重载铁路桥梁体外预应力筋加固性能研究

运营提载会导致重载铁路桥梁损伤累积和刚度退化加剧,对重载铁路预应力混凝土桥梁进行加固可以改善桥梁的受力状况,提高桥梁承载能力。为了研究重载铁路桥梁体外预应力筋加固的性能,分别制作重载铁路24 m超低高度预应力混凝土梁的未加固足尺试验模型与体外预应力筋加固足尺试验模型,并开展200万次疲劳试验与疲劳后静力试验。建立未加固预应力混凝土梁与体外预应力筋加固预应力混凝土梁的精细化有限元模型,通过试验与有限元分析,研究加固前后重载铁路预应力混凝土梁的静力与疲劳性能,揭示加固前后梁体挠度和应力变化规律,并分析不同轴重列车作用下加固预应力混凝土梁的力学性能。研究结果表明:重载铁路桥梁外加预应力筋的加固效果良好,疲劳试验中加固梁刚度退化幅度、跨中挠度、梁内预应力筋应力、梁底及下翼缘混凝土应力显著比未加固梁的小;在33 t轴重列车与1.2倍中等荷载(ZH)轴重作用下,外加预应力筋加固的24 m超低高度预应力混凝土梁的适应性良好,预应力混凝土梁挠度与应力响应均符合规范要求。研究结果可为重载铁路桥梁的设计、养护、维护与加固提供基础与参考。

分缝护栏致空心板梁桥L型裂缝预应力控制方法研究

为提高护栏分缝桥梁的耐久性和承载力,以台金高速公路杨司高架桥预制空心板梁桥为背景,研究通过施加预应力控制因护栏分缝引起L型裂缝的有效性,并针对既有桥梁加固和新建桥梁设计提出通用的有效方法。采用Abaqus软件建立既有桥梁和新建桥梁的有限元模型,研究车道荷载作用产生的应力放大效应;分析预应力筋布置高度和长度对边梁梁底应力的影响及对既有桥梁护栏分缝导致的预应力损失;在此基础上,提出L型裂缝的预应力控制方法。结果表明:边梁应力放大系数随桥梁跨径和护栏高度的增加而增大,其取值范围为[1.42,2.14];预应力筋布置高度越低,边梁跨中梁底应力越大;预应力筋布置长度越短,既有桥梁梁底应力越大,对新建桥梁应力没有影响;分缝护栏对既有桥梁施加预应力产生损失,对新建桥梁不会产生预应力损失;在边梁跨中施加相应的预应力,可有效抵消跨中的应力集中效应,防止主梁跨中产生L型裂缝。

某在役重载铁路32 m预应力混凝土T梁后装声屏障适应性分析

随着我国货运铁路重载扩能运输的发展,大轴重、长编组引起的噪声污染日趋严重,后装声屏障已成为减小噪声污染的主要措施之一,但通过扩能改造提升的在役重载铁路桥梁原设计时并未考虑后装声屏障对桥梁结构的影响。为研究在重载铁路桥梁上后装声屏障的适应性,以在役铁路桥梁主梁型32 m简支T梁(专桥-2059A)为研究对象,采用数值模拟与结合现场实测桥梁现状分析的方法,基于不同荷载组合作用,开展T梁加装声屏障后主梁、声屏障与桥梁连接的位置及道砟槽板适应性分析,并对T梁翼缘板及声屏障结构的潜在薄弱位置进行破坏分析。研究结果表明:T梁加装声屏障后,主梁纵向强度受梁体L/8~L/4处抗剪控制,其中梁体L/8处抗剪安全系数为1.70,小于规范要求值1.80;声屏障与桥梁连接位置安全储备不足,其中,在最不利荷载组合作用下,挡砟墙钢筋应力超过容许值1.25倍、裂缝宽度超过容许值0.54 mm;道砟槽板在最不利荷载组合作用下,其钢筋应力安全储备剩余23.2%、裂缝宽度比规范容许值小0.07 mm。综合考虑3种分析,该类型T梁不宜后装声屏障;在最不利情况下,T梁及声屏障结构破坏顺序依次为预埋化学锚栓处、挡砟墙处、声屏障立柱与水平杆交接处、道砟槽板变高度处、翼缘板根部处。

