PPC斜拉桥主梁多状态疲劳及疲劳后静力性能试验研究

为研究大跨径部分预应力混凝土(PPC)斜拉桥主梁的抗疲劳性能,进一步探究混凝土斜拉桥主梁采用部分预应力设计的可行性及合理性,制作了斜拉桥缩尺节段模型,并对主梁采用部分预应力设计,开展4轮共4×250万次主梁具有不同初始损伤及带裂缝工作状态下的疲劳试验;疲劳试验结束后,以4种不同主梁裂缝宽度(0.1mm、0.2mm、0.3mm和0.5mm)为控制工序,反复加载一定倍数的等效活载至主梁裂缝宽度逐步达到0.5mm,以全面研究PPC斜拉桥主梁多状态疲劳后的受力性能。试验结果表明:在等效设计疲劳荷载作用下,主梁无初始损伤时,体系刚度基本无退化,主梁最大裂缝宽度预损伤分别为0.1mm、0.2mm时,跨中截面体系刚度下降量仅为3.35%、4.44%,且未发现裂缝张开;主梁带裂缝工作状态下,跨中截面体系刚度平缓下降7.46%,上峰值静载下,裂缝数量及高度略有增加,但卸载后裂缝均闭合,说明PPC斜拉桥具有良好的抗疲劳性能;疲劳后主梁大损伤静载试验中,主梁裂缝平稳发展,各工序反复加载过程中,主梁挠度、裂缝状态及斜拉索索力均具有较好的恢复能力,当主梁最大裂缝宽度为0.5mm时,荷载达到了7.49倍活载,斜拉桥体系仍然具有较大的剩余承载力。该文试验研究结果表明混凝土斜拉桥主梁采用部分预应力设计具有工程应用的可行性。

受损PPC斜拉桥主梁灌缝加固后疲劳性能试验研究

为进一步研究受损部分预应力混凝土(PPC)斜拉桥主梁裂缝灌浆加固后的疲劳性能,对受较大疲劳及静力损伤的PPC斜拉桥节段缩尺模型主梁进行裂缝灌浆加固,并开展疲劳及疲劳后静载试验研究。研究结果表明:在疲劳荷载作用下,灌浆裂缝未重新开裂,在疲劳加载初期(约20万次),结构体系刚度下降较快,后期下降较平缓;250万次疲劳加载后,主梁L/4、L/2和3L/4截面处的结构体系刚度分别降低12.83%、9.48%、13.62%,较原主梁第4轮疲劳加载下结构体系刚度下降幅度大,但疲劳结束时结构体系刚度仍然比原主梁第4轮疲劳加载初始结构体系刚度大;对裂缝进行灌浆处置能有效恢复PPC斜拉桥主梁的抗裂强度及结构体系刚度;随着荷载增大,灌浆裂缝逐步张开,但最大裂缝宽度对应位置发生转移,同时不断有新裂缝产生,且裂缝分布区域范围增大,环氧树脂胶的作用极大地延缓了裂缝宽度的增大,提高了主梁的抗裂性能;环氧树脂胶不仅能修复混凝土裂缝界面,同时能有效恢复钢筋与混凝土间的黏结滑移损伤;对受严重损伤的PPC斜拉桥主梁仅进行裂缝灌浆处置后,主梁仍然具有良好的抗疲劳性能,同时,其疲劳后的抗裂性能及刚度也得到较大恢复。

部分预应力混凝土斜拉桥主梁带裂缝状态下疲劳性能试验研究

为研究大跨度部分预应力混凝土(partially prestressed concrete,PPC)斜拉桥在主梁带裂缝状态下的疲劳性能,以双塔混凝土斜拉桥为工程依托,制作节段缩尺模型。根据有限元计算结果调整节段缩尺模型斜拉索索力及主梁预应力,将主梁受力调整至部分预应力状态。将节段缩尺模型预加载至一定损伤后,开展PPC斜拉桥带裂缝状态下的疲劳性能试验研究。结合实桥荷载谱设计疲劳试验参数,疲劳荷载确定为22~34 kN,加载频率为1.5 Hz,共循环加载250万次,并在不同循环加载次数下对模型梁进行静载试验。试验结果表明:在有损伤的情况下,在疲劳试验过程中,主梁裂缝处于“闭合-张开-闭合”的循环过程中;随着疲劳荷载加载次数的增加,静载试验中的主梁挠度平稳增加;主梁L/4(L为跨径)、L/2和3L/4截面处体系刚度分别退化了为5.08%、5.19%和6.63%;在不同加载次数的静载上峰值工况下,主梁裂缝平缓发展,裂缝宽度由0.04 mm扩展至0.06 mm,卸载后,所有裂缝均闭合;在静载试验中,相同荷载作用下的索力基本不变,斜拉索基本无损伤。综合结果表明,PPC斜拉桥在主梁带裂缝状态下体系刚度下降缓慢,斜拉索刚度基本无退化,体系承载能力仍能满足正常使用情况下的要求。

