大跨度铁路钢-混组合梁负弯矩区桥面板抗裂措施研究

为研究铁路荷载作用下大跨度钢-混组合梁负弯矩区桥面板开裂情况及抗裂技术,以某主跨168 m的铁路钢-混组合连续刚构桥为背景,采用MIDAS Civil软件对桥面板受力情况进行建模分析,并开展抗拔不抗剪连接件技术及预应力技术对桥面板抗裂性能影响的研究,结合抗裂措施工作原理及施工可行性,提出适用于减小负弯矩区桥面板裂缝宽度的实施方案。结果表明:采用普通栓钉连接、桥面板常规配筋条件下的钢-混组合梁,运营阶段主力及主力+附加力工况下负弯矩区桥面板裂缝宽度均不满足规范要求;墩顶处桥面板与0号块固结及非固结2种形式下,抗拔不抗剪连接件桥面板抗裂方案均不适用,抗拔不抗剪连接件的适应性受桥面板与0号块连接构造及桥面板整体与钢桁架上弦杆顶面连接形式影响较大;对桥面板配置纵向预应力筋能有效降低拉应力水平,设后浇带预应力筋张拉方案负弯矩区桥面板最大拉应力较桥面板浇筑成型后张拉预应力筋方案更低,更能充分发挥预应力效应,且便于工程实施,建议工程应用中宜控制湿接缝占比小于10%,预应力筋锚固断面拉应力突变值宜控制在2 MPa以内。

钢-混凝土组合梁抗裂性能的试验研究

为研究钢-混凝土连续组合梁的受力性能,特别是体外预应力对抗裂性能和刚度的影响,完成3根反向加载的简支组合梁和3根2跨连续组合梁的静力加载试验,其中包括2根在钢梁和混凝土板内折线布筋的体外预应力组合梁。试验表明:非预应力组合梁在负弯矩作用下的开裂荷载较低,连续梁在较低荷载下就会由于混凝土开裂而发生明显的内力重分布,且横向钢筋间距对裂缝间距具有一定影响;折线布筋的体外预应力组合梁开裂荷载增大,裂缝间距和裂缝宽度明显减小,且相同荷载下的挠度下降,说明体外预应力可有效改善组合梁的综合受力性能。此外,预应力作用对组合梁的滑移分布有较明显影响。

钢-混凝土连续组合梁非张拉预应力技术的关键参数分析

通过对2-5跨非张拉预应力连续组合梁各受力阶段的分析,研究了配重大小、配重施加的合理范围以及负弯矩区后浇混凝土长度等非张拉预应力技术中一些关键参数的设计计算方法,并初步探讨了卸除配重后,在使用阶段非张拉预应力连续组合梁负弯矩区裂缝宽度及梁跨中变形的计算方法,提出因实施非张拉预应力技术而引起的反向挠度,可通过将卸除配重的反向荷载转化为满跨均布＂等效＂荷载,然后计算该＂等效＂荷载作用下的挠度而得到.结果表明,采用这种＂等效＂荷载方法计算得到的挠度最大相对误差不超过15%,能满足实际工程的精度要求.

HRB500级钢筋用于先张预应力梁的非预应力筋的试验研究

通过采用HRB500级钢筋为非预应力钢筋的4根先张有粘结部分预应力梁的试验研究,验证了HRB500级钢筋在部分先张预应力梁中的平截面假定,分析了HRB500级钢筋的应力发挥程度、跨中挠度的变化规律以及梁的裂缝宽度及裂缝形态。研究结果表明:配置HRB500级钢筋为非预应力钢筋的先张部分预应力混凝土梁具有良好的预应力度,受弯破坏形态为塑性破坏,其正截面受弯承载力及开裂弯矩可按现行GB50010-2002《混凝土结构设计规范》的有关公式计算,而且HRB500级钢筋的抗拉强度设计值取fy=450 MPa时有足够的安全储备。

大跨度PC梁式桥下挠机理分析及钢束配置

针对悬臂施工PC梁桥施工过程中恒载和预应力的弯矩叠加过程进行了分解和对比分析,揭示了悬臂施工PC梁式桥下挠机理,并总结恒载零弯矩法在挠度控制中的不足,据此提出新的钢束配置方法.研究结果表明:新的钢束配置方法采用"大悬臂多配束,小悬臂少配束"的钢束配置形式,能保证大部分节段预应力弯矩可以抵消恒载弯矩,又能达到优于恒载零弯矩法控制跨中挠度的目的;将该法分别应用于主跨70 m刚构桥和主跨168 m连续梁桥,较原设计方案跨中挠度均明显改善.

大跨钢-混组合连续梁桥负弯矩区桥面板抗裂技术研究

为解决大跨钢-混组合连续梁桥负弯矩区桥面板的开裂问题,以某120 m主跨的钢-混组合连续梁桥为背景进行抗裂技术研究。采用MIDAS Civil 2020软件建立大桥空间杆系有限元模型,研究增强配筋技术、后浇成型技术、预应力技术以及抗拔不抗剪连接技术对桥面板抗裂性能的影响,并基于不同抗裂技术的工作原理和效果,提出适用于大跨钢-混组合连续梁桥负弯矩区桥面板的综合抗裂技术。结果表明:增强配筋技术可以有效控制裂缝宽度,但当配筋率超过0.015后,效果明显降低;采用后浇成型技术,调整混凝土桥面板的浇筑顺序可明显降低成桥时负弯矩区桥面板应力;张拉预应力筋可有效提升负弯矩区桥面板的预压应力水平;抗拔不抗剪连接件可显著降低活载下负弯矩区桥面板应力水平;采取优化桥面板混凝土浇筑顺序、在负弯矩区布置抗拔不抗剪连接件同时施加预应力、增加预应力锚固区的配筋率的综合抗裂技术,可明显降低负弯矩区桥面板拉应力,同时对桥梁结构的其他力学性能无明显影响。