基于MCFT理论的PC空心板梁抗剪强度分析

为研究预应力混凝土空心板梁的抗剪强度,基于6次预应力混凝土空心板梁抗剪强度试验,对板梁斜裂缝扩展、极限抗剪强度开展分析,基于修正斜压场理论(MCFT),建立了板梁理论计算模型,研究了预应力混凝土空心板梁箍筋间距的等效间距法确定原则,对比试验数据,验证了其有效性并分析弯剪组合效应对抗剪强度的影响,针对预应力、配筋率、钢筋和混凝土强度等不同参数开展分析。结果表明:加载点位置抗剪强度计算值与试验抗剪强度的比值为0.71,剪跨中点位置抗剪强度计算值与试验抗剪强度的比值为0.99,支座位置纯剪状态下抗剪强度计算值与试验抗剪强度的比值为1.11,考虑弯矩后,板梁抗剪强度削弱,剪跨中点位置计算值与试验值更为接近;预应力混凝土空心板梁在弯剪组合状态下,全黏结预应力钢筋数量由2根提高到10根,抗剪强度提高21.7%;随预应力筋数量的增多,有效预应力大小对抗剪强度的影响更为显著,当弯矩为100 kN·m时,有效预应力由186 MPa增加到1395 MPa的过程中,2根预应力筋抗剪强度提高10.2%,6根预应力筋抗剪强度提高15.3%,10根预应力筋抗剪强度提高20.3%。

飞机荷载桥梁装配式主梁横向新型连接方案及其静动力性能分析

针对既有装配式主梁铰缝连接强度弱、湿连接施工复杂等问题,充分考虑飞机荷载桥梁荷载集度大、空间受力显著等特点,提出一种剪力键和横向预应力筋混合连接的装配式主梁连接方案。该方案通过剪力键与键槽实现相邻主梁拼接,采用横向预应力筋为接缝界面提供压应力储备,具有结构整体性好、施工方便等优点。以某机场滑行道桥为对象,基于ABAQUS平台建立新型连接装配式主梁的非线性数值模型,开展静、动力学性能分析以验证方案的可靠性,揭示了剪力键位置、数量、高度及初始预应力对主梁力学行为和抗震性能的影响规律。结果表明:飞机静载作用下,该方案能够满足规范对于主梁挠度限值的要求且具有可观的安全储备。增设跨中剪力键及增加其数量可显著降低主梁跨中挠度和弯矩;相较于仅设置梁端剪力键,加设3道跨中剪力键可使静载下力学响应分别降低19.92%、23.35%,使地震下力学响应分别降低17.29%、40.12%。剪力键倾角和高度对主梁受力影响较小,增大横向预应力筋初始张拉力可有效提高主梁接缝界面的预压应力,静载、地震下的最大增幅分别为45.31%、46.51%。研究成果可为飞机荷载桥梁的主梁拼装提供重要的技术支撑,并可拓展应用于重载公路、铁路桥梁。

桥梁工程后张法预应力梁板施工质量控制研究

随着我国公路和桥梁工程的快速发展,后张法预应力梁板施工技术在桥梁工程中得到广泛应用。在此情况下,为确保桥梁工程的安全、耐久和美观,提高施工质量成为关键。该文通过对桥梁工程后张法预应力梁板施工质量控制的研究,以实际工程为例,分析预应力梁板施工每一环节的技术要点,提出相应的质量控制措施,以供专业人士参考。

基于LS-DYNA的船-桥墩碰撞分析

基于ANSYS/LS-DYNA及Hypermesh建立了船舶-桥墩碰撞有限元模型,着重针对一典型工况对桥墩遭受撞击作用后的动力响应进行分析并确定其失效模式。然后通过模拟一系列的船舶撞击桥墩的工况为船撞力简化计算公式的拟合提供大量的数据样本并对得到的数据进行统计分析拟合出船撞力的简化计算公式,并与国内外相关规范的规定进行对比分析,相关结果表明,我国规范中规定的船舶撞击力相对偏小。

