移动模架施工的PC箱梁悬臂段空间应力分析

为了分析移动模架施工的PC连续箱梁悬臂端底板裂缝产生的原因及其影响因素,以在建某大桥(4×55m四跨一联PC连续箱梁桥)为工程背景,采用通用有限元软件ABAQUS建立悬臂段预应力混凝土箱梁空间有限元模型,对各荷载作用下的结构空间应力进行分析,并对底板横向应力影响参数进行了敏感性分析。结果表明:底板混凝土开裂的主要原因为箱梁悬臂段集中张拉纵向预应力引起的较大横向应力;底板厚度和底板预应力横向位置对悬臂端底板横向应力影响显著;混凝土泊松比仅对预应力锚点附近的横向应力影响较大;底板锚点力仅对底板中部横向应力的影响较大。建议通过优化纵向预应力布置、局部增加悬臂段底板厚度等措施,以减小底板横向应力。

预应力混凝土连续箱梁底板锚下裂缝分析

由OVM锚具和楔形齿板组成的锚固体系在我国预应力混凝土连续箱梁中的应用已经非常广泛,但是如果设计和施工过程中考虑不周,巨大的锚下应力将会导致箱梁底板开裂。本文以广东某预应力混凝土连续箱梁齿板前底板开裂为工程背景,对其进行有限元分析计算,并根据计算结果和工程实际情况从理论上分析了开裂的原因。最后,本文还提出裂缝的处理意见和改善设计的具体建议。

某大跨异型现浇预应力混凝土空心板结构分析

为准确计算空心板结构在荷载作用下的内力和变形,对比分析了采用拟板法、拟梁法、密肋梁法等简化计算模型与有限元实体分析模型的计算结果。结果表明,混凝土空心楼盖采用填充箱体对称布置时有着很好的各向同性性能,采用拟梁法和密肋梁法计算与框架柱相连的暗梁或拟梁时,其计算结果往往偏大很多,不宜直接采用。在此基础上,并进一步探讨了预应力筋的布置原则与方法。

钢筋混凝土桥梁底板裂纹成因的有限元分析

针对先张法预应力混凝土空心梁底板张拉施工工艺后出现纵向裂纹的现象进行分析,采用有限元软件AN-SY S仿真技术,从理论上分析了裂纹产生的原因,提出了切实可行的解决办法。

现浇钢筋混凝土空心无梁楼盖的有限元分析

目的分析竖向均布荷载作用下的现浇钢筋混凝土空心无梁楼盖的受力性能，计算其开裂荷载和极限荷载．方法应用ANSYS有限元软件对空心无梁楼盖进行了非线性有限元计算。分析了加载过程中的变形特征和裂缝形成、发展及在空心无梁楼盖上的分布规律．结果给出了空心无梁楼盖中点的荷载一挠度曲线图，开裂荷载为6．4kPa，极限荷载为15kPa；空心无梁板的板厚宜为短跨长度的1／25～1／30，上下保护层厚度不小于50mm；空心板管端净距宜为管长的1／6。不应小于80mm；暗扁梁的宽度宜为板跨的1／13～1／16，且不小于400mm；圆管直径可按构造设计．空心管管间净距不宜小于50mm．结论现浇钢筋混凝土空心无梁楼盖具有整体性能好、跨度大、不突出梁、增加房屋净空、自重轻、节约材料、降低造价、简化施工、施工周期短等优点。是一种新型楼盖．

预应力对超高性能混凝土声屏障单元板抗弯性能的影响

通过张拉HRB400级钢筋,对超高性能混凝土声屏障单元板施加预应力并进行抗弯加载试验,比较不同预应力度时超高性能混凝土声屏障单元板的抗弯性能;提出开裂弯矩计算式,并借助有限元软件ANSYS,对超高性能混凝土声屏障单元板的受力性能进行有限元分析。结果表明:在预应力要求较小的情况下,张拉HRB400级钢筋对超高性能混凝土施加预应力是可以实现的;随着预应力的增大,超高性能混凝土声屏障单元板的开裂荷载和刚度逐渐增大;预应力越大,则对单元板裂缝的限制效果越好,残余变形越小,但是延性劣化;开裂弯矩计算值与试验值吻合较好,开裂计算式可以有效预测预应力超高性能混凝土声屏障单元板开裂弯矩;超高性能混凝土声屏障单元板开裂荷载的试验值与模拟值吻合较好,约为行业规范中规定的在台风地区承受荷载不小于7 kPa的4倍,能很好地抵抗风荷载与列车行驶产生的脉动风荷载。

