预应力混凝土箱梁爆炸荷载模型试验及有限元分析

目前针对箱梁爆炸荷载以及冲击波传播规律的研究较少,以目前混凝土桥中应用较为广泛的预应力混凝土箱梁桥为依托工程,以1∶5缩尺比例设计箱梁爆炸荷载试验。试验表明,箱梁顶板超压沿箱梁纵向呈非线性下降梯度分布特点,超压沿箱梁横向近似于梯形荷载分布,随着比例距离的减小,结构超压增大。其次,基于箱梁爆炸荷载试验,建立箱梁三维爆炸数值分析模型,通过将数值分析结果和试验数据进行对比,验证数值模拟的准确性。基于数值分析,揭示爆炸冲击波与箱梁的相互作用机理,明确箱梁冲击波的传播规律。对不同爆炸工况箱梁各部位超压分布规律研究显示:当爆心位于箱梁顶板上方时,顶板迎爆面超压较大;当爆心位于翼缘板下方时,在翼缘和腹板处产生较大超压,其余部位超压较小。而当爆心位于箱梁底板下方时,翼缘、腹板和底板均受到较大的冲击波超压,结构全截面受爆炸影响较大。最后,基于试验和数值分析结果,对不同工况下箱梁顶板、腹板和底板的超压峰值进行方程拟合,建立不同爆炸工况下箱梁关键部位荷载模型。

装配式预应力混凝土箱梁裂缝关联因素研究

针对宁夏高速公路装配式预应力混凝土箱梁桥,采用多元数据分析中的典型相关分析理论,研究箱梁裂缝与影响因素的相关性。研究结果表明,箱梁底板纵向裂缝和腹板水平裂缝数量最多,同时分析了不同裂缝类型与计算跨径、设计标准、运营年限等关联因素的相关性。研究成果可作为后期对宁夏装配式小箱梁桥病害分析与维修加固的依据。

6-30预应力混凝土箱梁桥梁博士与Midas Civil有限元模型计算结果对比

采用桥梁博士与Midas Civil这2种有限元软件建立6-30预应力混凝土箱梁桥梁模型进行研究分析,依次对比分析正应力验算、最大主应力验算、抗裂性验算、正截面强度验算和支座反力等方面的计算结果。研究表明,Midas Civil有限元分析在计算箱梁上下缘最小正应力、上缘抗裂性安全系数、正截面强度安全系数方面比较保守;桥梁博士有限元分析在计算箱梁上下缘最大正应力和下缘抗裂性安全系数方面比较保守;在恒载作用下,2种软件计算出来的箱梁支座反力差距均在5%以内,数值较为接近。

预应力混凝土箱梁梁体复位技术

为复位梁体偏移,延长桥梁使用寿命,依托高沁高速田街大桥,首先对其预应力混凝土小箱梁梁体偏位现状及产生原因进行了分析,据此提出顶推复位、修复破损挡块和加强梁体径向约束的处治方案,然后对梁体复位施工流程及要点进行了探讨,最后对比分析了梁体复位前后的位移、倾斜角度和应变值。结果表明,经过复位,桥梁的结构状态得到有效恢复,所用方案有效。

预应力混凝土箱梁桥梁施工方案及关键技术分析

预应力混凝土箱梁桥梁是当前我国在市政道路桥梁中较为常用的一种施工方案,对于改善我国的交通条件有非常重要的作用。要想更好地推动施工顺利进行,需要从施工方案方面不断完善与优化,尤其要科学运用各种施工关键技术,全面保障施工质量。基于此本文将针对预应力混凝土箱梁桥梁施工方案及关键技术展开研究,希望能够对我国桥梁建设起到一定的参考和推动作用。