预应力混凝土梁桥关键施工技术分析

为保证预应力混凝土梁桥的施工质量,文章总结了连续梁桥的形式、受力特点等,分析了悬臂浇筑法的施工流程和特点。同时,以某公路连续箱梁桥为研究对象,从0#块支架计算和墩梁临时固结、挂篮预压、合龙等方面分析了施工要点,最后从线形控制和应力控制两方面阐述了连续梁桥的施工控制方法,研究成果可供类似桥梁结构施工借鉴。

高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工BIM技术研究与应用

文章介绍了应用BIM技术开展高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工的重要环节,分析了高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工特点,在明确技术适用性的基础上,针对BIM模型建立、预应力筋碰撞检查、有限元仿真分析、施工过程监测管理等方面内容进行了强调,能够缓解以往设计与施工存在的衔接困难问题,提高施工过程监控水平。

基于Midas civil的重载铁路简支T梁体外预应力加固研究

在近年来铁路重载趋势下,客运及货运运输量大幅度增加,这就使得铁路桥梁病害更容易发生,严重时会影响列车运营安全。基于此,依托衡阳市某重载铁路简支T梁桥加固工程,提出利用体外预应力加固法对该桥承载力进行提升,并利用有限元软件Midas civil通过静力和动力分析对该桥加固前后的承载性能进行对比,证明加固效果良好。

高速铁路大跨度低高度预应力混凝土连续梁设计研究

为降低铁路大跨度预应力混凝土连续梁高度,扩大其适用范围,提出主跨100 m低高度连续梁合理跨度配比及构造尺寸,计算结果均满足规范要求。通过与常用高速铁路主跨100 m连续梁对比分析,系统研究了跨度配合比、构造参数等对结构的影响,总结出大跨度低高度连续梁的优缺点及构造建议值。研究结果表明:(1)低高度连续梁在同等跨度下混凝土用量更省,每延米混凝土用量降低约20%,较传统连续梁更经济;(2)低高度连续梁由于梁高降低,主梁刚度略有降低,但工后徐变上拱值降低明显,减幅约60%;(3)对于主跨100 m低高度连续梁,建议配跨长度在70~80 m之间,且不宜小于60 m;(4)主跨100 m低高度连续梁墩顶梁高不宜小于6 m,建议取值范围6.0~6.5 m,跨中梁高不宜小于3.0 m,建议取值范围3.0~3.5 m。

预应力混凝土连续梁托梁换柱接长方案设计及施工控制

既有跨铁路路堑(35+60+35)m预应力混凝土现浇连续箱梁,主跨下有某铁路6条,桥梁边孔下方拟新增铁路两线,边孔下及桥台土体需挖除,并扩建1-35m装配式简支小箱梁。原桥台土体挖除会导致桥台桩基外露不满足受力要求,桥梁接长需拆除原桥台并在原桥台位置处新建桥墩用以支承原上部梁及新接长梁,从而保证原连续梁受力体系不改变及运营安全。根据本桥托梁换柱接长设计方案,对设计思路、临时墩位置、支撑系统、梁体验算、施工控制等进行总结,为后续相似工程设计提供借鉴。

桥梁预应力现浇箱梁挂篮悬臂施工技术的应用

以某市政桥梁为例,根据该项目分析预应力现浇箱梁挂篮悬臂施工技术要点,明确挂篮形式及结构,结合通过梁段顶部找平、安装外模走行梁、检测走行梁位置等形式确定挂篮移动方式,经过模板施工、连续梁悬臂浇筑、悬浇箱梁施工监测、预应力施工、孔道压浆和封锚及卸下吊篮等工序,在施工期间合理运用具体的控制措施,包括基础沉降控制、混凝土质量控制、腹板斜裂缝控制、支座预偏量控制和节段倾角控制。结果表明,通过规范施工流程,合理应用施工控制措施,可以提高预应力现浇箱梁挂篮悬臂施工水平,优化桥梁建设品质。

钢-混组合连续梁桥无支架施工技术

针对大跨度钢-混组合梁桥面板及翼缘板为现浇结构的组合梁桥,存在浇筑支架搭拆复杂且难度大的施工问题。论文提出了一种预应力钢-混组合箱梁悬拼施工装置,采用精轧螺纹钢锚固装置作为锚固措施,对开口钢箱梁进行悬臂拼装施工,给出了无支架施工技术方案与施工步骤。