预应力钢-混凝土连续组合梁抗裂度计算

根据基本假设 ,推导了预应力钢 -混凝土连续组合梁的抗裂度计算公式及简化计算公式 ,这些公式形式上能与现行的混凝土结构抗裂度计算公式相协调 ,并经过计算统计 ,提出了简单实用的钢 -混凝土组合梁负弯矩区截面塑性系数表 ,其计算结果与 8片预应力钢 -混凝土连续组合试验梁的实测结果吻合较好。研究成果已应用于工程设计。

高强螺旋肋钢筋预应力混凝土空心叠合板与底板开裂弯矩相关关系研究

通过计算分析与试验研究,分析了螺旋肋钢筋预应力混凝土叠合空心板与底板开裂弯矩相关关系,提出二者相关关系模式与实用计算方法,为该类空心叠合板设计与结构性能检验提供了新的方法与计算手段,可供有关规范及标准图集的编制和设计、生产、检验部门参考试用。

带板托预应力钢-混凝土连续组合梁抗裂度计算

根据文中的基本假设,推导了带板托预应力钢 混凝土连续组合梁的抗裂度计算公式及简化计算公式,其公式形式上能与现行的混凝土结构抗裂度计算公式相协调;经过计算统计,提出了简单实用的带板托钢 混凝土组合梁负弯矩区截面塑性系数表,其计算结果与11片预应力钢 混凝土连续组合试验梁的实测结果吻合较好.研究成果已应用于工程设计.

高层住宅楼板板角裂缝分析与处理

对高层预应力楼板端角斜裂缝进行了受力验算,从设计和施工两方面分析了其裂缝产生的原因,介绍了采取的处理措施,以减少这种质量通病的出现。

钢-混组合梁负弯矩区抗阻裂设计探析

钢-混组合梁作为近年来逐步推广的结构形式,可充分利用钢材的抗拉性能、混凝土的抗压性能,具有良好的技术经济优势。对于连续梁,支点附近截面在负弯矩作用下,混凝土桥面板处于受拉状态,其抗裂性能是控制组合梁受力性能的关键部位。通过有限元模型,对两种常用的抗阻裂方式进行计算分析,即分节段浇筑桥面板混凝土、桥面板张拉预应力钢束。首先,对分节段浇筑的桥面板内力及裂缝宽度进行计算,提出工程实践中适宜的分段范围,并计算分析了预应力混凝土桥面板的内力变化及应力水平;其次,对两种方式的技术经济性进行了综合比较。通过以上分析探究,明确了两种抗阻裂方式的优缺点。

钢-混组合梁桥负弯矩区混凝土抗裂设计研究

归纳总结了钢-混组合梁桥负弯矩区混凝土板的抗裂设计方法,并且通过有限元分析研究了各抗裂措施的应用效果和适用性。在计算负弯矩区混凝土裂缝宽度的公式上,各国规范考虑的因素不同,精确度也不等;基于工业化发展理念,通过有限元建模分析,认为各裂缝控制方法中的预应力钢束法不适用于工业化建设;支座位移法和预加静载法虽然具有一定抗裂效果,但施工便利性差,且有所掣肘;增强配筋法的抗裂效果明显,但适用的跨径范围有限;UHPC湿接缝法作为一种基于材料优化的新型抗裂手段,兼具力学、施工、经济优势,但仍在探索阶段。有关于钢-混组合梁桥的负弯矩区混凝土板开裂仍是一项需不断研究、解决的问题。

负弯矩作用下预应力钢-混凝土组合梁的受力性能

为了研究负弯矩作用下预应力钢-混凝土组合梁的受力性能,对3根组合梁试件进行了单调静力试验,其中包括非预应力组合梁、体内预应力组合梁和体外预应力组合梁各1根。试验结果表明:负弯矩作用下,3根试件的破坏均始于钢梁的受压屈服,在达到极限承载力时钢梁均发生了屈曲;与非预应力试件相比,体内预应力试件的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载分别提高了120%、35.1%和18.7%;体外预应力试件的开裂荷载较非预应力试件提高了24%,但屈服荷载和极限荷载略有降低;施加体内预应力可以有效地提高组合梁的极限变形能力,但对延性不利;施加体外预应力对组合梁的延性有一定的提高作用。

预应力型钢混凝土框架梁裂缝控制试验分析及计算

裂缝宽度控制的目的是保证结构的正常使用功能和结构耐久性能。在两榀预应力型钢混凝土框架竖向静力试验的基础上,对预应力型钢框架裂缝发生、开展和分布进行了详细的观测与分析。考虑次弯矩、次轴力的影响,基于现行混凝土规范的裂缝宽度计算原理,提出了全面考虑次内力的预应力型钢混凝土结构最大裂缝宽度计算公式,建议的计算公式概念明确,计算值与试验结果吻合较好,可作为在编国家行业标准《预应力混凝土结构设计规范》的参考。