节段预制拼装箱梁桥抗剪性能试验研究

湿接缝纵向拼装的方法在节段预制拼装桥梁中得到广泛应用,但是湿接缝结合面抗剪受力性能研究较为缺乏。以某高速公路20 m装配式预应力混凝土简支箱梁桥为背景,设计了节段预制拼装箱梁桥的抗剪性能足尺模型试验,对桥梁湿接缝节段的抗剪性能进行了研究,建立了试件的有限元计算模型。研究结果表明,现浇接缝和相邻节段预制箱梁的挠度在试验初期变形基本一致;当荷载超过600 kN时,挠度差明显增大;当试验荷载达到1 100 kN时,湿接缝与箱梁混凝土的结合面失去传递荷载的能力,试验模型发生破坏;采用节段预制拼装的箱梁桥,其破坏模式是先结合面开裂后湿接缝混凝土开裂破坏;施加并提高纵向预应力,可以提高拼接箱梁桥结合面开裂后的承载能力。

节段预制拼装桥梁研究综述

随着城市化和交通建设的不断发展,作为创新桥梁建造技术的节段预制拼装桥梁逐渐引起了广泛的关注和应用。文章对节段预制拼装桥梁的理论及试验研究进行了研究,分析了桥梁的接缝类型及相应特点,介绍了节段预制拼装桥梁技术的理论研究现状、试验现象及公式修正等,旨在为桥梁未来发展提供参考。

桥梁下部结构施工中节段预制拼装技术的混凝土无损检测研究

针对桥梁下部结构施工中混凝土损耗极为严重的问题,提出了一种节段预制拼装技术,旨在解决桥梁下部结构施工过程中混凝土致密度不高以及耐久性弱的问题。论文对节段预制拼装技术的混凝土无损检测结果进行分析,结果表明:采用节段预制拼装技术的28 d龄期的混凝土结构和56 d龄期的混凝土结构的温度、表面透气性、混凝土的电阻率、混凝土含水率均能够达到混凝土无损检测标准。

节段预制拼装桥梁耐久性设计要点研究

桥梁节段预制拼装不仅能够节省20%以上的建设成本,而且能够避免支架模板现浇施工所消耗的时间成本,尤其适用于大跨度复杂地形的桥梁工程建设。考虑到桥梁匹配预制阶段水化热导致的节段变形对其耐久性具有重要影响,基于此,论文依托合肥市某三跨预应力刚构桥工程开展ANSYS有限元的箱梁预制匹配水化热变形影响分析,研究结果表明,匹配段与新浇筑段水化热温度梯度造成的纵向变形达到0.5~2.5mm;箱梁匹配预制宽长比增大会导致纵向变形不断增大,设计选用宽长比4~5之间的预制节段以优化结构使用耐久性。

市域铁路节段预制拼装简支梁设计建造研究

对35m、40m和45m三种跨度的节段拼装简支梁方案进行设计比选,对比了高强钢束和普通钢束的设计结果。结果表明,在节段预制拼装梁中使用高强钢束可以产生良好的经济实用价值,具有减小梁部腹板厚度、降低混凝土用量、减少预制节段分段数量、方便施工的优点。同时,在掌握工程基本情况的基础上,从结构形式、结构计算、梁场预制、构件运输、现场架设等方面出发,分析了节段预制拼装简支梁的设计与建造要点。

节段预制拼装工艺在高铁连续梁中的应用研究

结合郑阜高铁周淮特大桥3-(40+56+40)m双线连续箱梁项目,对铁路预应力连续梁节段预制拼装法施工工艺进行研究。该工艺具有施工速度快、机械化程度高、梁段外观质量好、混凝土质量易控制、合龙后梁体竖向挠度小等优点,具有很好的经济和社会效益。节段预制胶拼法在本项目的成功运用,填补了国内铁路连续梁施工的空白,形成了一套完整工法和标准,代表了未来桥梁施工的发展方向,具有良好的推广应用前景。

节段预制拼装桥梁“梁上运梁”仿真分析研究

对于节段预制拼装桥梁,采用“梁上运梁”施工方案具有保护沿线生态环境、降低施工成本等优势。但是,会对施工期桥梁结构的受力安全性带来不利影响。文中以锡澄市域轨道交通工程35 m节段预制拼装简支箱梁标准跨为工程背景,给出节段预制拼装“梁上运梁”主要施工步骤。基于杆系有限元和实体有限元模型,对施工阶段桥梁结构的整体和局部力学性能进行仿真分析,并从经济性、施工工期等方面对“梁上运梁”和“梁下运梁”2种方案进行对比分析。结果表明,采用“梁上运梁”施工方案能够保障施工期结构受力安全的要求,并可节省成本。

