建模型,对列车在桥上纵连板式无砟轨道线路桥梁徐变上拱地段高速行驶时耦合系统的动力特性进行研究,旨在探讨其影响规律。研究结论:(1)桥梁徐变上拱对车体振动加速度影响非常显著,对桥梁振动加速度虽有影响,但不太显著;(2)桥梁徐变上拱对最大轮轨力、钢轨最大正弯矩、扣件最大拉力、轨道板和底座板纵向最大拉应力、CA砂浆最大压应力均有一定的影响,但影响规律不一,对最大轮轨力影响比较小,而对钢轨最大正弯矩、扣件最大拉力、轨道板和底座板纵向最大拉应力、CA砂浆最大压应力影响则比较大;(3)桥梁徐变上拱引起的无砟轨道-桥梁间局部脱空对高速列车-纵连板式无砟轨道-桥梁耦合系统动力特性有显著影响;(4)本研究成果可为高速铁路桥上纵连板式无砟轨道线路徐变上拱大小控制提供理论依据。

双线铁路整体PC箱梁上拱度分析

由于混凝土的徐变效应,预应力混凝土简支箱梁桥的梁体在预应力荷载作用下的上拱变形缓慢发展,因而对桥梁设计及施工中的徐变变形分析尤为重要。如果对于徐变变形的预测不准,在运营阶段梁体徐变变形的发展将会引起桥面的立面线形不平顺,严重影响行车安全和旅客舒适度,甚至将造成梁体上拱度过大而无法使用。在高速铁路上这种影响显得尤为突出,应予以足够重视。本文针对某双线铁路就地浇筑的预应力混凝土整体箱梁,采用MIDAS/Civil结构分析软件,结合国内外几种规范中徐变系数的计算公式,计算在施工阶段的预应力张拉、落梁和铺砟后的荷载作用下梁体的变形,并将其与现场实测的数据比较。通过现场实测变形与理论分析结果的对比得出,采用我国现行铁路规范的计算值与实测值吻合良好。

二次预应力组合结构在高速铁路桥梁上的应用研究

针对高速铁路桥梁对于徐变上拱度有着严格的限值,若徐变上拱过大将严重地影响铁路桥梁的使用性能,甚至危及行车安全等问题,提出将新型二次预应力组合结构应用于高速铁路桥梁。这种结构将混凝土分2次浇筑,与之相应的预应力筋分2次张拉,以此既分散结构的预应力度,又使结构满足受力要求,最终使上拱变形减少。通过对这种结构与常规预应力结构铁路桥梁的分析比较,证明二次预应力组合结构可大大减小徐变上拱度,而且具有良好的受力性能,值得推广应用。

预应力混凝土桥梁长期变形的计算分析

介绍了混凝土徐变分析的原理及徐变结构分析程序PLECA编制的步骤 ,应用该程序对实际的简支梁桥和连续刚构桥进行了理论分析 ,并与实测结果进行了比较 ,验证了程序的可靠性。预测了结构的长期拱度变形 。

先简支后连续技术在高速铁路PC桥中应用初探

高速铁路桥由于高速行车平顺性的需要 ,对桥梁的刚度、上拱度等提出很高的要求。高速铁路桥梁中大量采用的是预应力混凝土简支梁 ,为满足技术要求 ,梁高较大 ;连续梁桥的受力和变形性能优于简支梁桥 ,但由于连续梁施工的复杂性 ,影响其在 40m以下跨度铁路桥中的使用 ;采用先简支架设、后体系转换为连续梁的先简支后连续结构和工艺 ,综合了简支梁和连续梁的优点。以高速铁路桥作为应用背景 ,通过对比分析 ,对预应力混凝土先简支后连续梁的施工、构造、受力、刚度和后期徐变上拱度等进行初步的探讨 ,论证其在高速铁路桥梁中应用的优越性。

