体外预应力节段式UHPC无腹筋梁抗剪性能试验研究

体外预应力节段式超高性能混凝土(UHPC)无腹筋桥梁由于其施工工业化水平高且构造简单,得到广泛地关注,但其抗剪性能研究尚不成熟,相关规范也相对滞后。为了研究体外预应力节段式UHPC无腹筋梁的抗剪性能,开展了静力破坏试验,共制作了5根体外预应力节段式UHPC无腹筋梁、2根体外预应力节段式UHPC有腹筋梁和1根体外预应力整体式UHPC无腹筋梁,选取了剪跨比、钢纤维掺量、箍筋间距为研究参数进行试验。结果表明:接缝张开后梁刚度明显下降;添加钢纤维的试验梁的裂缝多而密;钢纤维的掺入可以提高梁的开裂强度、极限强度和裂后性能,2%钢纤维掺量的梁开裂强度比1.5%和0%掺量的增大8.20%和1.16倍;配箍筋的梁在钢纤维失效后箍筋开始受力,并且很快达到屈服,箍筋的存在可以提高梁极限承载力,无腹筋梁的极限承载力比箍筋间距为150 mm和75 mm的梁低15.9%和19.6%。采用AASHTO GSCB INTERIM-2003标准中计算干接缝节段式梁的折减系数0.85。在不考虑安全系数的情况下,法国规范NF P 18-710中UHPC梁抗剪承载力计算公式可以准确地预测含钢纤维体外预应力节段式UHPC无腹筋梁的抗剪强度,其试验值和预测值比值的平均值为1.04,标准差为0.28。

偏心作用下预制拼装桥墩-盖梁体系抗震性能研究

目的 研究不同盖梁节段和盖梁-桥墩连接方式对预制拼装双柱墩偏心作用下的抗震性能的影响。方法 采用有限元软件ABAQUS建立7组预制拼装双柱墩,对其进行偏心作用下拟静力模拟研究,改变桥墩的盖梁节段连接和盖梁-桥墩连接方式,对比分析拼装桥墩和现浇桥墩的滞回曲线、骨架曲线、破坏形态、耗能性能和延性,研究不同盖梁节段连接和盖梁-桥墩连接方式的桥墩抗震性能。结果 盖梁节段键齿连接桥墩,采用灌浆套筒和预应力连接的承载能力与现浇桥墩相比均有小幅度提高,提高幅度在10%以内,抗震性能参数几乎一致。结论 盖梁斜键齿连接,盖梁-桥墩灌浆套筒和盖梁-桥墩预应力连接的预制拼装桥墩与现浇桥墩性能基本一致,同样具有良好抗震性能和整体性,满足抗震要求。

倒T节段盖梁预制工艺及有限元分析

随着城市高架道路对现场文明施工和环保要求越来越高,对安全质量管理要求也越来越精细化。装配式桥梁构件的预制技术集标准化、工厂化和模块化为一体,可以高效提高机械自动化水平,确保工程质量,加快施工进度,降低劳动强度,减少对环境的不利影响,已成为国内外建设行业主要的建设方向。以实际工程为例,介绍预制节段盖梁的生产控制,对混凝土浇筑、模板安装、钢筋加工及绑扎、预埋件定位等装配式桥梁预制盖梁关键施工技术展开阐述。同时,利用有限元分析软件Abaqus对倒T盖梁进行受力分析,通过分析可以看出倒T盖梁的薄弱部位,有利于对盖梁的制造设计进行指导。本次工程实践对今后预制大型构件在市政桥梁上的运用及施工场地的选择方面拓宽了方向,具有参考意义。

