山岭重丘区波形钢腹板PC桥高墩超长边跨直线段施工技术

基于湖北省保康至神农架高速公路箱梁施工工程,对波形钢腹板PC桥超长边跨直线段施工工艺进行创新。该方法主要包括四个步骤,分别为:托架安装、首段边跨现浇施工、波形钢腹板预合龙和剩余边跨直线段浇筑。托架安装包括将边跨直线段划分为两个施工段,两侧对称预埋安装托架并加载预压以作为第一个施工段的支撑平台;首段边跨现浇施工包括安装波形钢腹板并浇筑设定长度的边跨现浇段;波形钢腹板预合龙包括安装边跨合龙段波形钢腹板,使其与两侧的波形钢腹板相连接而形成边跨通道;该通道能够支撑挂篮移动,待其移动锚固到位后进行钢筋及预应力施工,浇筑剩余边跨直线段。该施工工艺可有效解决传统大托架等制成方式中耗工、耗材、安全性较低的问题。

双线铁路整体PC箱梁上拱度分析

由于混凝土的徐变效应,预应力混凝土简支箱梁桥的梁体在预应力荷载作用下的上拱变形缓慢发展,因而对桥梁设计及施工中的徐变变形分析尤为重要。如果对于徐变变形的预测不准,在运营阶段梁体徐变变形的发展将会引起桥面的立面线形不平顺,严重影响行车安全和旅客舒适度,甚至将造成梁体上拱度过大而无法使用。在高速铁路上这种影响显得尤为突出,应予以足够重视。本文针对某双线铁路就地浇筑的预应力混凝土整体箱梁,采用MIDAS/Civil结构分析软件,结合国内外几种规范中徐变系数的计算公式,计算在施工阶段的预应力张拉、落梁和铺砟后的荷载作用下梁体的变形,并将其与现场实测的数据比较。通过现场实测变形与理论分析结果的对比得出,采用我国现行铁路规范的计算值与实测值吻合良好。

PC箱梁墩顶块水化热温度冲击模型及空间仿真

针对目前PC箱梁墩顶块在施工过程中由于水化热导致出现裂缝现象,结合实际工程,综合考虑混凝土密度,比热容,热传导系数的温度时变效应,建立水化热温度冲击模型,采用单元生死技术和子模型技术对PC箱梁墩顶块水化热温度场进行空间数值仿真。经与实测数据对比说明:水化热温度冲击模型准确、实用;腹板与底板、腹板与顶板、腹板与横隔板交合处混凝土浇筑量较大,产生大量水化热,导致浇注温度很高;并向表面依次降低,由里及外温度梯度分布宽度逐渐小;采用单元生死技术能有效模拟混凝土箱梁分层浇筑或多层浇筑;子模型技术适合PC箱梁墩顶块局部精细分析,可解决单元划分所导致的复杂结构水化热热量传导梯度过大及阶跃现象。该成果对工程实际具有一定的参考价值。

西十高铁汉江特大桥主桥设计

西十高铁汉江特大桥主桥为主跨420 m的梁桁组合结构双塔斜拉桥,采用半飘浮体系。主梁采用钢桁加劲PC箱梁,梁高3.0 m,桥面全宽17 m。PC箱梁采用C55混凝土,单箱四室等高截面,加劲桁采用渐变三角桁式,材质为Q370qE钢,桁高9.4 m。斜拉索采用标准抗拉强度1770 MPa的镀锌平行钢丝,双索面扇形布置。桥塔采用花瓶式钢筋混凝土框架结构,塔高186.5 m,基础采用∅3 m的钻孔灌注桩,按长短桩设计。结构受力分析结果表明:该桥力学性能指标均满足相关规范要求,整体刚度性能优越,具有良好的颤振稳定性,设置的风嘴能有效抑制涡激振动,采取加劲钢桁上弦杆灌注混凝土、延迟铺轨时间等措施能有效控制主梁的收缩徐变,桥面线形满足铺设无砟轨道的要求。

高速铁路大跨钢桁加劲PC箱梁斜拉桥设计关键技术研究

为研究梁-桁组合结构在高速铁路大跨斜拉桥中的适应性,以西十高铁汉江特大桥(主跨420 m钢桁加劲PC箱梁斜拉桥)为背景,对该类桥梁的设计关键技术进行研究。分析加劲钢桁合理设置范围和高度、徐变变形控制措施、合理结构体系与支承体系以及合理成桥状态。结果表明:全桥设加劲钢桁可以有效减少主梁徐变变形;桥塔徐变对主梁工后变形影响较大,约占38%,而主梁徐变对桥塔塔顶纵向位移的贡献约占89%;适当增加梁高、塔高,可降低主梁徐变变形,但降低幅度不到10%;加劲钢桁内灌注混凝土可减小主梁跨中徐变变形27%,推迟铺轨时间90 d可减小主梁工后变形14%;边跨采用双辅助墩方案有利于提高结构整体刚度并改善塔、梁受力;主梁梁端位移及塔底弯矩均随墩梁间黏滞阻尼器阻尼系数C增加而减小,对于给定C值,速度指数α越小,梁端位移及塔底弯矩的控制效果越好;双辅助墩方案及塔偏梁拱的成桥状态较为合理。

