采用“恒载零弯矩法”对大跨PC梁主梁配束的结果比较及方法优化

“恒载零弯矩法”是以恒载状态下的主梁弯矩为零作为目标的配束方法,在大跨PC梁桥的设计中有一定范围的应用。“恒载零弯矩”是一种目标状态,但没有具体的方法。现通过“恒载零弯矩法”与常规配束方法的对比,比较了两者的预应力钢束指标与应力、挠度等效应的区别,并在此基础上,通过分析腹板束、顶板束的力学特征,提出了优化“恒载零弯矩法”的配束方法。

基于“恒载零弯矩法”大跨度PC连续刚构顶板配束方法探究

基于恒载零弯矩理论,大跨度连续刚构桥的顶板束有多种优化分析的方法,如悬臂梁根部零弯矩、控制阶段截面零弯矩、零挠度法。通过Midas/civil有限元软件建模对比分析,优选出"大悬臂大配束、小悬臂小配束"的配束思路,并通过结构力学基本知识给予验证。这种配束思路对于设计人员具有重要的参考价值。

基于恒载零弯矩的大跨曲线连续刚构桥线形分析

针对大跨曲线连续刚构桥弯扭耦合导致结构线形施工控制异常复杂的问题,在总结曲线刚构桥线形影响因素的基础上,提出了施工恒载零弯矩的大跨曲线连续刚构桥线形控制系统和具体实现措施。为验证所提措施的有效性,以曲率半径1 200 m、主跨80 m的江西会昌九岭高架桥为例,采用有限元法对不同曲率半径下增加预应力束或临时斜拉塔辅助合龙实现恒载零弯矩的措施与传统设计进行了分析对比。结果表明:增加预应力束,或者临时斜拉塔辅助合龙可大大减少结构的竖向位移、横向位移和扭转位移,可以简化大跨曲线连续刚构桥施工线形控制的难度。

基于恒载零弯矩理论的PC刚构桥纵向预应力配束设计

基于恒载零弯矩理论提出两种配束思路,通过一变截面悬臂梁,探讨两种配束思路的预应力配置特点,然后利用恒载零弯矩理论对某3跨PC连续刚构桥的顶板束进行重配束设计,考虑到施工便利性提出4种布束方案,并与原设计方案从内力、位移、应力以及钢束用量方面进行比较。分析表明:小悬臂、大悬臂束用量多而中间束用量少的配置方案在控制较多梁截面处于轴压状态的同时,能够有效控制桥梁下挠,并且钢束用量增加得较少。

恒载零弯矩理论在克服梁桥梁体开裂下挠中的应用

从设计角度分析了造成大跨径预应力混凝土梁桥开裂下挠的根本原因,并从完善配筋理论方面系统地介绍了恒载零弯矩理论克服大跨径预应力混凝土梁桥开裂下挠的原理、实际应用及注意事项。

“零弯矩”理论及其在连续刚构桥监控中的应用

在对"零弯矩"理论研究背景探讨的基础上,对部分基于强度包络设计的连续刚构桥进行分析,研究发现:(1)基于现行规范要求的内力包络设计使结构设计人员具有较大的随意性,不同的预应力配置会导致成桥挠度差异显著;(2)设计时应在保证应力不超出材料限值的前提下,尽可能实现恒载零弯矩,这对控制连续刚构挠度是有益的;(3)若预应力产生弯矩能较好抵消结构自重产生弯矩,其恒载作用下的挠度也必然较小,在施工监控时可适当设置较小的成桥预拱度。

大跨PC连续刚构桥跨中持续下挠成因及预防措施

目前大跨PC连续刚构桥存在的主要问题是跨中的持续下挠和箱梁的开裂,从砼收缩徐变、预应力损失及箱梁的开裂三个方面分析了各自对跨中持续下挠的影响.由于影响徐变的因素多,因此精确计算徐变对跨中的下挠的影响非常困难,根据徐变产生下挠的机理提出了一些预防措施.

基于钢束优化配置的PC梁桥长期变形控制

针对大跨度预应力混凝土箱梁桥普遍出现的长期变形过大的问题,通过对预应力钢束配置进行优化,降低最大悬臂施工阶段的初始位移,进而减小过大的长期变形,达到挠度控制的目的.构建单位预应力的挠度矩阵,以挠度为控制目标,利用ANSYS进行钢束优化求解得到钢束最优配置.结果表明,优化设计后的挠度较恒载零弯矩法减小40%.利用ANSYS进行钢束优化设计的方法对预应力混凝土箱梁桥的长期变形控制具有良好的效果.

大跨度PC梁式桥下挠机理分析及钢束配置

针对悬臂施工PC梁桥施工过程中恒载和预应力的弯矩叠加过程进行了分解和对比分析,揭示了悬臂施工PC梁式桥下挠机理,并总结恒载零弯矩法在挠度控制中的不足,据此提出新的钢束配置方法.研究结果表明:新的钢束配置方法采用"大悬臂多配束,小悬臂少配束"的钢束配置形式,能保证大部分节段预应力弯矩可以抵消恒载弯矩,又能达到优于恒载零弯矩法控制跨中挠度的目的;将该法分别应用于主跨70 m刚构桥和主跨168 m连续梁桥,较原设计方案跨中挠度均明显改善.