冲击荷载下节段预制拼装梁的响应与损伤评定

为获得冲击荷载下节段预制拼装梁的响应与损伤形态,文中开展了落锤冲击试验与数值模拟研究,得到了节段梁在冲击荷载下典型的剪切破坏特征。在验证有限元模型准确的基础上,通过截面损伤因子的损伤评定方法量化表达节段梁的损伤特征,研究了冲击位置和接缝数量等参数对节段梁损伤与冲击行为的影响。结果表明有限元得到的损伤和响应与试验结果吻合良好,基于截面损伤因子的损伤评定方法能够比较直观地表达节段拼装梁在冲击荷载下的损伤程度和损伤分布特征,为冲击荷载下节段预制拼装梁的设计提供支撑。冲击位置和接缝数量都显著影响节段预制拼装梁损伤形态和冲击行为。

体内-体外混合配束节段预制拼装箱梁足尺模型试验研究

以南京长江第四大桥引桥为背景,开展了一孔48 m跨径体内-体外混合配束节段预制拼装箱梁的足尺模型试验,以研究该类箱梁在正常使用阶段和施工状态下的结构行为。根据试验箱梁的尺寸参数以及实际约束条件确定了拼装与加载方案。本文重点研究正常使用荷载和梁上运梁两种工况下梁体应力状况与位移变化等结构静力性能,并与试验梁实体有限元模型进行对比分析。研究结果表明:在正常使用阶段,加、卸载后拼装梁体残余变形较小,基本处于弹性工作状态,整体性较好;键齿接缝两侧基本无相对滑移,接缝截面纵向应变沿梁高大致呈线性变化,力学行为基本符合平截面假定;体外预应力束在转向处基本无滑移,体内外预应力增量随跨中弯矩基本呈线性变化;在梁上运梁工况下,实测梁体下缘压应力储备充足,满足运梁安全性要求。

节段预制拼装混凝土桥梁剪力键接缝的抗剪强度

基于节段预制拼装混凝土桥梁腹板处多齿剪力键接缝脱离体的应力解析,分析并推导了多齿剪力键根部剪应力分布规律.依据弹性理论分析结果,提出了多齿剪力键根部剪应力分布的不均匀系数,并在考虑该不均匀系数后对AASHTO接缝抗剪强度计算公式进行了修正.与数值分析结果的比较表明,该修正公式能够准确地反映多齿剪力键中剪应力的变化趋势和峰值效应,而且修正公式计算结果与相关试验结果误差在5%以内.

全体外预应力节段预制拼装箱梁桥震害研究

为了解全体外预应力节段预制拼装轻型薄壁箱梁在地震作用下的病害机理,以芜湖长江公路二桥引桥为依托,选取其中5×40m一联(半幅),采用SAP 2000建立精细化有限元模型和杆系模型,并通过现场环境随机振动方法进行动力特性试验,分析节段拼装箱梁的动力特性。采用精细化模型进行动力时程分析,判断该联引桥节段接缝截面是否发生开口震害,采用ABAQUS建立接缝处节段实体模型进行局部应力分析,验证接缝截面的工作状态。结果表明,通过节段接缝截面和剪力键处于受拉还是受压状态可以判断接缝截面及剪力键是否发生开口震害;E2地震作用下,该联引桥主梁节段接缝截面的应力验算指标均小于0,处于全截面受压状态,剪力键均未发生脱离,接缝未出现开口震害。

节段预制拼装波形钢腹板组合梁整体受力性能试验研究

节段预制拼装波腹板组合梁桥兼有节段预制拼装工艺和波腹板组合结构的优点,极具推广价值。为研究该类型结构的抗弯及抗剪等受力性能,采用成型工艺、体内体外预应力配束比例、剪跨比、接缝数量、波腹板连接形式等参数进行了6片缩尺简支模型梁试验。描述了模型梁混凝土应变、波腹板应变、预应力筋应力、挠度随荷载变化的规律以及裂缝形成过程和破坏形态,分析了各因素对节段拼装波腹板梁受力性能的影响。研究表明:节段梁在弹性阶段与整体梁具备同等刚度;接缝影响了节段梁的破坏形态,较大地削弱了抗弯承载力;混合配束节段梁以及翼缘式连接节段梁表现出更优的力学性能。

节段预制拼装桥梁耐久性设计要点研究

研究目的:在国内节段预制拼装桥梁正处于发展时期,这类桥梁有着自身的特殊性,其耐久性方面必须引起足够重视,特别是需要重点处理好节段拼缝和预应力体系的耐久性设计。结合国外有关预制拼装桥梁耐久性设计、施工措施及国内桥梁的设计实践经验,本文针对这类桥梁节段拼缝和预应力体系的耐久性设计,提出关键性技术建议,以供设计和施工时借鉴。研究结论:节间接缝的耐久性设计应注意合理设置节间缝的道数和位置,做好节间缝剪力键的构造设计,同时充分重视接缝环氧胶的性能指标要求。对于其预应力体系,应按全预应力体系进行设计,结构设计计算及预应力配束应符合节段预制拼装的技术特点,预应力管道灌浆应严格控制质量,有体外索设置时应注意减振和防腐处理。