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。

有限元法研究现浇钢筋混凝土空心无梁楼盖的力学性能

通过对竖向均布荷载作用下的现浇钢筋混凝土空心无梁楼盖进行弹塑性计算,得到了它的开裂荷载和极限承载力,分析了它的变形特征和挠度分布规律,描述了裂缝的形成、发展和破坏模式.同时给出了空心板中点的荷载-挠度曲线图,并分析了不同荷载阶段的挠度变化特点.通过改变管端净距、暗扁梁宽度及管径大小,得出管端净距宜为管长的1/6且不应小于80mm,管间净距不应小于50mm,暗扁梁宽度宜为空心板跨度的1/13～1/16,并提出一些设计建议.

多因素作用下预应力混凝土简支空心板梁的裂缝评价

以断裂力学及断裂有限元相关理论为基础,用ANSYS有限元软件建立完整梁和带裂缝梁并对其进行静力分析.在不同荷载作用下,比较完整梁和带裂缝梁的挠度、拉应力、压应力和切应力等受力变化.在标定荷载作用下,分析裂缝长度、深度及宽度对主梁受力的影响,计算不同裂缝尺寸下的应力强度因子.结果表明:相同荷载条件下,带裂缝梁由于裂缝尖端存在应力集中,混凝土所受拉应力比同一完整梁明显变大;在常量荷载作用下,随着裂缝尺寸的增加,裂缝尖端应力场强度增大,应力强度因子增大,发生断裂的可能性增大;对于本文中带裂缝20m预应力混凝土简支梁来说,当裂缝宽度为0.25mm时,会发生脆性断裂,因此要控制裂缝宽度小于0.25mm.

服役预应力混凝土空心板梁抗剪承载性能

为分析服役多年的预应力混凝土空心板梁的实际抗剪承载能力及破坏模式,开展了先张法预应力混凝土空心板梁的试验研究和数值模拟.首先对某高速公路拆除的13 m空心板梁进行两点对称加载的破坏试验,然后利用有限元软件ABAQUS对加载全过程进行精细化数值模拟,分析了空心板梁的预应力损失以及后浇层、铰缝与预制梁间的黏结滑移行为对抗剪承载性能的影响.结果表明:服役近20 a的空心板梁抗剪承载力仍能满足规范的抗剪设计要求,并具有较好的延性,但安全富余量仅为6%;后浇层及铰缝对空心板梁抗剪承载力贡献达15%以上,但其与预制梁间的黏结滑移行为对抗剪承载力的影响较小;预应力损失虽会加快空心板梁的裂缝开展进程,但对抗剪极限承载力影响较小.

退役预应力混凝土梁受弯全过程分析及试验研究

为了解在运营若干年后预应力混凝土空心板梁的材料退化和受力性能,探讨其在抗弯荷载作用下的承载能力及破坏模式,以汀塘圩大桥为背景,对该桥2片服役11年的PC空心板梁的材料强度、结构退化等进行详细检测,并采用2对加载装置进行三分点对称加荷,从弹性阶段、开裂荷载直至构件破坏,对试验梁的变形性能、破坏机理和抗弯极限承载能力等受弯特性进行全过程分析及试验研究。结果表明:试验梁跨中极限位移可达计算跨度的1/42,呈现出明显的延性破坏特征,在服役11年后仍具有很好的延性及足够的强度。对于试验梁的抗弯极限承载力,将试验结果与现行桥梁规范及非线性有限元进行对比,证明了桥梁规范设计给出的板梁极限荷载计算公式的合理性。

