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。

预应力混凝土小箱梁单梁静载试验研究

荷载试验作为桥梁交工验收的必要手段,可有效评价桥梁结构的整体受力性能、桥梁结构设计是否合理、桥梁施工质量情况、桥梁结构承载能力等,并为桥梁运营阶段的维修、养护和管理提供原始数据。本文通过对某公路实际桥梁预制的2片20m跨径预应力混凝土小箱梁进行单梁静载试验,现场测得2片小箱梁关键截面的挠度、应力数据以及裂缝发展情况,并结合相关标准规范,验证了现场预制的2片20m跨径预应力混凝土小箱梁的受力性能满足设计要求,进而判断桥梁结构刚度、裂缝、强度等指标满足规范要求,研究成果可为同类工程提供参考和借鉴。

梯级变幅交变荷载下伤损RC梁静动力性能全过程演化

以客货共线铁路旧桥为背景,采用MTS双作动器同步加载,研究伤损RC梁在梯级变幅交变荷载下的静动力性能全过程演化。结果表明:裂缝、残余变形集中在各级应力水平提升之初扩展或累积;加载全过程,随疲劳次数、应力水平的增加,纵筋、混凝土的应变分别呈先增后降再增加、单调增加的演化特点;梁体抗弯刚度存在明显伤损退化(整体呈三阶段特征),竖向、横向各阶自振频率均存在不同程度降低、1阶阻尼比均呈增大趋势;纵筋应变、混凝土应变、梁体变形均存在动力放大效应,跨中对应的动力放大系数平均值分别是1.188、1.108、1.023。本研究可为RC铁路旧桥科学管养提供参考,能为建立基于自振频率的筋材疲劳断裂评估方法提供潜在路径。

基于有限元分析的预应力混凝土连续箱梁桥静载试验应用研究

【目的】桥梁作为交通的关键节点,承担着与日俱增的交通流量压力,同时还要承受违法超载车辆带来的损害。桥梁技术状况直接关系到交通和人身安全,桥梁静载试验便显得尤为重要。【方法】通过桥梁静载试验工程实例,基于有限元建模分析,制订试验方案并进行现场试验,将有限元模拟数据和现场试验数据进行对比分析。【结果】结果表明,模拟数据和试验数据结果吻合,符合规范要求。【结论】基于有限元分析的静载试验在桥梁检测中的良好应用效果得到了验证,为既有桥梁工程的健康监测和管养维护提供支持,为桥梁的安全评定提供依据。

多次冲击下RC梁损伤特征及剩余承载性能研究

极端条件下工程结构会受到反复冲击荷载作用,深入理解多次冲击作用后RC梁的承载性能演化规律对于工程结构安全服役至关重要。对5片RC梁进行了单次、多次落锤冲击和四点弯曲静载试验,研究了冲击次数、冲击次序和冲击能量对RC梁冲击动力响应和累积损伤特征的影响,基于剩余承载力、剩余刚度、剩余延性和塑性变形能等指标讨论了不同冲击加载方案下损伤RC梁的剩余性能演化规律。研究结果表明:在累积冲击能量相等的情况下,单次大能量冲击比多次小能量冲击造成的RC梁冲击区域局部损伤更严重,其剩余承载性能下降幅度更大,冲击塑性损伤耗能占比更高;累积能量相等但是首先进行大能量冲击的情况下,RC梁的承载性能劣化更为严重,后续静载耗能能力显著降低;累积冲击能量的增加会使构件的损伤程度和剩余承载性能劣化程度加剧,当构件的累积冲击位移接近或者超过构件静载极限状态的竖向位移时,RC梁性能退化显著,已不适于继续加载。

