冻融循环作用下节段预制全胶接拼装梁剪力键抗剪承载力研究

为分析冻融循环对节段预制全胶接拼装混凝土梁剪力键抗剪承载力的削弱效应,建立剪力键抗剪承载力计算模型,并进行单调加载和反复加载模型试验验证,采用冻融材料应力~应变关系曲线,对冻融循环次数、冻融后反复加载、正应力水平、键齿数量、键齿尺寸进行抗剪承载力参数影响分析。结果表明:单调加载、冻融后反复加载的剪力键抗剪承载力与冻融循环次数均呈二次抛物线关系;冻融循环次数对剪力键抗剪承载力有较大削弱;冻融循环后再反复加载,剪力键抗剪承载力进一步明显降低。单调加载下,剪力键抗剪承载力和正应力呈线性正相关;剪力键抗剪承载力与键齿数量呈三次抛物线关系,键齿数量超过4个,抗剪承载力随键齿数量增多增长缓慢;剪力键抗剪承载力与键齿尺寸比呈线性正相关。

悬臂拼装施工的预制节段箱梁桥预应力参数优化

为揭示预制节段箱梁桥预应力相关参数对悬臂拼装阶段和合龙阶段箱梁横截面应力及施工期线形的影响,选取某工程一联三跨预制节段箱梁桥,针对悬臂拼装阶段和合龙阶段不同预应力参数取值对桥梁受力状态及变形特征的影响进行数值模拟。研究结果表明:预制节段箱梁桥顶板钢束最优张拉控制应力为预应力钢束抗拉强度标准值的0.70~0.75倍,与此同时应控制预应力钢束截面积不低于0.000 98 m^(2)(7Ф15.2 mm)。顶板单侧钢束组预应力合力作用线与顶板中轴线之间的距离,即顶板预应力合力偏心距宜取箱梁宽度的0.22~0.26倍。合龙阶段采用先张拉底板、腹板通长钢束,再张拉中、边跨局部钢束的方式可使桥梁在不同张拉阶段之间的线形及横截面应力变化更加平缓,有利于施工期间结构的安全控制。

小半径曲线节段拼装箱梁设计和施工关键技术研究

为推动小半径曲线节段拼装箱梁在立交匝道桥梁中的应用,对该类桥梁受力特性、合理构造以及梁段制造、架桥机施工、拼装线形控制等关键技术进行研究。分析曲线半径对该类箱梁弯扭耦合和湿接缝受力的影响;研究梁高、腹板厚度和顶、底板厚度对梁剪扭承载力的影响;为适应平面曲线行走和吊装的需求,总结架桥机拼装施工过程中主要采用的转弯过孔、偏位和斜置起吊调整以及尾部喂梁关键技术;分析拼装过程中产生的轴线偏差和横向位移及线形控制措施。结果表明:曲线半径小于250 m的节段拼装箱梁需考虑弯扭耦合作用,曲线半径小于100 m时湿接缝截面的抗扭承载力和剪扭允许应力已不能满足要求;提高截面抗剪扭承载力最有效的构造措施是增加腹板厚度,其次是增加顶、底板厚度;曲线半径越小,小半径节段梁拼装轴线偏差越大、轴线横向位移越大,应根据曲线半径来规定安装精度验收标准、根据成桥轴线横向变形设置横向预拱度。

城市立交异形变宽预制节段箱梁设计关键技术研究

结合城市立交常见的变宽形式,对异形变宽预制节段箱梁进行设计构思,提出合理的变宽方案,分析变宽预制节段箱梁的受力性能,并对其关键结构进行优化,以提高变宽预制节段箱梁的标准化程度和拼装效率,拓宽预制节段箱梁在城市立交桥梁中的应用范围,对同类型桥梁的设计工作具有一定的借鉴价值。

预制节段UHPC梁接缝抗剪性能的有限元模拟

该文采用有限元软件ABAQUS对预制节段超高性能混凝土(UHPC)梁剪力键接缝的抗剪性能进行了三维精细有限元模拟。模型中同时考虑了材料非线性、几何非线性以及UHPC材料的塑性损伤,模拟得到的荷载-滑移曲线和破坏模态等均与试验结果吻合良好。采用经过验证的有限元模型对剪力键接缝的抗剪性能进行了数值参数分析,结果表明:接缝的抗剪承载力及其对应的滑移随着所施加的侧向应力或UHPC强度的增大而增大,但UHPC抗压强度对抗剪承载力的影响大于UHPC抗拉强度,而且UHPC的抗拉压强度之间无固定的相关规律,因此对于UHPC接缝抗剪承载力的计算应分别考虑抗拉强度与抗压强度的影响;由于剪应力分布的不均匀性,抗剪承载力的计算还应考虑多键块的强度折减效应。此外,对剪力键接缝构造的参数分析结果表明:当键块的宽度和总高度相同时,接缝抗剪承载力随着键块相对高度的减小而增大,但当键块相对高度小于1/2时,接缝的抗剪承载力基本保持不变;当键块总面积以及键块数量相同时,多个键块之间的协同工作能力随键块竖向间距的增大而变强;键块深度对接缝抗剪承载力的影响不大。与目前被广泛采用的普通混凝土接缝抗剪承载力的计算公式对比,有限元的预测值明显小于计算公式的预测值,且偏差随着侧向应力的增大而增大,因此有必要针对UHPC剪力键接缝提出新的抗剪承载力计算式。

