空心板桥跨中横向分布系数分析

为探索空心板桥横向分布系数的变化规律及影响因素,采用有限元分析软件Midas Civil 2020建立空心板桥的有限元模型,研究宽跨比及斜交角对装配式空心板桥横向分布系数的影响。结果表明:车辆荷载作用下,随着空心板桥宽跨比的增大,各板横向分布系数整体减小,车辆荷载作用的偏载侧板的横向分布系数变化较非偏载侧平缓;随着斜交角的变大,偏载侧板横向分布系数变大,非偏载侧板的横向分布系数变小;空心板桥斜交角不大于20°时,偏载侧各板横向分布系数增量均小于5%,在实际工程中可近似忽略,超过30°时对荷载分配影响较大,分析时不可忽略。

老旧预应力空心板梁非常规裂缝产生机理分析

混凝土开裂是老旧预应力空心板梁典型病害之一,通常表现为跨中底板弯曲裂缝和近支座腹板剪切裂缝。在多榀简支空心板梁的小剪跨比区段,发现了非常规的弯剪裂缝。利用空间杆系模型和精细化实体有限元模型,对先张预应力空心板梁的开裂机理进行分析。结果表明,设计缺陷和重载车辆是板梁底板和腹板贯通开裂的主要原因。其中,预应力端部应力集中,诱发了非常规弯剪裂缝产生;车辆荷载则加剧了薄弱截面裂缝的扩展。

预应力混凝土空心板梁抗剪试验及剪切斜裂缝评估研究

为了及时发现在役预应力混凝土空心板梁梁端腹板斜裂缝,评估其开裂后的剩余抗剪承载能力,做好预防性养护措施,以跨径16 m的预应力混凝土空心板梁为研究对象,进行了梁抗剪承载能力足尺试验研究。设计了3组不同剪跨比的试验工况,利用千斤顶加载至预应力混凝土空心板梁彻底失去抗剪承载能力,研究了梁体裂缝发展过程、裂缝分布特征、裂缝宽度、钢筋应变发展过程、开裂荷载、极限荷载等力学响应及试验现象,得到了梁端腹板斜裂缝、底板横向裂缝、剩余抗剪承载能力的对应关系。通过观测梁端底板横向裂缝特征,即可推断出梁端腹板是否存在斜裂缝以及斜裂缝的特征。结果表明:先张法预应力混凝土空心板梁受剪破坏具有一定的脆性特征,斜裂缝的出现和发展较为突然,斜裂缝附近的箍筋应变在裂缝出现后骤增,甚至箍筋直接屈服;剪跨比对空心板梁的破坏模式和抗剪承载力有着显著影响,剪跨比最大和最小的试验梁分别具有一定的斜拉和斜压特征,剪跨比越大的试验梁极限抗剪承载力和开裂承载力越小。将抗剪极限破坏试验中裂缝特征与结构受剪损伤程度之间建立了联系,对梁端腹板因为抗剪不足导致的斜裂缝病害进行了损伤评级,提出了评定预应力混凝土空心板梁梁端腹板斜裂缝病害的方法,可以用来指导在役预应力混凝土空心板梁抗剪裂缝的处治。

长益高速公路桥梁病害调查及加固措施

长(沙)益(阳)高速公路1998年建成通车,2009年对沿线的中小桥梁进行了病害调查,发现由于桥面排水不畅且未设计防水层,设计时未考虑混凝土耐久性问题,在超重车辆荷载长期作用下,空心板桥的铰接缝出现渗水、破碎、填缝料脱落,板梁受拉区出现混凝土开裂、露筋;桥台台帽和桥墩盖梁出现渗水、混凝土剥落、露筋;桥面出现破损、坑槽。桥台(墩)桩柱在干湿交替变化及污水电化学腐蚀作用下出现冲刷磨损、颈缩。采用施加横向预应力的方法对空心板桥进行加固,加固后的桥梁静载试验表明,加固后的空心板整体性增强,桥梁的横向稳定性得到提高。采用粘贴碳纤维布的方法对腐蚀严重的桥台(墩)桩柱进行加固。

在役多车道空心板梁桥弯矩横向分布系数计算方法研究

为提高在役多车道空心板梁桥弯矩横向分布系数计算的准确性,提出考虑结构性能退化的弯矩横向分布系数计算方法。该方法通过建立不同参数组合的桥梁结构有限元模型,计算不同跨径和斜交角桥梁的弯矩横向分布状况,分析单侧、双侧铰缝不同损伤对弯矩横向传递的影响;以关键参数为自变量,弯矩比为变量,采用多元非线性回归分析法拟合得到弯矩横向分布系数简化计算公式,以及铰缝损伤引起的弯矩横向分布修正系数。实桥算例验证结果表明:该方法使用方便,计算结果可信,能够较好地适用于在役多车道空心板梁桥弯矩横向分布系数的计算。