市政立交桥预应力混凝土箱梁施工技术与质量控制研究

为了促进市政立交桥施工质量和安全,对预应力混凝土箱梁施工工艺要点和质量控制方法进行了深入的研究,找到了模板制作的方法、在钢筋骨架加工,预应力筋张拉和混凝土浇筑过程中对关键环节采取了质量控制措施并提供了有效保证。同时通过案例分析总结了实践经验并对施工流程进行了优化,提高了施工效率。本课题的研究对保证市政立交桥工程的质量与安全有着重要的指导意义。

预应力混凝土小箱梁病害成因分析及设计优化措施

预应力混凝土小箱梁桥由于运营时间长、养护不到位、设计与施工缺陷等因素,早期建造的小箱梁桥发生病害的现象较为普遍。文章基于大数据调研方法对小箱梁桥病害类型与成因进行了分析,发现小箱梁病害现象主要包括梁端腹板斜裂缝、顶板与底板开裂、横隔板开裂与桥面铺装开裂等。基于分析结果提出了相应的结构设计优化和桥面铺装优化措施,并基于Midas Civil软件对优化措施进行了验证。结果表明,提出的设计优化措施合理可靠,有效改善了小箱梁的整体和局部受力性能,降低了病害发生的风险。对于已发生病害的小箱梁桥,提出了粘贴钢板、体外和体内预应力张拉等3种加固措施,并通过现场静力试验从梁体受力状态、梁体刚度、预应力度和施工便捷度等4个角度对各加固方案的效果进行了对比,最终推荐采用粘贴钢板方法对发生病害的小箱梁进行加固。

预应力混凝土小箱梁单梁静载试验研究

荷载试验作为桥梁交工验收的必要手段,可有效评价桥梁结构的整体受力性能、桥梁结构设计是否合理、桥梁施工质量情况、桥梁结构承载能力等,并为桥梁运营阶段的维修、养护和管理提供原始数据。本文通过对某公路实际桥梁预制的2片20m跨径预应力混凝土小箱梁进行单梁静载试验,现场测得2片小箱梁关键截面的挠度、应力数据以及裂缝发展情况,并结合相关标准规范,验证了现场预制的2片20m跨径预应力混凝土小箱梁的受力性能满足设计要求,进而判断桥梁结构刚度、裂缝、强度等指标满足规范要求,研究成果可为同类工程提供参考和借鉴。

预应力混凝土箱梁爆炸损伤评估及公式拟合

对预应力混凝土箱梁进行爆炸损伤评估研究。首先,对矩形梁进行爆炸数值分析,结合现场试验结果验证了爆炸数值模型的准确性、可靠性。其次,基于箱梁剩余承载力,建立了箱梁爆后损伤评估准则。通过对预应力混凝土箱梁在不同爆炸工况下的爆后剩余承载力计算,建立箱梁各损伤程度下P-I(超压-冲量)曲线。研究发现,混凝土强度对箱梁超压和冲量临界值影响较大,钢筋屈服强度对超压和冲量临界值影响较小。随着结构损伤等级的增大,各参数对箱梁P-I曲线的影响幅度各不相同。最后,对不同混凝土强度箱梁中各损伤等级P-I曲线进行公式拟合,并对拟合参数β进行分析。

预应力混凝土箱梁典型裂缝成因分析

为分析大跨度预应力混凝土连续箱梁桥典型裂缝成因,以一座大跨度预应力混凝土连续刚构桥为依托工程,对该桥裂缝分布规律进行了分析,箱梁裂缝主要为顶板纵向裂缝和腹板上部微微倾斜但趋于平坦的斜裂缝,采用有限元数值仿真分析方法,分析了预应力混凝土箱梁在永久荷载(恒载、预应力)和可变荷载(车辆荷载、温度荷载)单因素或多因素共同作用下对箱梁受力特性的影响,最后综合分析了箱梁典型部位腹板和顶板的裂缝成因。研究结果表明:纵向预应力对限制箱内腹板主拉应力起主要作用,竖向预应力损失对抑制箱内腹板主拉应力的大小存在一定程度影响,而横向预应力对箱梁顶板主拉应力的影响很小。车辆荷载作用和温度荷载作用是造成箱梁开裂的重要影响因素。箱梁裂缝是多种因素共同作用的结果,温度荷载作用是箱梁腹板裂缝产生的重要因素,同时预应力损失也是加剧箱梁腹板开裂的因素之一,顶板裂缝主要由汽车荷载超载作用、温度荷载作用等因素共同作用导致。