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。

节段梁智能匹配预制施工技术应用探究

为解决桥梁工程中传统短线法施工存在的匹配用时长、匹配效率和匹配精度低等问题,探究节段梁智能匹配技术的组成及施工技术要点,并以某工程为例,从质量控制、施工工期、安全保障等方面,将其与传统施工技术进行比较。结果表明,智能匹配技术通过精准数据测算,自动跟踪测量,全自动液压控制匹配调节,高精度传感系统调节复核,可将匹配精度控制在1.0 mm以内,提升了匹配效率,且缩短了工期,降低了成本。

基于坐标变换的短线预制梁段匹配误差调整

针对短线预制梁段匹配误差直接调整法中存在的不足,提出一种可考虑2种坐标系(预制整体坐标系和局部坐标系)空间位置不重合的误差调整方法。该方法基于空间坐标变换的基本原理,将预制局部坐标系中的误差变换到整体坐标系中,在整体坐标系中进行梁段预制线形和横坡误差分析与调整。为验证本文方法的正确性和有效性,分别以本文方法和已有方法(未考虑2种坐标系空间位置影响)计算某在建城市高架轨道交通4×40m连续刚构桥的实际预制线形偏差,并比较各节梁段的理论匹配位置。结果表明:本文方法计算的预制线形和梁段理论匹配位置均满足控制要求;相比已有方法,该方法可消除直接叠加局部坐标系中的误差值所造成的影响,线形和姿态控制精度更高。

苏通大桥连续梁节段预制拼装接缝处密封性能研究

苏通大桥75m跨连续梁采用节段预制、悬拼施工,孔道灌浆采用真空辅助压浆工艺。施工前对接缝处的密封措施进行了方案比选,就施工技术要点进行了分析,并通过试验进行了验证。

全体外预应力节段拼装梁极限应力计算方法

为研究全体外预应力节段拼装梁的极限应力和抗弯承载力,提出了基于全体外预应力节段拼装梁变形和预应力增量相协调原理的计算方法。该方法将体外预应力增量分为梁体线弹性未开裂阶段和开裂后阶段两部分,分别推导出两阶段预应力增量,考虑预应力二次效应,建立以梁体转角θ为参数的全体外预应力节段拼装梁极限应力和桥梁抗弯承载力计算公式。为验证公式的准确性,以芜湖长江公路二桥引桥40 m全体外预应力节段拼装梁为背景,开展足尺模型试验,并与国外学者的试验数据进行对比。结果表明:所提出的公式计算值与试验实测值误差较小,该公式可准确计算全体外预应力节段拼装梁的极限应力;为简化计算,在工程设计时转角θ可取0.0176°,转角θ取值与国外学者的试验数据具有较好的一致性;根据极限应力增量推导的抗弯承载力计算公式可预估桥梁抗弯承载力,指导工程设计。

上海长江大桥60m跨预制拼装主梁设计

根据堡镇沙浅水区河床特征,确定上海长江大桥中60 m跨连续梁采用预制节段悬臂拼装法施工。介绍该连续梁的结构布置及主要构造、预应力体系、结构计算分析和主要施工方法等,并对短线法预制曲线梁的尺寸修正、节段预制精度和节段拼装精度的控制、体外预应力计算方法的简化处理、体外预应力损失的计算以及体外束的耐久性设计等关键技术进行详细的说明。

预制悬拼施工连续梁桥的设计方法

介绍采用节段预制架桥机悬拼施工,采用体内、体外混合配束的大跨度混凝土连续梁桥的设计方法,对设计计算及在构造设计上需要特殊考虑的一些问题进行了探讨。

预应力混凝土箱梁短线法节段预制线形控制

短线法预制线形控制通过每次调整匹配梁的空间位置(局部坐标)来保证梁体的设计线形(整体坐标),因此,必须进行整体坐标和局部坐标之间的转换。在阐述短线法施工工艺及坐标转换原理的基础上,推导短线法预制线形控制的空间坐标转换公式以及节段从浇筑位置到匹配位置的平移量计算公式。结合工程应用,简要探讨节段短线预制与悬臂拼装线形控制的方法与措施。

节段预制箱梁体外束极限应力增量计算方法

在考虑体内体外混合配束节段预制箱梁变形和破坏特征的基础上,提出推导节段预制箱梁体外筋应力增量的基本假设,建立节段箱梁梁体变形前后的几何关系,分3阶段详细揭示节段预制箱梁的受力机理,给出了每阶段体外筋长度的变化量,最终推导了双转向块、三分点加载情况下的节段预制箱梁体外预应力筋极限应力增量的计算公式。根据3根不同配束比的体内体外混合配束节段预制箱梁试验体外束应力增量测试数据,对提出的公式和另2种计算预应力增量的典型公式进行了验证,结果表明提出的公式计算结果与试验实测数据吻合较好。