宽幅空心板梁锚固端纵向抗裂的实用分析方法

针对宽幅空心板锚固端在局部承压试验研究中产生纵向裂缝的问题,分析了纵向裂缝产生的原因,并结合宽幅空心板锚固端截面设计提出纵向抗裂的分析模型,推导纵向抗裂的分析方法,探讨了锚固端截面尺寸、作用在腹板上的预压力偏心矩以及剪切面上抗剪钢筋对宽幅空心板纵向抗裂能力的影响,并编制了纵向抗裂分析程序。最后,采用编制的程序对宿迁-淮安高速公路宽幅空心板梁锚固端截面设计进行纵向抗裂分析,分析结果与现场局部承压试验相吻合。

斜交空心板桥裂缝原因分析及处理

调查检测了某斜交空心板桥的裂缝等病害,在对该桥进行空间有限元分析的基础上,指出了产生这些病害的主要原因,提出外贴碳纤维布的维修加固方案.加固后的现场荷载试验结果表明,维修加固方案合理可行,桥梁达到了设计荷载的使用要求.

基于损伤模型的聚碳酸酯板桥异常裂缝成因分析及处置

预应力钢筋混凝土简支板桥由于自身结构简单、便于施工、较强的适应性以及较为经济等优点,如今仍被用作桥梁首选的桥型设计之一。但其也存在一些不足之处,许多桥梁在通车不久就相继出现不同的病害,其中梁板横向裂缝与纵向裂缝病害较为常见,将会对桥梁结构的安全性及耐久性产生较大影响。以一个先张法预应力混凝土空心板桥梁作为依托工程,分析了该桥梁端异常横缝产生的原因,通过有限元分析软件ABAQUS建立单梁的1/4模型进行分析,探讨预应力空心板梁在超载及预应力逐渐损失的情况下,对梁端产生横向裂缝的影响。结果表明:随着荷载的增大和预应力的不断损失,梁端附近混凝土损伤较为严重,且应力应变最先达到最大,先于其他部位出现开裂。在此基础上,通过TRM加固方法对损伤梁进行加固处理,整体承载能力显著提高,破坏形态明显改善。

简支梁桥面连续构造的有限元分析与改进

桥面连续构造是简支桥梁的一个重要构造措施,但很容易损坏,且易损难修,是公路简支桥梁的通病。通过梳理目前常用的桥面连续构造型式,分析了其受力机理。对目前常规的多跨径简支梁桥的梁端变形进行了分析比较,在此基础上通过对两种桥面连续构造进行有限元计算分析,得出了桥面连续在最不利情况下的应力和裂缝宽度。对比发现植入式桥面连续构造能将混凝土变形在一定范围内分散,从而大幅减小了桥面连续处的应力和计算裂缝宽度,具有较高的应用价值。

装配式空心板斜交桥梁横向预应力的抗裂性能研究

与普通直桥相比,装配式空心板斜交桥梁的特殊之处在于其带有一定角度的端部。在斜桥两直边施加横向预应力时,端部达不到预压的效果。针对这一问题,提出了斜交桥梁横向预应力施加的方案,并利用ABAQUS有限元软件建立装配式空心板桥梁实体模型,计算并分析了斜交桥梁横向预应力的抗裂性能。结果表明:当车辆荷载和负梯度温度场共同作用时,极易导致桥面板开裂;忽略端部影响仅在直线部位施加预应力时,其在端部区域各铰缝均未取得较好的预压效果;在斜边各1/3处施加一道横向预应力可使得绝大部分的铰缝处于受压状态,大大提高铰缝的抗裂性能。研究所得结论能为装配式空心板斜交桥梁施加横向预应力的设计提供参考和借鉴。

先张预应力空心板梁纵向裂缝调查与成因分析

针对在役先张法空心板梁底板的纵向裂缝病害,专门进行了大量板梁桥的现场调查和检测。在调查基础上,进行了裂缝分布、性状和有关参数的归纳统计,初步探明了纵向裂缝的分布规律,并对病害成因、影响进行了定性的分析探讨,为后续深入的研究和处治对策提供参考。

斜交空心板梁桥裂缝检测与分析

裂纹、裂缝是混凝土结构常见的缺陷之一。引起混凝土开裂的原因很复杂,实际上每一条的裂缝的产生均由几种因素组合作用而成。该文根据某市内斜交桥的特点,从荷载、收缩、温度、构造等方面对该桥的空心板梁处裂缝产生的原因进行了简单分析。