变截面波形钢腹板连续梁的抗弯性能试验研究

为研究变截面波形钢腹板连续组合箱梁的抗弯性能,本文使用液压伺服系统通过逐级加载的方式,对一片三跨波形钢腹板连续模型梁进行了静力试验,研究了在对称荷载与偏心荷载作用下波形钢腹板连续箱梁的破坏模态和变形、不同截面上应变分布、体外预应力束增量以及极限承载力等,从而明确波形钢腹板连续组合箱梁的破坏失效过程。研究结果表明:在弹性范围内,边跨与中跨的混凝土顶底板纵向应变呈线性变化,符合箱梁理论中提出的“拟平截面”假定;中跨偏载作用下,边跨处的偏载效应大于中跨,这不仅与边跨跨径较短有关,同时与横隔板数量和位置有关。试验梁的开裂荷载为破坏荷载的30%,中跨与边跨挠度变化速率均在底板混凝土开裂后变大,边跨跨中混凝土顶底板应变在中支座开裂后应变发生突变,增长速率变大,并一直持续至加载结束;最终破坏时刻,在中跨加载点位置混凝土顶底板出现斜向裂缝并发生断裂,钢腹板发生屈曲破坏;体外预应力筋在破坏阶段承载了较高的应力,对模型梁的抗弯性能贡献较大。试验研究成果可为波形钢腹板连续组合箱梁的工程应用提供一定参考。

超期存放30m预制预应力小箱梁裸梁静载试验分析

对于预制预应力梁体,可以通过裸梁的静载试验判断梁体的质量。通过实际依托工程,对存放时间较长的7片30m预制预应力小箱梁进行裸梁静载试验分析,从而判断这7片梁体能否继续使用。通过裸梁静载试验和外观综合评定,结果表明,虽然7片试验箱梁的整体强度和刚度均能设计和规范要求,但其中两片梁梁腹板应变沿高度方向分布情况存在一定程度的异常,纵向裂缝上、下侧的应变也存在明显的差异,建议不再使用。通过该实际裸梁静载试验项目,能够对该类型的静载试验提供一定的参考。

预制预应力混凝土箱梁典型质量缺陷试验研究

【目的】为存在缺陷的预制预应力混凝土箱梁的单梁承载能力判定提供数据依据及建议。【方法】依据公路桥梁荷载试验规程确定试验方案,对一批存在缺陷的预制预应力混凝土箱梁进行单梁静载试验。【结果】试验梁在等效荷载作用下:L/4截面挠度校验系数是0.34~0.56,L/2截面挠度校验系数是0.51~0.67,3L/4截面挠度校验系数是0.41~0.55,各截面相对残余挠度是-13.02%~9.42%;L/4截面各测点应变校验系数是0.67~1.77、0.48~0.79、0.56~0.88,L/2截面各测点应变校验系数是0.54~1.30、0.43~0.79、0.51~0.89,3L/4截面各测点应变校验系数是0.77~1.56、0.42~0.80、0.53~0.85,各截面1#测点相对残余应变是-20.95%~34.91%,各截面2#、3#测点相对残余应变是-2.46%~18.70%。【结论】存在缺陷的预制预应力混凝土箱梁的受力特征已改变,箱梁在同一截面应变比例失调,向着箱梁顶板腹板交接区域集中。箱梁随缺陷影响程度的增大而导致应变校验系数或相对残余应变超过规范限值。同一箱梁,缺陷对应变的影响程度大于对挠度的影响程度。

重载作用下索-桁架加固结构体系试验研究

溪洛渡±800千伏特高压直流输电工程建设过程中,需要通过公路运输大件设备,这些设备的重量已超过途经桥梁的极限承载力,需要进行临时加固。基于此,介绍了一种重载作用下的桥梁加固技术——索-桁架加固结构体系,该体系主要由预应力钢绞线和桁架组成,通过张拉钢绞线使桁架产生顶升力以抵消桥梁板自重,达到加固桥梁的目的。为了验证该体系的合理性以及加固效果,进行了足尺试验研究,模拟了重型车辆通过一跨桥梁的整个过程,考察了桥梁板加固前后结构响应的变化,研究了钢绞线穿过多个滑轮组后的预应力损失。试验结果表明,采用索-桁架加固结构体系可以部分抵消桥梁板自重,改善桥梁板内力分布,有效提升结构承载力和刚度,桥梁板在加固后以及加载时上下表面均未发生开裂;滑轮组作为转向装置可以有效传递钢绞线内力,穿过多个滑轮组后钢绞线内力损失不大。