节段预制拼装变截面U形梁BIM技术应用

短线法U形梁在城市轨道交通中应用较少,如何在拼装过程中控制桥梁合理线形尤为重要,为此提出了一种基于BIM技术快速合理的预拼装方法。首先,利用Revit软件对U形梁桥梁构件建模,并对其进行参数化设计。确保桥梁构件的精确性和可调整性,为后续施工提供了坚实基础;然后将Revit模型与施工进度计划导入Navisworks软件,利用该软件的TimeLiner(时间轴)功能,进行详尽的施工模拟。这一模拟过程能够预先判断拼装过程中可能出现的偏差,并据此对施工工序进行更为合理的安排。这种前瞻性的施工规划不仅有助于缩短施工周期,还能有效节约资源,提高整体施工效率。提出的基于BIM技术的预拼装方法为城市轨道交通中短线法U形梁的应用提供了一种高效、精确且节约资源的解决方案。

节段预制悬臂拼装连续梁线形控制技术与实施

针对悬臂拼装短线法预制、施工、合龙段线形控制难度大、精度要求高的问题,结合郑州东四环快速化工程项目节段预制悬臂拼装连续梁桥施工实例,基于精细化有限元分析与短线法理论,提出了施工线形及多种纠偏措施的主梁线控技术。通过精细化分析与现场实测数据的对比,提出不同的线形纠偏方案,并选取合适方法对悬臂拼装连续梁的线形进行有效控制,最后经过线形控制及纠偏得到良好的合龙线形。研究表明,运用空间三维坐标转换原理,得到理论安装线形,通过有限元施工阶段模拟,可为悬臂拼装节段梁的受力及线形参数提供参考;结合不同方法的特点充分利用各方法的优点共同控制线形变化,有效提高线形控制的精度和灵活性。

多节段预制梁吊装辅助平衡工具力学性能分析

为了使装配式建筑的主次梁形成整体,主梁预制时通常将主次梁节点区域作为现浇混凝土区段,使得主梁成为多节段预制梁,吊装时各个预制梁节段易处于不平衡易失稳的状态。基于此,研发了一种多节段预制梁吊装辅助平衡工具,并通过有限元分析验证了其力学性能的优异性,保证了吊装工程中各节段预制梁均处于稳定平衡状态,可在后续类似工程中推广应用。

胶接缝厚度对混凝土预制节段梁受力性能的影响分析

受节段端面表层剥落、接缝胶涂装厚度不均匀、挤胶应力不均匀及节段拼装误差等影响,预制节段梁悬拼过程出现不等厚度的接缝胶,胶接缝厚度对节段梁抗剪刚度、抗剪承载力影响特征尚不明确,对车轮荷载作用下接缝位置处桥面承压刚度的影响亦有待深究。笔者依托某大跨节段预制梁桥,基于有限元软件ABAQUS进行了接缝形式、胶接缝厚度对预制混凝土节段梁受力性能的影响分析。结果表明:节段梁抗剪极限承载力受接缝形式影响显著,湿接缝抗剪承载力明显高于胶接缝;8 mm厚胶接缝最大剪应力比3 mm厚胶接缝增大了大约10%;预制节段梁的抗剪承载力受胶接缝厚度一定影响,但均高于其依托工程的最大剪力作用值。节段梁抗剪刚度受湿接、干接、胶接等接缝形式影响不显著。

小半径曲线桥T梁施工阶段异常横向位移分析及处理

为解决小半径曲线桥T梁施工阶段梁体异常横向位移的问题,以某高速公路匝道小半径装配式T梁桥为背景进行研究。利用MIDAS Civil软件建立该桥第2联及第3联的有限元模型,分析3种工况(原设计成桥状态、梁端间隙处刚性填充并保持支座约束、梁端间隙处刚性填充并释放支座约束)下,不同温度作用(整体升、降温10、20、30℃)、横向温度梯度和汽车离心力对桥梁结构主梁支承点横向位移和支座横向剪力的影响。结果表明:原设计成桥状态工况下桥梁位移及内力均正常,但对梁端间隙进行刚性填充后,各墩支座在横向温度梯度及整体升温作用下的横向剪力远大于支座横向水平承载力,导致支座发生剪切破坏无法提供有效约束。根据分析结果,解除了梁端处刚性填充,保持梁端设计间隙,并按主梁原设计位置横向纠偏复位,同时对发生剪切破坏的支座进行了更换。采取以上处理措施后,该桥异常横向位移问题已得到解决,桥梁正常运营并且状态良好。