漳州战备大桥主桥设计

漳州战备大桥主桥为双塔单索面三跨连续部分斜拉预应力混凝土箱梁桥 ,主桥孔跨布置为 (80 .8+ 132 + 80 .8)m ,采用塔梁固结、塔梁与墩分离 ,墩顶设支座的结构形式。简要介绍主梁、主塔及主墩的设计。

福平铁路乌龙江(144+288+144)m部分斜拉桥主桥设计

福平铁路乌龙江特大桥主桥采用双塔双索面预应力混凝土部分斜拉桥,孔跨布置为(144+288+144)m。上部结构采用单箱双室混凝土连续箱梁,双柱式桥塔,斜拉索、索塔采用分丝管索鞍连接,下部结构采用双薄壁墩,钻孔桩基础。采用有限元分析及模型试验等方法,进行主桥整体静力计算、局部应力计算,抗震、抗风、风车桥等动力分析。结果表明:该桥在施工和运营阶段的各项指标均满足规范要求,结构安全可靠,桥梁具有良好动力、抗风、抗震性能。同时与梁拱组合结构相比有较好的经济性,可为类似结构提供参考。

缓粘结部分预应力混凝土T梁裂缝宽度的试验研究

为了研究缓粘结预应力混凝土构件的受力性能和使用性能,采用2种不同的方式制作了缓粘结预应力筋,即采用增强纤维塑料布缠绕的方式和PVC塑料管灌浆的方式,并对3根缓粘结部分预应力混凝土T梁进行了试验研究和理论分析,得到了试验梁在荷载作用下的裂缝发展和分布规律,以及荷载与最大裂缝宽度之间的关系。在试验研究的基础上,结合裂缝宽度的影响因素、试验梁的特性和国家现行标准规范,建立了缓粘结部分预应力混凝土梁最大裂缝宽度的计算公式,且计算结果与试验结果吻合较好。

大跨度连续刚构桥墩梁结合部的试验研究

大跨度连续刚构部分预应力混凝土桥因其主跨墩身与梁体结合部位处的构造及受力情况复杂,该处往往凭经验设计,配置较多的钢筋。为了给虎跳门大跨度连续刚构桥的方案设计提供合理的布筋依据,对其主跨墩梁结合部进行了理论计算分析和1∶10的缩尺模型试验研究,结果显示:模型试验是相当必要的,所选定的模型能较真确地模拟实桥的受力情况,模型试验实测值与理论计算值总体符合良好。

PPC箱梁节段模型的试验研究

介绍了广珠线沙口大桥PPC连续梁 0号节段模型试验 ,同时对该节段模型梁进行了三维空间有限元分析。试验与计算结果表明 :在最不利荷载组合下 ,节段模型未出现任何由荷载引起的可见裂缝 ;箱梁顶板板顶内存在非常明显的剪力滞效应 ,而该顶板翼缘外侧是可能最先出现开裂的地方 ;原桥具有足够的安全储备。

论连续梁桥系统可靠度计算方法

本文从可靠度理论的基本概念和原理出发，主要论述了结构杆件和系统可靠性分析和计算方法。在前人研究的基础上，利用失效概率推导出连续梁系统可靠指标的计算方法，本文还根据高等学校博士学科点专项科研基金资助项目《大跨度预应力混凝土桥塑性行为的研究》所进行的十四片两跨混凝土连续梁桥模型试验的数据算出各梁承载能力的系统可靠指标。

无粘结部分预应力混凝土梁的受力性能分析

建立了基于增量变形的既适用于有粘结部分预应力混凝土梁亦适用于无粘结部分预应力混凝土梁受力全过程数值分析方法。该方法能够模拟构件达到其峰值承载能力后下降段的性能,并可考虑非预应力钢筋及混凝土由于结构进入承载能力下降段引起的卸载而导致的材料应力应变关系的变化情况。在此基础上,研究了不同加载方式、跨高比、综合配筋指标、部分预应力比率、混凝土抗压强度等对无粘结部分预应力混凝土梁延性性能的影响。研究表明,无粘结部分预应力混凝土梁的曲率延性系数随综合配筋指标的增加而减小。利用本文方法可以对无粘结预应力筋的应力变化、有粘结或无粘结部分预应力混凝土梁的抗弯强度等进行较合理而精确地评估。