超高性能混凝土薄层加固法在槽形梁桥中的应用

预应力混凝土槽形梁桥的主梁连接板在运营过程中易产生开裂病害,为修复桥面板的裂缝,改善桥梁受力,提出超高性能混凝土(UHPC)薄层加固法(在桥面板底部浇筑1层UHPC,与原结构整体受力),以沪嘉高速公路蕰藻浜大桥加固项目为背景,论述该方法在该桥加固中的应用。为检验加固效果,采用ANSYS建立甲式桥面板(槽形主梁连接板)的局部有限元模型进行应力分析,并通过荷载试验分析甲式桥面板加固前、后的受力及变形。通过理论和试验分析可知:加固后,在车辆荷载作用下,甲式桥面板的横向应力降至0.5 MPa以下,UHPC层拉应力为2.5MPa;甲式桥面板的横向应变降低了约65%,竖向挠度降低了约60%;UHPC层的应力实测值与有限元理论值基本一致。说明UHPC薄层加固法可有效改善桥面板受力,提高桥面板的刚度,减小桥面板的挠度。

自锚式悬索桥有限元分析模型建立及静载试验分析

目的对某自锚式悬索桥进行对比研究,确定合理的有限元分析模型,为桥梁现场试验提供指导.方法对该自锚式悬索桥的钢箱加劲梁分别采用板单元、既考虑弯曲又考虑剪切变形的梁格单元以及只考虑弯曲变形的梁格单元建立3种有限元模型,在结构自重情况下将有限元模型的计算结果与实测结果进行对比,给出合理的有限元分析模型.结果在自重及静载试验情况下,板单元模型计算给出的顺桥向各吊杆应力值较均匀;两种梁模型给出的顺桥向各吊杆应力值相差较大,尤其是桥梁两端吊杆的应力明显小于其他吊杆的应力.静载试验中,吊杆中的最大应力值是873 MPa,符合规范要求;桥面与各吊杆连接点处的沉降值都是板单元模型最小,两种梁模型的较大,最大沉降量都为2.7～3.0 cm.结论采用板单元模型模拟钢箱加劲梁比采用梁单元模拟更合理.静载试验下,吊杆最大应力满足规范要求,结构安全.静载试验预测给出的桥面与各吊杆连接点处的沉降量可用于自锚式悬索桥的现场试验.

PPC箱梁节段模型的试验研究

介绍了广珠线沙口大桥PPC连续梁 0号节段模型试验 ,同时对该节段模型梁进行了三维空间有限元分析。试验与计算结果表明 :在最不利荷载组合下 ,节段模型未出现任何由荷载引起的可见裂缝 ;箱梁顶板板顶内存在非常明显的剪力滞效应 ,而该顶板翼缘外侧是可能最先出现开裂的地方 ;原桥具有足够的安全储备。

铁路预应力混凝土矮塔斜拉桥索梁锚固构造选型与力学性能研究

为优化铁路预应力混凝土矮塔斜拉桥索梁锚固形式,以成昆铁路攀枝花金沙江大桥为工程背景,提出新型索梁锚固形式-梁顶锚固结构,用以改进其锚固受力性质,利用大型有限元软件ANSYS对比分析该种新型受力形式与传统锚固结构受力性能的区别,并通过缩尺模型静载试验进一步验证该方法的可行性。结果表明:梁顶混凝土锚固结构的各向应力指标均优于传统锚固结构,其锚固点与腹板形心处同一垂直面,大幅减小了横向偏心弯矩和次应力,更有利于应力传递平顺。此外,现场试验显示各测点相对残余应变均小于20%,与数值模拟结果基本一致,验证了有限元模型的合理性。综上所述,新型索梁锚固形式在试验荷载下处于正常弹性工作状态,在设计索力工况下能够满足正常使用要求,并具备足够安全储备。