节段预制胶拼混凝土梁接缝受力性能研究

节段预制胶拼混凝土梁具有施工速度快、梁体工厂化制造质量高、施工期对环境干扰小等优点,已在市政、公路及铁路桥梁工程中逐步推广。由于普通钢筋在混凝土节段间不连续、拼接胶性能受多因素影响、节段拼接工艺不确定性多等特点,混凝土预制节段间的接缝仍是节段拼装桥梁中的薄弱部位,接缝受力性能是影响节段胶拼桥梁质量安全的重要因素。本文聚焦胶接缝宏观力学性能、耐久性能、影响胶接缝粘结性能因素等关键点,开展胶接缝抗弯、抗剪、抗拉及耐久性能的试验研究,以期为节段胶拼混凝土梁接缝的设计施工优化提供参考。

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。

冲击荷载下节段预制拼装梁的响应与损伤评定

为获得冲击荷载下节段预制拼装梁的响应与损伤形态,文中开展了落锤冲击试验与数值模拟研究,得到了节段梁在冲击荷载下典型的剪切破坏特征。在验证有限元模型准确的基础上,通过截面损伤因子的损伤评定方法量化表达节段梁的损伤特征,研究了冲击位置和接缝数量等参数对节段梁损伤与冲击行为的影响。结果表明有限元得到的损伤和响应与试验结果吻合良好,基于截面损伤因子的损伤评定方法能够比较直观地表达节段拼装梁在冲击荷载下的损伤程度和损伤分布特征,为冲击荷载下节段预制拼装梁的设计提供支撑。冲击位置和接缝数量都显著影响节段预制拼装梁损伤形态和冲击行为。

干接缝节段拼装桥墩抗震分析的纤维模型模拟方法

针对节段拼装桥墩的构造特点,对节段拼装桥墩涉及到的接缝,有粘结预应力钢筋,无粘结预应力钢筋,耗能钢筋等特殊问题进行了仔细的分析比较,在此基础上给出了适宜的模拟方法,然后分别对拟静力试件和振动台试件进行了非线性有限元分析,比较了纤维模型分析结果与试验结果的异同。与试验结果的比较表明:纤维模型分析方法是分析节段拼装桥墩抗震性能的有效近似分析方法。

节段预制胶拼构件轴拉强度试验研究

胶接缝抗拉强度是节段预制拼装混凝土梁抗裂性检算的重要依据。为研究节段预制胶拼构件轴拉强度,设计制作了4个预制胶拼单键混凝土轴向拉伸构件,研制了轴向受拉加载装置,进行了胶拼构件轴向拉伸破坏试验。试验结果表明,胶拼构件轴向受拉破坏过程发展较快,具有明显的脆性破坏特征。构件受拉断裂位置为胶接缝附近,胶接缝的破坏属于混凝土内聚破坏。试验构件的接缝抗拉强度为2.94~3.24 MPa,平均值为3.17 MPa,具有一定的抗拉性能。将试验结果与相关规范进行对比,并简要分析轴拉强度影响因素。建议在预制节段胶拼桥梁的抗裂性设计中,可以适当考虑胶接缝的抗拉强度,减少预应力钢筋用量,提高设计经济性。