基于不确定性分析的大跨径PC箱梁桥后期备用束设计

介绍了大跨径PC箱梁桥时变效应的不确定性分析方法,在数值模拟中采用了拉丁超立方抽样(LHS)方法,减少了抽样次数,对实桥的长期变形进行了预测,并给出了具有一定置信水平的长期变形区间。对体外备用束的布置方案进行了对比,并根据长期变形置信界限值与确定性计算值的差值确定后期备用束的数量。结果表明:布置体外顶板束和折线束对改善长期下挠病害比较有效。

PC连续箱梁悬臂段空间效应的影响参数研究

为了分析采用移动模架法进行逐段现浇的PC(Prestressed Concrete)连续箱梁悬臂端底板出现纵向裂缝的原因,结合工程实例,采用有限元方法建立了3种不同计算模型进行比较,确立了一种高效而又精确的有限元计算模型,并通过对箱梁悬臂段空间效应及相关影响参数的研究,分析了底板纵向裂缝的形成原因。研究表明:端部预应力纵向分量和门形吊架支反力是导致悬臂端底板横向拉应力过大而出现纵向裂缝的主要因素。简单地采用增加底板宽度、厚度等措施并不能有效降低悬臂端底板横向拉应力,必须从结构、力学及材料3个方面采取综合的裂缝防治措施。

PC箱梁体外预应力加固的非线性分析

由于在役桥梁存在不同程度的病害,桥梁结构会产生一定的损伤,所以为保证安全性需要对这些存在病害的桥梁采取加固措施。体外预应力加固技术对提升钢筋混凝土桥梁的工程性能具有显著优势,从PC箱梁体外预应力加固的抗弯分析和非线性模拟展开研究,引入车道荷载系数β,通过验证车道荷载系数的取值,证明采用体外预应力加固满足设计荷载要求。之后对某PC箱梁桥的体外预应力加固工程进行了设计计算,对桥梁的加固效果进行对比分析,得出桥梁非线性条件下的工作状态。计算结果表明:通过体外预应力加固措施,桥梁的承载能力、挠度和裂缝加固效果均得到了明显提升。

横向裂缝对PC箱梁结构的影响

针对PC箱梁结构正弯矩区段开裂后力学性能复杂、承载力评估困难的问题,利用裂缝参数统计方法,将正弯矩区段的实际横向裂缝转化为统计意义下的平均裂缝,运用数值方法对该统计裂缝进行模拟,通过对比开裂前后的分析结果,以达到评估开裂结构的目的,并对实际开裂的桥梁进行了对比分析。结果表明,开裂后箱梁结构的承载力只为原设计状态的80%。

波形钢腹板PC组合箱梁剪力滞效应的变分解法

为分析波形钢腹板PC组合箱梁的剪滞剪切变形效应,提出选取广义位移φ(x)、w′(x)、u_1(x)、u_2(x)、u_3(x)作为5个独立的变量,采用反映底板、顶板和悬臂板不同宽度的剪滞变化幅度的多次抛物线作为纵向翘曲位移差函数,运用能量变分原理导出了基于多广义位移的基本微分方程及相应的边界条件,并得到相应的解析解.通过有限元法和模型试验验证了本文方法的正确性,得到的公式比以往剪力滞理论更具有一般性,为波形钢腹板PC组合箱梁剪力滞效应的分析提供有效手段和方法.

基于刚度降低的大跨径预应力混凝土(PC)连续箱梁桥跨中挠度分析

为了研究大跨径预应力混凝土(PC)连续箱梁桥刚度降低对跨中挠度的影响。首先,通过一组小梁试验,总结了简支梁在集中力作用下的裂缝发展及分布规律;其次,建立了三个不同跨径的三跨连续箱梁桥有限元模型,采用跨中向两侧逐步降低单元刚度的方法模拟损伤,在集中力作用下跨中挠度呈现了"快速发展-缓慢增加-加速下挠"的变化规律。同时,计算了某实桥在预应力降低的条件下跨中挠度的变化情况;并提出了顶底板的预留预应力束张拉位置的建议。

波形钢腹板PC组合箱梁的力学特性分析

该文结合波形钢腹板组合箱梁的构造特点,系统分析了波形钢腹板的轴向变形特性、箱梁的剪应力分布特性、箱梁的扭转特性。结果表明:波形钢腹板预应力混凝土箱梁具有良好的受力特性,在桥梁工程中有广阔的应用前景。

基于PC箱梁桥竖向预应力振动测试法的施工关键技术

为阐述精扎螺纹钢筋竖向预应力体系的可靠性,介绍了箱梁桥竖向预应力振动测试方法的操作流程,及其在30余座大跨度PC箱梁桥中的基本应用情况.通过应用箱梁桥竖向预应力振动测试方法指导现场施工的成功实践,总结了影响竖向预应力张拉质量的具体施工技术要点,对于精扎螺纹钢筋竖向预应力体系施工质量的监督与控制具有指导意义,同时证明了精扎螺纹钢筋应用于大跨度PC箱梁桥竖向预应力体系的可靠性.