无粘结部分预应力混凝土梁正截面抗弯强度计算方法

无粘结部分预应力混凝土 (UPPC)梁桥抗弯强度计算的关键 ,是如何确定无粘结预应力筋的极限应力。引用有关文献提出的“等效塑性区长度与破坏截面中性轴高度的比值”的概念 ,并认为无粘结预应力筋极限应力与此比值有关。通过对 1 2 5片 UPPC梁试验数据的分析 ,发现等效塑性区长度与破坏截面中性轴高度的比值接近为常数 ,并取为 9.48。在此基础上给出了无粘结预应力筋极限应力计算公式和 UPPC梁正截面抗弯强度计算方法。

大跨度连续刚构全桥模型试验研究——使用荷载作用下的性能

结合虎跳门大跨度连续刚构主桥的方案设计进行了整桥计算分析和1∶16.7的缩尺模型试验研究,通过对试验模型在静力加载至使用荷载时的静力强度、刚度变化及裂缝观测等考察,验证了与实桥对应的核心区段的受力性能。结果表明整体模型使用性能良好,经类比的实桥截面的设计若按部分预应力混凝土A类构件设计,其抗裂性能和使用性能是可靠的。

部分预应力混凝土桥梁设计方法的探讨

根据混合配筋部分预应力混凝土设计方法在“部分预应力混凝土公路桥梁计算程序”编制中的应用，着重阐述混合配筋部分预应力混凝土桥梁的特点及综合应用预应力度法、预应力比率法、名义拉应力法设计混合配筋部分预应力混凝土结构设计方法的探讨。

蒙西至华中地区铁路煤运通道汉江特大桥方案设计

新建蒙西至华中地区铁路煤运通道汉江特大桥主桥为主跨248 m部分预应力混凝土斜拉桥,为解决与下游高速公路连续梁桥对孔要求,在跨度布置中采用一主跨四边跨布置形式。考虑到桥位处通航净空对梁高限制、桥式跨越能力、受力性能、经济性等因素,桥式采用部分预应力混凝土斜拉桥形式,梁体采用单箱双室预应力混凝土连续结构,靠近跨中区域采用斜拉索加劲,桥塔采用H形。通过进行整体静力计算、局部受力分析,结构受力及变形等指标满足规范要求,分析结果表明,该桥结构体系满足重载铁路行车安全要求。

八渡南盘江特大桥设计特色

从总体设计的角度，阐述了南昆铁路八渡南盘江特大桥主跨上部结构的五大特色，论述了其在理论和实践上的重要意义。

部分无黏结预应力混凝土结构设计与应用

为解决港珠澳大桥沉管隧道结构受力问题,创新性地提出了一种全新的部分无黏结预应力混凝土结构形式。该结构形式既能通过预应力保证结构全断面受压,并以此来提高接缝处节段接头的抗剪和防水能力;又能通过节段接头毫米级张开来释放弯矩内力,降低预应力用量。该新型结构形式已成功应用于港珠澳大桥沉管隧道施工图设计,并有效支撑了港珠澳大桥沉管隧道半刚性管节结构体系的创新。

无粘结部分预应力混凝土板桥设计与施工质量控制研究

无粘结筋能够在混凝土中滑动 ,计算时不能采用有粘结力预应力筋所用的平面假定来确定无粘结筋中的应力 ,应采用公式和试验值比较的方法确定有关设计参数。研究了无粘结部分预应力混凝土板桥的应力分析和极限应力计算方法以及施工质量控制方法 ,为设计和工程应用提供了可参考的数据。

无粘结部分预应力混凝土斜弯板桥非线性有限元分析

建立了八结点中厚板等参分层有限元模型,对无粘结部分预应力混凝土斜弯板桥进行了非线性有限元分析,并与试验结果进行了比较,二者符合较好。

厦门市银湖大桥主桥设计

介绍厦门市银湖大桥主桥的设计特点 :主桥为预应力混凝土部分斜拉桥 ,墩塔梁固结 ,索型为独塔单索面竖琴式 ,主梁为单箱三室变截面箱梁 ,三向预应力。

部分预应力混凝土异形板桥无粘结筋极限应力的研究

介绍了 ６ 块无粘结部分预应力混凝土异形板桥的静载试验，建立了部分预应力混凝土异形板桥中无粘结筋应力计算公式，并将所建立经验公式的计算值与试验值进行了比较。