预应力UHPC槽形节段与整体式混凝土板组合梁受剪性能

将预制的UHPC槽形节段通过干缝连接和预应力张拉形成槽形梁,再与整体现浇的混凝土板组合成的组合梁,称为预应力UHPC槽形节段与整体式混凝土板组合梁(PUCS-MCS组合梁)。它是一种能充分发挥不同材料的性能、施工方便且整体性能好的新型桥梁结构。为探究其抗剪性能,开展了9根模型梁的试验。分析了接缝数、接缝处剪力键数、剪跨比、UHPC钢纤维体积率、配箍率和纵筋率等参数对试件变形、破坏模式、抗剪承载力的影响;基于试验研究结果,提出了PUCS-MCS组合梁抗剪承载力计算方法。结果表明:PUCS-MCS组合梁均为剪压破坏,所有梁在开裂前的荷载-挠度曲线差异不大,在开裂后刚度不断下降;PUCS-MCS组合梁的抗剪承载力随接缝处剪力键数、UHPC钢纤维掺量、配箍率和纵筋率的增大而增大,随干接缝数量增加和剪跨比的增大而减小,其中影响最显著的是干接缝和剪力键,影响最小的是钢纤维掺量和配箍率,因此PUCS-MCS组合梁可不配箍筋,并可采用较低钢纤维掺量的UHPC。

横向静载作用下轨道交通预应力混凝土U型梁裂缝开展研究

为探究轨道交通预应力混凝土U型梁结构在腹板横向受力情况下的裂缝开展状况,通过回顾总结其裂缝开展成因,并以实际工程中的某标准梁段为例,进行了横向静载破坏试验,分析了U型梁结构在横向受力下的应变、挠度变化规律以及裂缝发育和损伤状况。研究结果表明,在横向对称荷载作用下,随着加载级的增大,U型梁展现出良好的整体性能和横向抗裂性能;该梁的裂缝损伤首先出现在腹板和底板处,随后逐步扩展到底板与腹板的连接部位;在破坏加载级下,腹板与翼缘发生破坏性裂缝损伤和明显的外扩变形;在高于规范撞击力建议值2倍的横向静载作用范围内,试验梁能够保持弹性工作状态,验证了采用美国ACI规范中对于列车脱轨撞击力的建议值进行U型梁横向抗撞设计的合理性。该研究成果可为轨道交通预应力混凝土U型梁的力学性能研究和结构优化设计提供更多参考。

轨宽为1250 mm且跨度为25 m时跨座式单轨交通的预应力钢筋混凝土轨道梁截面跨高比

[目的]为适应新型跨座式单轨列车的构造特点,需对新型预应力钢筋混凝土轨道梁开展力学性能分析及界面优化研究。[方法]提出了适合该新型列车特点的预应力钢筋混凝土轨道梁,并采用经验证的数值分析模型,对8根具有不同跨高比的25 m跨轨道梁开展了静力分析。[结果及结论]提出的新型预应力钢筋混凝土轨道梁的力学性能满足规范要求;25 m跨度的新型轨道梁在跨高比为16.6~18.5时具有较好的力学性能。

高速磁浮整体式预应力轨道梁温度场与变形分析

轨道梁日照作用与列车荷载下的热力耦合变形是高速磁浮轨道梁设计时需要考虑的重要因素之一。根据传热学理论,结合青岛地区夏季气象数据与日照辐射半经验公式给出日照辐射分布场,基于ABAQUS建立青岛高速磁浮试验线整体式预应力混凝土轨道梁三维有限元瞬态分析模型,研究变截面轨道梁纵向温度分布规律、竖向与横向最大温差时刻温度梯度分布,并以指数函数为基础拟合得到温度梯度曲线,给出在三维梁模型中的温度分布场。利用顺序热力耦合方法开展热力耦合作用对轨道梁变形影响的数值仿真研究。热力耦合仿真结果表明,轨道梁最大竖向温度梯度出现在下午14:00,同时刻热力耦合工况下轨道梁跨中挠度最小,最小值为3.150 mm。凌晨01:00时刻,轨道梁跨中挠度最大,最大值为3.336 mm。横向位移极值分别出现在上午11:00和下午15:00,位移极值分别为1.237 mm和1.515 mm。预应力筋对轨道梁跨中竖向挠度影响显著,预应力水平为1302 MPa的轨道梁跨中挠度比无预应力的轨道梁要少23.96%;预应力筋对轨道梁横向变形影响不明显,预应力水平为1302 MPa的轨道梁横向变形与无预应力的轨道梁仅相差0.2%。