节段预制拼装城市高架桥工程实践与思考

以短线法箱梁节段预制拼装的某城市高架桥工程的一联桥梁为例,结合施工方案、数值仿真计算、理论安装坐标分析以及实际安装坐标测量统计,对城市高架桥梁节段拼装的施工方法、关键环节尤其是线形控制方法给出了思考和建议。

节段预制拼装桥墩抗震性能研究情况分析

介绍了节段预制拼装桥墩应用现状及抗震性能研究进展,总结概述了各种桥墩试件的抗震性能参数和影响节段拼装桥墩抗震性能的主要因素,简要概括了为解决节段预制拼装混凝土桥墩接缝处易发生破坏的问题而提出的几种节段间连接装置,为研究人员对节段预制拼装桥墩的抗震性能研究提供参考。

节段预制拼装波形钢腹板单箱双室箱梁抗弯性能试验研究

为研究节段预制拼装波形钢腹板组合箱梁抗弯力学性能,设计加工了1片节段预制拼装模型试验梁和1片整体浇筑模型试验梁,通过全过程破坏性试验,了解节段预制拼装波形钢腹板组合箱梁荷载-位移曲线、裂缝发展规律、破坏形式、极限承载力等力学性能,通过数值分析研究节段数量、胶层厚度等接缝设置参数对结构极限承载力的影响。研究结果表明,与整体浇筑梁相比,节段拼装梁裂缝主要集中于胶接缝两侧钢筋截断处,而且裂缝数量较少且宽度较窄;开裂后,节段拼装梁抗弯刚度下降较快;极限承载力约为整体梁的80%左右。两片梁预应力筋应力增量变化规律基本相同,体外束相比于体内束应力增量较缓。对于节段较短的节段预制拼装组合梁,梁的抗弯强度主要取决于接缝的材料强度,因此,提高接缝材料的强度,对该预制节段拼装结构的抗弯强度有重要意义。

节段预制拼装波形钢腹板箱梁桥偏载作用下扭转性能试验研究

为研究节段预制拼装波形钢腹板组合箱梁桥偏载作用下的扭转性能,通过4个缩尺试验模型试件及8个足尺数值模型试件,考察节段式箱梁在偏载作用下的挠度及应力发展规律,分析成型工艺、接缝数量、横隔板布置、波纹形状等参数对节段式箱梁扭转特性的影响.结果表明,相对于整体式梁,节段式梁偏载作用下的挠度增大效应可提高10%~15%;节段式箱梁因偏载引起的剪应力增大系数可达1.5倍,尤其需引起注意;成型工艺、横隔板布置对其扭转增大效应影响较大,而波高、接缝数量则影响较小.根据能量法提出考虑接缝影响的该类型桥梁抗扭刚度实用计算方法,同时给出了一些设计建议.

节段预制拼装超高性能混凝土梁弯曲试验

针对传统节段普通混凝土(NC)桥梁自重大、耐久性差的问题,提出用超高性能混凝土(UHPC)代替NC的方案,并配置体外预应力束,以进一步提高施工效率。为研究此类桥梁的抗弯性能,设计制作了3根T形截面体外预应力UHPC梁,包括1根整体梁和2根节段梁,并进行四点弯曲试验。结果表明:UHPC节段梁在接缝张开前,其力学性能和整体梁相似;在接缝张开时主要表现为环氧树脂胶层破坏,仅接缝附近出现局部裂缝;在接缝张开后结构抗弯刚度迅速下降;在极限状态下梁底体外预应力筋的应力增量显著。UHPC节段梁在四点弯曲试验中的力学性能与UHPC整体梁不同。

桥梁节段预制拼装法的施工控制技术研究

节段预制拼装技术一般采用砼预制箱梁,这种箱梁由若干箱梁节段组成,节段接头无须养护,可立即施加预应力。在节段预制悬臂施工过程中,需要通过监测主墩和主梁结构在各个施工阶段的应力、变形和温度变化情况,来达到及时了解结构实际行为的目的。以广州市轨道交通四号线蕉门河大桥为工程背景,通过对桥梁节段预制拼装法的施工控制中一些关键技术的研究,其所得结论及措施对今后类似工程的施工控制有参考价值。

节段预制拼装UHPC胶接缝抗剪性能试验及有限元分析

节段预制拼装超高性能混凝土(UHPC)梁满足快速化、标准化和工厂化的制造工艺,同时具有良好耐久性及结构轻便的特点,在现代桥梁中越来越受到欢迎。但预制拼装UHPC梁接缝处基体分离,属于薄弱环节,影响桥梁整体受力。采用齿键形式、接缝截面正应力作为影响因素,完成了6个节段预制拼装UHPC梁胶接缝的抗剪性能模型试验。使用有限元软件ABAQUS分析了节段预制拼装UHPC梁胶接缝受力行为,分析结果与试验结果吻合良好。结果表明:UHPC单键胶接缝抗剪承载力远高于相同截面尺寸平接胶接缝的抗剪承载力;正应力水平的增加,单键胶接缝及平接胶接缝试件的抗剪承载力均得到提高;达到破坏荷载后接缝的承载力迅速降低,无明显稳定屈服段,属脆性破坏。