五板波形钢腹板PC组合箱梁在桥梁工程中的应用

结合2007年以来我国已建成的1座和在建的2座波形钢腹板PC组合箱梁桥,介绍了波形钢腹板PC组合桥梁的设计要点,为这种结构在我国桥梁工程的应用提供参考.

PC连续箱梁桥裂缝影响因素分析

结合工程实桥的裂缝观测、有限元分析结果,系统研究了预应力混凝土连续箱梁桥的裂缝型式与成因、修复与加固措施,提出了防裂设计建议。首先,对连续箱梁桥典型裂缝分布现状进行了分类归纳,系统分析了裂缝产生的主要原因,对引起箱梁开裂的主要因素如纵向预应力束布置方式、竖向预应力大小、温度梯度模式等进行了敏感性分析,表明纵向预应力束布置方式和竖向预应力大小对箱梁腹板斜裂缝的开展起着主要的作用。从预应力筋布置、温度梯度模式的选取、非预应力筋的设置等几方面提出了防裂设计改进建议。

某波形钢腹板PC连续箱梁桥的承载能力与抗裂性能

建立了某波形钢腹板PC连续箱梁桥的有限元模型,分析了该桥在不同工况下的内力组合和主要截面的承载性能及抗裂性能。结果表明:中跨跨中截面的抗弯承载力和中墩支点截面斜截面的抗剪承载力均满足规范要求,边跨跨中截面混凝土预加应力大于混凝土的法向拉应力,正截面和中墩支点截面斜截面的抗裂性能均满足规范要求。

Computer Simulation of Dynamic Interactions Between Vehicle and Long Span Box Girder Bridges

Moving vehicle loads, associated with roadway traffic can induce significant dynamic effects on the structural behaviours of bridges, especially for long-span bridges. The main objective of current research is to study traffic induced dynamic responses of long-span box-girder bridges. The finite element method has been employed in this study to obtain a three-dimensional mathematical model for the bridge system. For vehicle-bridge dynamic interaction analysis, the vehicle is modeled as a more realistic three-axle, six-wheel system, and the corresponding dynamic interaction equations have been derived. The bridge-vehicle interaction is affected by many factors. The current study has been focused on such factors as: vehicle speed, vehicle damping ratio, multiple traffic lanes, mass ratio of vehicle and bridge, and dynamic characteristics of bridge. Case studies have been conducted to investigate these factors by using several box girder bridge examples including Confederation Bridge, the longest box girder bridge in the world.

基于实测挠度的PC梁桥长期预应力损失研究

桥梁结构在长期使用过程中预应力损失估算偏低,是造成大跨径预应力混凝土变截面箱梁桥或连续刚构桥(简称PC梁桥)普遍开裂和过度下挠的一个重要原因。长期预应力损失与施工工艺、环境温度、荷载、混凝土收缩徐变、预应力筋松弛等因素有关。为了研究PC梁桥成桥后预应力损失发展规律,提出了一种基于桥梁实测挠度的预应力损失计算方法,考虑了混凝土裂缝导致截面刚度下降以及对挠度影响,给出了混凝土开裂后的梁体刚度折减公式,计算过程简单,实用性强,并以虎门大桥辅航道桥多年实测挠度数据验证所提出方法的可行性。研究成果可为同类桥梁的设计与施工提供参考。

大跨度宽幅波形钢腹板PC箱梁非对称悬臂施工技术

以深圳东宝河特大桥大跨度宽幅波形钢腹板PC箱梁非对称悬臂施工为实例,研究了0号段墩梁刚接、托架安装和0号段现浇,菱形挂篮安装和预压,梁段波形钢腹板运输和吊装,边跨支架、挂篮组合法施工,以及中跨跨中钢底板挂篮吊装、中跨合龙段挂篮施工和体外预应力悬浮装置张拉等施工关键技术。

PC连续箱梁桥常见裂缝成因与处理措施

对预应力混凝土连续箱梁的主要病害——"裂缝"产生的原因以及处理方法进行了分析与总结,掌握了预应力混凝土连续箱梁桥裂缝的主要类型、分布以及处理措施,为实际工程应用提供参考。