装配整体式地下车站钢管混凝土柱-型钢混凝土叠合梁节点力学性能研究

目的:为了保障新型节点的传力有效性与车站安全性,需对城市轨道交通装配式车站的新型钢管混凝土柱-型钢混凝土叠合梁节点的力学性能进行研究。方法:针对车站正常使用阶段,建立足尺模型;采用原位对拉方式加载,研究新型钢管混凝土柱-型钢混凝土叠合梁节点静载作用下的力学性能;结合力学试验结果,利用ANSYS软件中的纤维单元建立数值分析模型,对影响节点受力性能的重要参数进行分析。结果及结论:节点连接区的破坏形态为靠近柱端受压区位置部分混凝土压碎剥落,梁顶的裂缝增多并发展;通过荷载-位移曲线及应变分析验证了节点的破坏是经过了裂缝出现、屈服变形和塑性变形等几个阶段,力学试验表明预制混凝土、现浇混凝土和型钢的粘结良好并共同工作,节点具有良好的整体性能;通过数值模拟及其参数分析可得出,叠合梁节点的混凝土强度等级增加可使承载力提高,但延性降低,节点型钢的翼缘宽度对承载力及刚度的影响很小。

无砟轨道预应力混凝土连续梁智能压浆技术研究

为解决大批量生产的无砟轨道预应力混凝土连续梁管道灌浆施工质量问题,本文依托京沈高铁京冀段潮白河特大桥预应力混凝土连续梁压浆施工为研究对象,在分析智能压浆技术的工作原理和系统组成的基础上,对智能压浆技术在灌浆速度、灌浆压力和灌浆水胶比控制方面的应用效果进行分析。结果表明:对3组预应力混凝土连续梁的灌浆压力监测表明,每组预应力混凝土连续梁的水胶比波动范围均位于0.26~0.28之间,灌浆压力波动范围均位于0.50~0.70 MPa之间,搅拌机转速波动范围均大于1000 r/min,满足了桥涵施工技术规范的要求。

高速铁路有砟轨道预应力混凝土连续梁挂篮施工技术要点研究

近几年,我国高速铁路工程建设飞速发展,高质量的铁路基础设施是建设优质高速铁路工程的重要依托,有砟轨道预应力混凝土连续梁做为铁路轨道施工的一种形式,对其施工质量的控制要求越来越高,因此很有必要通过提升施工技术水平,来保障有砟轨道预应力混凝土连续梁施工高质高效施工,由于很多高速铁路路段要跨越道路、河流施工,使得预应力混凝土连续梁施工得到了大力发展,为了给这类路段施工提供技术参考资料,本文主要探讨高速铁路有砟轨道预应力混凝土连续梁挂篮施工技术要点。

轨道交通预应力混凝土梁施工阶段徐变性能研究

以实际工程的轨道交通预应力混凝土梁为原型,以跨中截面应力等效与施工工艺相似为原则,共设计6根1∶5大尺度模型梁,对其施工过程中的徐变性能进行了试验研究,重点考察混凝土种类、预应力筋张拉方式和截面应力差等因素对轨道梁徐变变形的影响。基于大型商用软件SOFiSTiK和自行编制的步进法有限元程序对模型梁在施工阶段的徐变变形进行时随全过程分析,计算结果与试验值的误差在10%以内。在此基础上,提出了考虑混凝土种类、预应力筋张拉方式和跨中截面应力差等多因素影响的、轨道梁施工阶段徐变变形设计建议。本文研究成果可为轨道交通预应力混凝土梁的施工阶段徐变变形控制与计算提供依据和参考。

城市轻轨预应力混凝土轨道梁徐变性能试验研究

通过4根1∶5城市轻轨预应力混凝土轨道梁模型的500 d长期试验,对其时随性能进行较系统的研究与分析,重点考察混凝土种类、截面上下缘应力差等因素对轨道梁徐变变形、徐变应变、截面曲率、钢筋应力及预应力筋应变等的影响。基于龄期调整有效模量法,编制步进法时随有限元分析程序,实现轨道梁徐变变形的时随全过程分析。应用该程序对本文试验结果进行模拟分析,计算值与试验结果吻合良好。在试验研究、时随全过程分析及美国规范ACI 318—02的基础上,提出综合考虑混凝土种类、预应力筋张拉方式、钢筋配筋率及截面上下缘应力差的城市轻轨轨道梁徐变变形设计建议。研究成果为我国城市轻轨预应力混凝土轨道梁的工程设计与应用及有关规范的编制提供了依据和参考。

预应力混凝土轨道梁张拉施工中的变形和应力

介绍预应力混凝土轨道梁材料配合比和力学性能;轨道梁的张拉控制应力和钢绞线伸长值,实测伸长值与理论伸长值的相对误差都在规范允许范围内;用有限元仿真模型计算了张拉过程中梁体产生的竖向反拱值和梁体应力值,结果表明有限元模型计算结果与采用规范设计公式计算结果吻合良好。