大跨径预应力混凝土梁桥长期挠度控制研究

目前国内大跨径预应力混凝土梁桥存在的主要病害是跨中下挠过大和箱梁梁体裂缝。该文对跨中下挠过大的主要原因进行了分析,介绍了施工控制中线形控制的方法,然后采用恒载零弯矩理论给一座已建的95+160+95 m连续刚构桥重新配置预应力束,并对原设计和恒载零弯矩配束从内力、位移、预应力筋用量三方面作一比较,最后提出了控制跨中下挠过大的一些措施。

大跨径预应力混凝土梁桥长期挠度控制分析

目前国内大跨径预应力混凝土梁桥存在的主要病害是跨中下挠过大和箱梁梁体裂缝。本文对跨中下挠过大的主要原因进行了分析,介绍了施工控制中线形控制的方法,然后用恒载零弯矩理论给一座已建的95+160+ 95m连续刚构桥重新配置预应力束,并对原设计和恒载零弯矩配束从内力、位移、预应力筋用量三方面作一比较, 最后提出了控制跨中下挠过大的一些措施。

大跨径预应力梁桥跨中下挠分析及其设计优化措施

文章首先根据梁式桥梁跨中下挠值的计算公式,分析该类型桥梁控制跨中下挠的主要优化设计措施,并结合合肥市经济开发区莲花路派河大桥设计简介"零弯矩"设计理念,根据正常使用阶段主梁弯矩包络图,为梁式桥后期跨中出现较大下挠时提出的一种补救措施。

连续刚构桥顶板束的配束设计方法研究

文章依托"恒载零弯矩法"提出顶板束采用"三组配束"的设计方法,针对怎样将悬浇块划分为三组才能实现更好的成桥效果,初步拟定了四种分组方案。利用有限元程序Midas/civil得出这四种划分方案在成桥状态下的最大挠度,并与原设计方案做对比,得出的结论如下:"三组配束"的设计方法要优于原设计;当采用"三组配束"的方法对悬臂施工的箱梁桥进行配索时,每组采用均等划分的方案可以实现更好的成桥效状态。

大跨度桥梁体外束横梁锚固区细部分析

目前,大跨度桥梁多越来越多的采用了"恒载零弯矩"理论进行指导设计,完善施工过程中的应力分布,对减少后期运营阶段梁体下挠有很明显的作用。但是,基于此种配束的特点,为抵抗二期恒载等成桥后荷载,需要配置一定数量的体外束。而由于体外束的设置一般较粗,同时需要预留更换空间,故体外束在横梁上的锚固位置较为受限,因而在传统横梁的竖向受力模式下又叠加了纵向受力。因而有必要对其进行应力分析。本文结合某跨黄河特大桥做了箱梁端横梁的节段分析,得到了应力分布,并根据相关规范进行了指导配筋。

大跨混凝土梁式桥合理化构造研究

采用多变量解析法研究大跨混凝土梁式桥构造,通过梁高、腹板厚、底板厚三变量试算,推荐合理化的构造尺寸,并结合依托工程采用软件验证。研究成果除满足规范要求外,还兼顾结构长期变形、腹板开裂、底板防崩的影响,大幅提高了结构的承载能力及结构耐久性。该研究思路清晰、原理简单,可有效避免半经验、半理论设计方法带来的风险,具有较强的推广价值。

大跨径预应力混凝土梁桥长期挠度控制研究

目前国内大跨径预应力混凝土梁桥存在的主要病害是跨中下挠过大和箱梁梁体裂缝。本文对跨中下挠过大的主要原因进行了分析,介绍了施工控制中线形控制的方法,然后用恒载零弯矩理论给一座已建的95 m+160 m+95 m连续刚构桥重新配置预应力束,并对原设计和恒载零弯矩配束从内力、位移、预应力筋用量三方面做一比较,最后提出了控制跨中下挠过大的一些措施。

连续刚构桥运营期下挠量预测研究

为了解决连续刚构桥后期运营过程中产生过大挠度的问题且为连续刚构桥的预拱度设置提供依据,需要对连续刚构桥运营下挠量进行合理的预测。本文基于陕西省五里坡特大桥运营期监测成果,对连续刚构桥运营期下挠做出评价并且预测其发展趋势;基于有限元的计算结果,探讨有效预应力损失挠度、结构刚度折减挠度、运营期混凝土的收缩徐变挠度与三因素耦合作用下的挠度之间的关系,采用三种方法对连续刚构桥下挠做出预测并进行了验证;最后基于恒载零弯矩设计法可以很好地改善运营期挠度。结果表明:平均挠度法可用于较长一段时间内挠度平均值的拟合并预测下一个较长时间段的挠度平均值;基于埃尔曼神经网络,能相对准确的拟合出大桥挠度曲线,并能预测出挠度值在未来短期的变化趋势;径向基函数神经网络能够准确地预测出多因素耦合作用下中跨跨中挠度的变化及变化趋势;采用"恒载零弯矩法"可以有效地控制恒载的长期挠度。