预应力混凝土箱梁早期裂缝成因及防治研究

为避免预应力混凝土箱梁产生早期裂缝,回顾了目前现浇混凝土箱梁早期裂缝研究的发展过程,结合国道527(嵊州段)现浇箱梁工程实例,通过有限元软件ABAQUS建模分析,对该工程早期裂缝产生的原因及对应的处治、防治措施进行了研究。研究表明,国道527(嵊州段)中预应力混凝土箱梁的裂缝为温差导致;温差对预应力混凝土箱梁顶板顺桥向的影响较大,易引发顶板横桥向裂缝病害;混凝土导热性差,预应力混凝土箱梁早期裂缝防治时,需注意考虑季节的不同而采取不同的防治措施。

预应力混凝土连续箱梁桥腹板斜向裂缝成因分析及加固方案探讨

以某(45+2×73.5+45)m预应力混凝土连续箱梁为例,通过采用有限元软件Midas Civil进行空间计算,分析腹板斜向裂缝产生的原因,并针对病害提出相应处治措施。为同类型桥梁结构的设计和维修加固设计提供参考。

后张法预应力混凝土箱梁预制施工工艺改进

随着对箱梁预制施工标准化水平的持续提高,需不断对传统施工工艺进行改进和加强质量通病治理。以广西浦北至北流高速公路项目箱梁预制施工为例,通过箱梁台座端头底座改进和模板局部位置优化,有利于混凝土外观质量的控制。通过侧模采用液压系统支模、对预应力筋张拉施工控制和应用智能喷淋养护系统等工艺,进一步提升箱梁预制施工“标准化、自动化和智能化”的发展,可为箱梁预制施工提供借鉴。

高速铁路常用跨度32m预应力混凝土简支箱梁优化设计研究

我国高速铁路桥梁以常用跨度32 m预应力混凝土简支梁桥为主,在充分吸收前期设计、工程实践和科研成果的基础上,对时速350 km和时速250 km系列的32 m跨度简支箱梁,从梁高、预应力体系、细部构造尺寸等方面进行优化设计研究。通过优化箱梁结构尺寸、应用高强度预应力钢绞线和大吨位锚具等方法,减小了箱梁的腹板厚度,减少了梁体的材料用量和梁体质量,同时也简化了箱梁的施工工序;对优化前后的简支箱梁进行车桥耦合计算及对比,在德国低干扰谱下,梁高3.0 m满足1.2倍设计速度的检算要求,梁高2.8 m满足1.1倍设计速度的检算要求;对不同梁高箱梁在设计时速400 km高速铁路下的适应性进行分析,仅3.0 m梁高方案可满足1.1倍设计速度的检算要求;开展经济性对比研究,一孔32 m简支箱梁优化后造价减少5万元左右,减少7.17%~7.46%,梁高2.8 m的造价略低于梁高3.0 m的造价。

基于有限元分析的预应力混凝土连续箱梁桥静载试验应用研究

【目的】桥梁作为交通的关键节点,承担着与日俱增的交通流量压力,同时还要承受违法超载车辆带来的损害。桥梁技术状况直接关系到交通和人身安全,桥梁静载试验便显得尤为重要。【方法】通过桥梁静载试验工程实例,基于有限元建模分析,制订试验方案并进行现场试验,将有限元模拟数据和现场试验数据进行对比分析。【结果】结果表明,模拟数据和试验数据结果吻合,符合规范要求。【结论】基于有限元分析的静载试验在桥梁检测中的良好应用效果得到了验证,为既有桥梁工程的健康监测和管养维护提供支持,为桥梁的安全评定提供依据。