跨坐式单轨交通预应力钢筋混凝土轨道梁动力性能试验与分析

对重庆跨坐式单轨交通的预应力钢筋混凝土轨道梁、墩体结构进行了动力试验,测试其动力特性及在不同行车速度下的动力响应。测试及分析结果表明,预应力钢筋混凝土轨道梁结构实测自振特性与理论计算结果基本相符;轨道梁结构具有较好的竖向刚度和结构强度;单轨车辆以不同速度通过桥梁时,试验梁横向基频、横向加速度等横向振动性能与《铁路桥梁检定规范》的要求有一定差异;运行单轨车辆对轨道梁结构有一定的冲击作用,但不显著;墩体结构横向动力性能良好,满足限值要求。

跨坐式单轨交通预应力混凝土轨道梁制作技术

跨坐式单轨交通系统的预应力混凝土轨道梁既是承重梁又是车辆的轨道,其制作精度要求很高,必须采用专用的模板。介绍了重庆市单轨交通系统中的预应力混凝土轨道梁模板的构造,并阐述了在轨道梁制作过程中应重点做好钢筋制作、预应力管道定位、混凝土拌制、成型、养护及预应力筋张拉等工序的工作。

轨道交通预应力混凝土U形梁极限承载力试验研究

为研究城市轨道交通预应力混凝土U形梁的力学性能,对一座跨度为30 m的预应力混凝土U形简支梁桥进行了静载破坏试验。试验中测试了主梁关键截面混凝土和钢筋的应变以及竖向位移与荷载之间的关系,详细分析了梁体破坏过程与破坏特征。研究得到了如下结论:主梁的消压弯矩为1.31倍设计荷载,在加载至2.0倍设计荷载时主梁开始进入塑性阶段,破坏荷载为2.7倍设计荷载;加载过程中底板出现较为明显的横向应变,表明底板具有典型的空间板受力效应;梁体破坏过程表现出明显的延性,表明结构设计合理,具有较强的安全储备。

预应力混凝土箱型轨道梁温度场分析

预应力混凝土箱型轨道梁桥的温度效应不容忽视,在一定程度上甚至会超过活载作用成为设计的控制因素。论述了预应力混凝土箱型轨道梁桥温度场及其变化规律,分析了环境温度场与结构温度场的关系。运用傅里叶热传导理论和边界条件,建立了预应力混凝土箱型轨道梁结构温度场计算的数值模型。计算结果在某轨道线试验梁中得到了验证。在此基础上,将预应力混凝土箱型轨道梁温度影响的计算简化为温差作用下控制温度荷载的计算问题,提出了简化温度分布模式,对工程设计中合理控制温度效应具有实际参考价值。

韩国跨坐式单轨交通预应力混凝土轨道梁设计评价

对韩国大邱跨坐式单轨交通预应力混凝土轨道梁设计进行了介绍,包括梁截面、跨度、梁体混凝土等级、预应力设计和普通钢筋设计。通过与重庆预应力混凝土轨道梁的各项设计进行详细对比后,对韩国大邱预应力混凝土轨道梁的设计进行了评价,并给出了改进建议。

无砟轨道预应力混凝土连续梁桥工后徐变变形研究

在高速铁路中,对于铺设无砟轨道的预应力混凝土连续梁桥,控制其工后徐变变形具有十分重要的意义。对宁杭客运专线某处预应力混凝土连续梁桥进行有限元分析,采用不同规范的徐变系数计算工后徐变变形并比较计算结果的差异,同时研究施工过程中延迟铺设轨道的时间及拆除中墩临时固结的时间选择对工后徐变变形的影响。

无碴轨道预应力混凝土梁设计研究

通过秦沈客运专线无碴轨道预应力混凝土简支箱梁的介绍 ,对预应力混凝土梁徐变上拱的控制方法做了较为深入的探讨 。

跨坐式单轨25m直线预应力混凝土轨道梁试验分析

通过对重庆跨坐式单轨25m直线预应力混凝土轨道梁进行静载、疲劳、破坏试验分析,得出25m直线轨道梁可应用于工程实践的结论,为工程轨道梁设计选型提供了试验依据。

无碴轨道预应力混凝土箱梁徐变上拱的研究

结合工程实例,就32 m预应力混凝土箱梁徐变上拱的形成进行了分析。根据对生产的前十榀箱梁的徐变上拱的跟踪观测及数据分析,通过总结经验,提高了箱梁的平顺性,保证了客运专线高速行车的稳定性。