不均匀正应力下节段预制桥梁胶接缝的抗剪性能

节段预制拼装桥梁节段间接缝位置的正应力对抗剪性能具有重要影响,但现有研究大多假设正应力沿高度方向均匀分布,这与实际状态不符。本文对节段预制拼装桥梁接缝的受力与变形开展试验研究并进行有限元模拟,结果显示有限元计算所得极限承载力、荷载-相对滑移曲线、裂缝开展情况均与试验结果吻合良好。在控制总水平力大小相等的情况下,采用校验的有限元模型进一步研究不均匀正应力对节段预制桥梁胶接缝抗剪性能的影响。结果表明:在竖向荷载较小时,正应力较小的位置主拉应力较大并首先出现裂缝;随着荷载的增加,不同试件主拉应力的大小、分布形态逐渐趋于一致;裂缝出现以后,试件上的应力会发生重分布,因此在保持总水平力不变的情况下,不均匀正应力对试件的极限承载力影响不大。

预制节段式无粘结预应力混凝土箱梁受弯扭剪共同作用分析

预制节段无粘结预应力混凝土箱型桥梁是一种在西方已推广的桥梁结构形式。它满足了人们使用工业化预制件快速施工的愿望。这种结构形式及施工方式可以节省大量施工时间并使施工不受天气影响。与有粘结预应力技术相比,无粘结预应力钢束一般有外保护层,可以防止由于混凝土开裂对预应力钢束的锈蚀损伤,保证结构的耐久性。本文针对预制节段无粘结预应力混凝土箱型桥梁受弯扭剪复杂作用力下的计算模型和破坏机理进行研究,并与德国步伦瑞克工业大学(TU Braunschweig)从事的试验结果相比较,证明了本文研究结果的正确性。

节段预制波形钢腹板PC组合箱梁的受力性能

为了研究节段预制波形钢腹板PC组合箱梁的力学性能,在考虑施工工艺和配束比影响的前提下,设计制作了3根缩尺模型试验梁进行受力性能试验研究.对比和分析了整体浇筑波形钢腹板PC组合梁和节段预制波形钢腹板PC组合梁力学性能的异同,提出了节段预制波形钢腹板PC组合箱梁抗弯承载力计算公式.结果表明:混凝土开裂后,节段预制梁刚度退化明显大于整浇梁,全体外配束节段预制梁刚度下降最为显著;节段预制梁钢腹板抗弯贡献明显大于整浇梁,接缝处截面尤为明显;相比于整浇梁,节段预制梁体外应力筋的应力增量较大,且增长速度快;与整体梁抗弯承载力计算公式相比,提出的节段预制波形钢腹板PC组合箱梁抗弯承载力计算公式的计算值与试验结果吻合更好.

印度尼西亚雅加达至芝坎佩高架桥方案设计

印度尼西亚雅加达至芝坎佩高速公路改扩建工程采用了全长36.84 km的主线高架桥方案,通过在既有道路中分带上设置T型独柱大挑臂桥墩,充分利用现有高速通道中央走廊,大规模地减小了新增用地规模,解决了征地困难、通道稀缺等突出问题。同时,桥梁上部结构采用分步架设的钢混组合梁,下部结构盖梁采用预制节段拼装和转体施工技术,现场均无须搭设支架,最大限度地减小了对既有高速公路的影响,缩短了工期,取得了较好的社会效益与经济效益。

波形钢腹板组合箱梁桥节段预制拼装工艺试验

为论证波形钢腹板组合箱梁桥采用节段预制拼装工艺进行施工的可行性,设计制作了两榀波形钢腹板组合箱梁节段进行足尺模型试验,两榀梁分别采用不同的入模工艺(分部入模、整体入模)模拟了钢筋笼组拼、匹配预制、悬臂拼装、线形调整等典型工序,测试了试验梁段在施工全过程中的桥面板竖向变形,并评估该变形对匹配连接的影响程度。结果表明:所提出的工艺流程、连接构造、预制模板系统在试验过程中表现出良好的适应性,能有效保证节段间的高精度、快速匹配连接,施工效率与普通混凝土节段梁相当,施工质量完全可控;施工过程中应采取桥面板加劲或设置横向斜撑等措施控制桥面板的竖向变形;波形钢腹板双拼接板高强螺栓连接具有较好的误差调整能力,可作为实桥应用的推荐方案。

上海中环线1.1标节段梁预制工艺研究

上海中环线1.1标部分高架桥采用节段拼装法施工。结合工程介绍了节段梁预制过程中的短线法预制工艺,特别是模板系统设计、钢筋骨架成型、混凝土的浇捣成型、节段梁蒸汽养护等工艺。