某大跨径连续刚构桥底板崩裂后的结构损伤评估

为评估某大跨径预应力混凝土连续刚构桥[跨度为(96+132+96)m]底板崩裂后(崩裂长度最长为26.0m,崩裂厚度最大达30cm)的结构损伤程度,确定合理的处理方案,采用MIDAS Civil 2010建立全桥有限元模型,分析了桥梁各种损伤量化参数,建立了损伤模型,对损伤前、后主梁的顶、底板应力进行计算分析。结果表明,在主力+附加力作用下,损伤后主梁底板出现拉应力(0.25 MPa),桥梁损伤较为严重,不能满足《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》的设计要求。建议后续不仅要对崩裂底板进行修复,而且要对桥梁进行全面的加固改造(如设置体外预应力,增加顶板厚度等),以提高其整体刚度和承载力,保证桥梁结构后续运营的安全。

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。

预应力混凝土空心板梁端部应力的有限元分析

后张预应力空心板在我国已得到了广泛的应用。但在一些地方的施工过程中,空心板端部均出现了裂缝。用空间有限元分析的方法对空心板端块应力进行了分析,探讨裂缝产生的原因。

先张法预应力空心板梁加固后抗弯承载力有限元对比分析

依托某改扩建项目,分析既有先张法预应力空心的抗弯承载能力,对抗弯承载能力不足的既有桥梁,采用3种不同的加固方法,进行加固前后的承载能力分析.利用Ansys有限元分析软件,对3种加固方法采用相应单元进行模拟,对比分析各加固方法对梁体的加固效果,确定出最优的加固方案,为有限元方法对加固方案的模拟提供参考,为先张法预应力板梁加固方案的选择提供理论依据.

预应力空心板数值分析

高层建筑结构使用荷载相对较小,采用预应力混凝土空心楼板可减小结构层自重,有利于结构抗震且降低基础造价。而有效地安排孔道走向、合理布置预应力筋、选择适当的开孔率,便可用尽可能小的板厚达到其所需的跨越能力。本文考虑预应力混凝土空心板的构造特点,推导了进行板内力分析的各向异性有限元法公式。用在此基础上编写的壳体有限元分析程序进行算例比较,并提出了有关建议。

有限元分析在混凝土空心板计算中的应用

考虑预应力混凝土空心板的构造特点,推导了进行板内力分析的各向异性有限元法公式,用在此基础上编写的壳体有限元分析程序进行算例比较,说明了采用各向异性四边形壳体有限元分析现浇预应力混凝土非规则空心楼板的必要性与可行性。

既有简支空心板桥受弯荷载试验研究

结合两座跨径分别为13 m与16 m的简支空心板桥,开展了全桥受弯荷载试验研究。根据相关规范制定了试验加载方案,并基于新规范与老规范计算了试验荷载效率系数,通过对比分析试验测试数据与有限元分析数据,得出两座空心板梁桥在试验荷载作用下均处于弹性工作状态;最后,明确了有限元模型中是否考虑后浇混凝土层对空心板梁受弯计算结果的影响。

基于反拱行为的空心板桥横向体外预应力加固模型

同梁体内纵向预应力增设预拱度的原理,横向体外预应力也会使被加固的桥梁产生"反拱"现象,为明确该现象的产生机理,"反拱"程度的影响因素以及体外横向预应力对桥梁结构恒载和活载支座反力受力状况的评估,需对该加固方式进行进一步研究。针对上述问题文中基于铰接板法,在计入横向体外力产生的附加扭矩的条件下,建立了能获得横向预应力作用下各板反力分布的理论解析式,并采用有限元数值模拟手段,分别对体外预应力的大小、预应力筋布置高度、纵向布置间距、铰缝深度、铰缝损伤程度以及板梁片数等影响因素进行了量化研究,分析了该加固方式对桥梁活载和恒载的影响。结果显示,横向体外预应力作用引起的边板反力增大中板反力减小是"反拱"现象的内在原因,且与横向体外预应力大小、布置高度等加固方式的外在因素相比,铰缝深度、铰缝破坏程度等内在因素对支反力增量的影响程度更大;中板活载作用下,桥梁的反拱现象得到了一定程度的改善,各板受力更为均衡。提出了横向预应力加固方式更适用于大铰缝桥梁、铰缝破坏程度小于50%的桥梁,以及主要活载作用位置靠近中梁的窄桥,弥补了常规加固时仅以荷载横向分布改善状况作为单一指标的不足,为梁桥横向加固设计提供了理论指导。