分段预制拼装预应力混凝土盖梁静力性能试验

为探究采用不同胶接缝构造的分段预制拼装大悬臂PC盖梁在弯剪内力共同作用下的受力性能,结合实际工程,设计制作了1个整体预制大悬臂PC盖梁模型以及3个分别采用大键齿、小键齿和牛腿式接缝构造的分段预制拼装大悬臂PC盖梁模型(模型缩尺比例均为1:5),并完成4个模型全过程的静力加载测试试验,获得梁体开裂荷载、极限承载力以及梁体混凝土应变分布、挠度、最大裂缝宽度等关键结果。试验结果表明:分段预制拼装盖梁模型与整体预制盖梁模型的裂缝分布形态基本相同,破坏时梁体裂缝分布稀疏,裂缝宽度较大,且破坏形式均为弯曲破坏;采用大键齿和牛腿式接缝构造的盖梁模型的开裂荷载与整体盖梁模型相同,而采用小键齿接缝构造的盖梁模型的开裂荷载仅为整体盖梁模型的81%;采用不同接缝构造的盖梁模型的极限承载力均明显低于整体盖梁模型,其中采用牛腿式接缝构造的盖梁模型的极限承载力最大,约为整体盖梁模型的84%;从极限变形能力看,采用牛腿式接缝构造的盖梁模型的极限位移达到整体盖梁模型的75%,而采用大键齿或小键齿接缝构造的盖梁模型的极限位移均低于整体盖梁模型的50%。综合结构静力性能及施工性能,牛腿式接缝构造是推荐采用的分段预制拼装大悬臂PC盖梁的较合理接缝构造。

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。

上海长江大桥预制拼装结构设计与施工要点

上海长江大桥位于长江入海口,全长16.571km。工程建设中大量采用了预制拼装技术,实现了高效、优质、快速、环保的目标。着重介绍了整孔预制吊装大跨度组合箱梁和预应力混凝土箱梁、节段预制拼装混凝土梁、预制吊装钢筋混凝土墩柱等的布置、结构和设计、施工以及预制方案。

短线法节段预制桥梁几何线形控制的坐标变换方法研究

为保证节段预制桥梁运用短线匹配法施工过程中的几何线形控制精度,针对现有坐标转换方法在节段预制桥梁线形控制中存在的不足,构建了7参数坐标转换模型进行节段坐标变换,并详细推导该模型的非线性最小二乘求解过程。根据平差处理结果进行节段位置的误差分析,进而指导后续的节段纠偏过程,保证拼装后的线形精度满足设计和施工要求。为验证该方法的正确性和有效性,在郑许市域铁路许昌段工程中应用该坐标变换方法进行节段预制桥梁的几何线形控制,选取直线段和曲线段桥梁进行坐标变换对比分析。实验结果表明,提出的基于非线性最小二乘的坐标变换方法比现有Bursa模型方法精度更高,能够满足实际工程中线形控制精度要求,并能适用于各类型的桥梁线形控制。

城市高架桥节段箱梁新型预制工艺研究及应用

通过对箱梁节段预制一般采用的长线法和短线法各自的特点进行介绍,结合工程实例,提出了将两种方法融合在一起的新方法,并阐述其工艺原理、施工流程、质量控制,以及采用该方法时模版系统的设计与实施。

混凝土预制节段梁不同厚度胶接缝抗剪试验研究

预制节段梁在悬拼过程中会出现不等厚度的接缝胶,为了探究胶厚度对接缝抗剪刚度及抗剪承载力的影响特征,文章以胶接缝厚度(1、3、8 mm)和接缝类型(湿接缝和单键齿胶接缝)为试验参数,开展接缝抗剪性能的试验研究。结果表明:胶接缝厚度增加,接缝区域的抗剪强度未出现衰减行为,试件的抗剪承载力未出现随胶接厚度增加而减小的情况;数字图像相关(digital image correlation, DIC)变形测量结果表明,胶接缝的部位先产生变形,但是随着荷载增加,后期从单键齿混凝土根部先破坏产生裂缝,能量从混凝土根部裂缝处释放;相关计算公式不考虑环氧胶对试件抗剪强度的影响,对于试件的抗剪强度,预测1 mm胶接缝试件精度较高,但预测3 mm及以上试件时偏差稍大。

构件拼接胶在桥梁拼接工程中的应用研究

预制装配式桥梁随着社会的发展应用越来越广泛,拼接胶在此类工程中扮演着重要角色。在南昌洪都大道快速化改造工程预制节段梁拼接过程中,采用了江苏苏博特新材料股份有限公司的PJ10构件拼接胶。结合南昌高温多雨的气候环境,工程采用具有夏季高温可施胶时间长、雨季潮湿基面高粘结,冬季早强性能好的定制化构件拼接胶产品,保证工程顺利进行,保障工程质量。