UHPC在现浇预应力混凝土箱梁齿块中的应用

预应力混凝土箱梁齿块因其优良的传力性能,在桥梁工程中得到广泛应用。然而,在实际应用过程中预应力混凝土箱梁齿块存在一些挑战,特别是在张拉预应力筋的过程中,预应力混凝土齿块常常发生开裂现象。超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)作为新型水泥基材料,由于其超高的力学性能和耐久性能,被认为是应对齿块开裂问题的优良选择。阐述了超高性能混凝土的力学性能、耐久性能,结合某引桥现浇预应力混凝土箱梁多个齿块在预应力张拉过程中发生开裂现象,在采用超高性能混凝土对损坏齿块修复的同时,从局部承压区破坏理论和有限元分析,揭示了混凝土齿块的开裂机理。研究结果表明,混凝土强度和局部承压提高系数对齿块局部承压承载能力影响较大。最后,对预应力混凝土箱梁钢束张拉齿块的施工给出了注意事项和改进措施。

自密实混凝土在装配式预应力混凝土箱梁中的应用

为制备具有高流动性、均匀性和稳定性的装配式预应力混凝土箱梁用自密实混凝土(SCC),在同一水胶比条件下,研究了m水泥∶m矿物掺合料、m水泥∶m粉煤灰、砂率和粗骨料级配对SCC工作性和抗压强度的影响。结果表明:SCC的工作性随着m水泥∶m矿物掺合料的增大变化不大;SCC的抗压强度随着砂率的增长呈先提高后降低的趋势;粗骨料级配对SCC工作性、抗压强度的影响较大,当粒径为5~10 mm和10~20 mm的粗骨料质量比为4∶6时,SCC的综合性能最佳。优选出的最佳SCC配合比已成功应用于雄安新区装配式预应力混凝土箱梁的生产。

大挑臂预应力混凝土箱梁汽车荷载偏载效应研究

以大挑臂预应力混凝土箱梁为背景,研究多车道汽车荷载在横向不同加载位置对结构的影响。采用大型通用有限元程序ANSYS建立全桥实体模型,对汽车荷载的偏载效应进行分析。通过对不同车道数汽车荷载对称布载和偏载布载的对比分析,得到了不同车道数加载时结构偏载系数,并在此基础上提出了基于多车道数的偏载效应修正方法。该类型桥梁汽车荷载偏载系数在1.18~1.34之间。

主跨178 m预应力混凝土连续箱梁桥抗震性能研究

大跨径预应力混凝土连续梁桥具有结构刚度大、上部结构重量大的特点,在地震作用下相对其他桥型容易引起更大的地震响应。文章以主跨178 m预应力混凝土连续梁桥为案例,研究其抗震性能,为同类型桥梁抗震设计提供参考与借鉴。结果表明:结构采用双曲面球形减隔震支座后,能有效延长自振周期,减小下部结构地震内力;相对E2地震,E1地震虽然地震输入较小,但由于支座销钉尚未剪断,将引起固定墩更大的地震内力;该结构虽上部结构重量大,但设置了双曲面球形减隔震支座后,支座位移与下部结构内力均控制在较为合理的范围,满足抗震性能目标要求。

在役预应力混凝土箱梁开裂后承载力评估

针对目前大量存在的在役预应力混凝土箱梁桥跨中下挠和开裂的现象,基于主要受力裂缝的外观统计特征,通过构造两类损伤单元,即正裂缝区损伤单元和斜裂缝区损伤单元,采用刚度折减和引入平面刚架模型的方法,建立了基于裂缝统计特征参数的损伤预应力混凝土箱梁计算模型,提出了基于截面刚度变化的预应力混凝土箱梁桥截面有效刚度折减系数和基于混凝土受压区应力变化程度的承载力折减系数,从而实现了对在役预应力混凝土结构开裂损伤后,在其使用过程中的受力性能评价.