锦江双线特大桥连续梁悬臂施工技术

以锦江双线特大桥工程为例,根据连续梁悬臂施工要求,提出菱形挂篮设计方案,明确了挂篮的结构组成及挂篮预压方法,进而着重研究挂篮悬臂施工技术的应用要点,包含模板、钢筋、混凝土、预应力、挂篮各分项工程的具体施工方法,以保证挂篮悬臂施工的顺利进行,提高连续梁悬臂施工质量,促进桥梁工程的高质量发展。

等截面连续宽箱梁桥横梁模型研究

预应力混凝土宽幅连续箱梁桥外形美观,整体受力性能好,行车舒适性高,在工程建设领域应用较为广泛。为了对宽箱梁桥的横梁进行合理的钢束设计,以台州湾循环经济产业集聚区路桥桐屿至椒江滨海公路工程37m+37m+37m+37m等截面连续箱梁桥为工程案例,采用有限元分析软件MIDASFEANX2022建立相关的实体模型,提取单箱多室连续梁横梁各道腹板的荷载分配比例,研究了宽箱梁腹板的受力特点,得出了单箱多室宽横梁恒载工况下边腹板受力小于中腹板、支座间距以及横梁与纵梁的相对刚度对箱梁腹板内力分配有影响的结论,为今后的同类工程设计提供了一定的借鉴。

大跨径连续桥梁施工关键技术及控制分析

为了确保大跨径连续桥梁工程的结构稳定性和施工质量,本文主要分析了大跨径连续桥梁的施工关键技术及其控制方法,依托某大跨径连续桥梁,该桥采用挂篮悬臂灌注法施工,结合预应力T梁的内力计算和有限元分析结果,对桥梁的应力分布、位移和承载能力进行模拟分析,然后具体分析了大跨径连续桥梁施工过程中各施工节点的关键技术及控制要点,对于提高桥梁的施工精度和长期运行的安全性具有重要的意义。本研究为大跨径桥梁的施工提供了技术支撑,确保了施工过程中的结构安全和效率。

钢筋混凝土过渡墩盖梁开裂成因分析及加固处治

G42沪蓉高速公路湖北省境内某大桥全长668.04 m,全宽24.5 m。上构预应力混凝土T梁采用先简支后结构连续,下构桥墩盖梁横桥向长10.90 m,顺桥向宽2.20 m,悬臂长度1.75 m。19号桥墩盖梁由于混凝土保护层厚度偏厚,混凝土浇筑养生质量不佳,导致盖梁的两侧立面、底面均出现了网状裂缝,裂缝宽度超限且数量多,同时盖梁顶面出现了一条贯通的横向裂缝。结合工程实例,介绍了该桥墩盖梁加固采用的张拉预应力碳纤维板法、张拉预应力钢筋法、粘贴钢板法等加固方法。

预应力混凝土空心板桥梁加固方法研究

为解决预应力混凝土空心板桥梁应用环节存在的结构承载力下降、桥体老化严重问题,规避由此引发的桥梁受损、桥面裂缝困境,保证桥梁运行质量,对预应力混凝土空心板桥梁加固方法展开研究,以案例解剖的方式,基于三维有限元模型分析桥梁病害的具体形式和产生原因。在此基础上初步制定技术方案,并结合数值计算结果、经济性、可行性分析结果确定最终方案,梳理方案技术流程、评估方案应用效果,以提高预应力混凝土空心板桥梁建设质量。

连续梁桥的体外预应力索加固研究

体外预应力索加固技术具有简便易行、成本稳定可控等优点,可大幅提升现存桥的结构承受能力和抗震性能,可用于对服役桥梁的加固补强处理。文章调查了某连续T梁桥的常见病害,在此基础上,提出了体外预应力索加固的具体方案,分析了加固施工中的关键技术,并详细描述了体外预应力加固效果评价方法。结果表明,加固后的桥梁强度和应力明显提高,且符合常规指标要求,可达到提高桥梁性能的预期目标。