既有钢筋混凝土空心板梁抗弯承载力分析

对服役20年的2片8 m跨度钢筋混凝土空心板梁进行了两点对称加载破坏试验。采用ABAQUS软件,基于混凝土损伤塑性模型且考虑了混凝土膨胀角、黏性参数,建立了试验梁非线性有限元模型。模型计算的梁体挠度、混凝土和钢筋应变与试验结果吻合良好。对试验梁破坏过程的分析表明:利用ABAQUS混凝土损伤塑性模型能很好地模拟试验梁受力破坏情况;通过模型拉伸损伤计算能很好地对梁的裂缝产生位置及发展趋势进行预测;试验梁正常使用极限承载能力明显下降而抗弯极限承载能力略有升高。

基于结构参数分析的分离式实心板梁桥设计

为研究分离式实心板梁桥的跨越能力和承载特性,依据现行规范提出分离式实心板梁桥的设计框架并进行典型桥例的结构计算。选取跨径、桥宽、主梁间净距和主梁截面尺寸等关键参数,基于MATLAB程序对该桥型进行结构参数分析,探究其受力性能和跨越能力。基于塑性铰线理论对潜在破坏模式进行承载性能分析。研究表明,采用国内现行规范设计的桥例基本满足该桥型的使用性能和承载性能要求。正常使用极限状态正截面抗裂性验算和短暂状况应力验算往往是该桥型结构设计的关键条件。随着主梁间净距的减小和主梁高度的增加,分离式实心板梁桥的跨越能力有所增强。采用预应力筋端部脱粘技术可以提高该桥型的设计跨径8%~15%,并降低梁端偏心布置的预应力筋产生的弯曲应力。

PC薄壁宽幅空心板纵向开裂原因分析及加固措施

针对目前预应力薄壁宽幅空心板桥普遍发生的底板纵向开裂现象,以某高速公路薄壁宽幅空心板桥为背景,分别采用弹性地基梁比拟法、有限元法和足尺模型扭转试验法分析该桥空心板底板开裂原因。该薄壁宽幅空心板桥上部构造均为20m后张法预应力混凝土宽幅空心板(混凝土为C40),每跨横向各设8片空心板。理论和有限元计算得出最大扭矩作用下空心板最大横向拉应力分别为2.23MPa、2.35MPa(角隅处),大于C40混凝土抗拉强度设计值。基于荷载叠加原理进行了空心板足尺扭转试验,试验值与计算值趋势一致,进一步表明畸变效应是导致纵向开裂的主要原因。根据纵向裂缝的特征及其原因,提出采用粘贴钢板法对板梁进行加固,并运用有限元程序ANSYS计算了加固后板梁的横向拉应力,验证了加固方案的可行性。

钢筋混凝土空心板桥预制梁水化热分析研究

以某钢筋混凝土空心板预制梁为例,采用Midas FEA建立三维实体有限元模型,计算分析表明,空心板预制梁的板厚较小,内部混凝土的温度上升幅度不大;不采取温控措施的条件下,在环境温度变化较大的地区空心板预制梁发生混凝土开裂的风险较大,其温度应力不可忽视;采取粘贴保温板、覆盖岩棉等相应温控措施后,空心板预制梁的温度应力可以完全控制在混凝土的抗拉强度范围之内;空心板预制梁在养生期受环境温度的影响较大,在预算充足的情况下,建议采取适当措施控制环境温度的变化幅度。

旧空心板二次利用荷载试验分析

天津市中心城区快速路工程解放南路桥梁工程系对原卫津河桥梁进行改造,新的桥梁拟采用部分旧桥板,为了测试旧桥板的工作性能,进行了荷载试验．试验结果表明,旧的桥梁板可以二次利用．

简支空心板斜交梁桥的力学性能分析

采用力法和位移法求解简支斜梁的内力影响线,通过影响线获得斜交角度和弯扭刚度比对斜交桥内力的影响;采用正交梁格法对不同斜交角度的简支空心板斜交梁桥进行建模,通过对模型的分析和总结,得到了简支空心板斜交梁桥的力学特点,可为简支空心板斜交梁桥的设计和施工提供参考。

浅探某公路桥部分桥面梁板产生裂缝的原因

介绍了引黄工程联接段施工公路1#桥的工程概况以及预应力混凝土空心板施工条件,分析了部分桥面梁板产生裂缝的原因。

中小跨径梁桥检测与常见病害调查研究

我国桥梁建设步入了大规模发展阶段,由于众多大桥及特大桥的存在,产生了对中小跨径桥梁的养护重视度不够等问题。在总结某市桥检报告与病害研究的基础上,对中小跨径梁桥的常见病害进行了整理与分析。研究发现,病害主要集中在梁桥的主要部件及上部一般构件上,以裂缝和钢筋锈蚀为主。针对中小跨径空心板梁和T梁的典型病害,从设计与施工的角度分析病害的成因,并对桥检评定工作及公路桥梁技术状况评定标准中存在的问题做一个总结。