基于高低的高速铁路简支梁徐变上拱识别方法

研究目的:现有监测手段难以高效经济地测量高速铁路全线简支梁的徐变上拱量,但可以通过分析轨道动态检测数据实现有效识别。因此,本文选取我国某高速铁路长达7年的检测数据,结合小波分解、极值点搜寻和概率分布拟合,对每一跨简支梁的高低波形进行识别,然后通过波形关键点识别简支梁徐变上拱量,并研究其发展规律。研究结论:(1)波形识别算法对24 m梁和32 m梁的识别准确率分别为94.3%和96.4%;(2)简支梁徐变上拱与混凝土徐变的发展规律相近,利用最小二乘法拟合得到了上拱量发展曲线;(3)在线路开通运营6年后,24 m梁上拱量的中位数在1.5~2.0 mm之间,32 m梁上拱量的中位数在2.0~2.6 mm之间,简支梁徐变上拱的发展趋于平缓,未来的发展空间有限;(4)本研究成果对掌握高铁桥梁变形状态和指导线路养护维修具有参考价值。

预应力混凝土梁上拱度的预测及控制

预应力混凝土梁的上拱度过大将导致结构使用极限状态的失效。结合上海地铁三号线高架段的设计方案对该问题进行了理论上的探讨，提出采用部分预应力混凝土和对徐变预控措施相结合是减小上拱的有效途径。

武广客运专线32m箱梁预应力效果监测及徐变上拱的控制措施

采用现场实测的方法对武广客运专线工程32 m预应力混凝土箱梁应力效果进行监测,并采用Mi-das/Civil结构分析程序进行了弹性上拱的理论分析,提出箱梁徐变上拱的控制措施,为同类工程提供借鉴及经验。

预应力钢筋混凝土T梁上拱度计算

考虑预应力、恒载、混凝土收缩和徐变等因素,提出一种物理意义明确而计算精度较高的预应力T梁上拱度计算方法。计算结果与实测数据对比分析表明:计算方法能够满足工程精度要求,计算结果可为预应力混凝土T梁预拱度设计施工提供依据。

府河盘龙大桥施工预拱度预测与分析

采用有限元方法,对府河盘龙大桥主桥三跨预应力连续箱梁桥的悬臂挂篮施工过程进行了数值模拟分析,预测和分析了施工预拱度的大小。同时,研究了恒载、预应力及混凝土的收缩徐变对预拱度的贡献影响分析,并对比研究了4种规范的收缩徐变计算模式和对施工预拱度的影响。另外,对混凝土材料力学参数、密度及弹性模量,进行了敏感性分析,得到了其对预拱度的影响范围。这些工作对预拱度设置的分析调整具有重要的指导意义。

考虑行车舒适性预应力简支梁板设计建议

采用全量形式自动递进法分析京张高速某简支梁桥在不同预加应力下的长期上拱值,对求得数据采用2阶拟合的方法模拟截面上下缘应力差值与跨中上拱度的关系方程。根据文献[1]求解的该桥考虑行车舒适性最大允许上拱度值,提出预应力简支梁板上下缘应力差值限制值,并根据横截面应力线性分布的特点提出在设计预应力简支梁板时应增加上下缘应力均匀性分布参数的要求。

二次预应力组合结构试验研究

为了解决预应力混凝土结构中反拱过大的问题,提出了二次预应力组合结构的新概念;基于线性徐变理论和变形协调原理,推导了二次预应力组合结构的内力重分布计算公式;在此基础上,进行了二次预应力组合结构和常规预应力梁的对比试验,并进行了大量的数值计算和分析,得到了结构内力重分布结果和变形结果。试验结果和理论分析均表明:二次预应力组合结构可大大改善反拱过大等问题,值得进一步推广。

混凝土徐变及其在桥梁预拱度设置中的应用

以南方某混凝土预应力刚构大桥为背景,对混凝土徐变理论以及该理论在桥梁预拱度设置中的应用进行了研究,并利用GQJS和桥梁博士软件,计算了该桥梁施工的预拱度。算例分析表明徐变对预应力混凝土连续梁桥变形的影响均不容忽视。