钢筋混凝土梁健康状况快速动态测试

提出了附加荷载动态测试钢筋混凝土梁健康状况新方法。利用杆件结构有限元动力分析计算,并通过模型梁试验,建立起简支梁在附加荷载作用下振动特性与破损模态之间的关系。研究了不同附加荷载下混凝土梁的频率变化规律,通过对梁进行不同荷载等级下静载和动载的交替试验,研究了混凝土梁从完整到破坏的频率变化规律。实现了简支混凝土梁健康状况无损快速检测。

广州大桥主桥静载试验与分析

对广州大桥主桥进行了静载试验,将试验数据与ANSYS空间实体有限元模型的计算结果进行了对比分析,结果表明实测的桥梁纵向挠度分布曲线和各主梁应变横向曲线与理论计算结果一致,结构具有较好的变形恢复性能,该桥整体性能基本满足设计要求.

钢筋混凝土T梁桥损伤检测、加固与承载力评定

对一座长期运营的3跨钢筋混凝土T梁桥实施了损伤检测、加固与承载力评定。首先通过常规检测评估旧桥的总体状况,并发现上下部结构的病害。然后根据新的设计荷载要求对旧桥进行加固,主要针对全部T梁的裂缝实现封闭处理后,再采用碳纤维复合材料进行加固。随后基于静载试验实测了加固后桥梁关键部位的挠度和应变,同时结合环境振动试验得到桥梁基频,以此评价整体刚度情况。最后基于静动载试验结果和相关规范,评定该桥的承载力。结果表明,采用封闭裂缝后碳纤维布加固,可以有效提高旧桥承载力,同时结合静动载试验结果可以判断该桥加固后符合新的设计荷载要求。

鹤大高速红岭高架桥病害分析及加固设计研究

鹤大高速红岭高架桥为5跨预应力混凝土连续刚构箱梁桥,经过多年运营,检测发现该桥右幅出现了主梁跨中下挠、腹板斜裂缝、顶板纵向裂缝等病害。为了解病害原因及结构受力状态,对病害原因进行分析,并进行荷载试验,在此基础上进行维修加固设计研究。结果表明:弯剪作用引起腹板斜向开裂,横向弯矩过大引起顶板开裂,预应力径向作用过大造成底板开裂。该桥上部结构校验系数大部分大于或接近于1.0,正截面抗拉强度不满足设计荷载要求;采取顶板加厚、腹板加厚、底板增设横梁以及张拉体外预应力加固设计。数值模拟分析显示加固后箱梁顶、底板最大压应力有效降低,安全储备增加,主应力得到明显改善。加固后第3跨L/4、L/2、3L/4截面分别上挠14.34,0.34,12.61 mm,结构受力满足现行规范要求。

基于刚度降低的大跨径预应力混凝土(PC)连续箱梁桥跨中挠度分析

为了研究大跨径预应力混凝土(PC)连续箱梁桥刚度降低对跨中挠度的影响。首先,通过一组小梁试验,总结了简支梁在集中力作用下的裂缝发展及分布规律;其次,建立了三个不同跨径的三跨连续箱梁桥有限元模型,采用跨中向两侧逐步降低单元刚度的方法模拟损伤,在集中力作用下跨中挠度呈现了"快速发展-缓慢增加-加速下挠"的变化规律。同时,计算了某实桥在预应力降低的条件下跨中挠度的变化情况;并提出了顶底板的预留预应力束张拉位置的建议。

单箱双室连续箱梁桥荷载试验研究

结合某单箱双室预应力混凝土连续梁桥工程,介绍了该桥静力荷载试验的内容与方法,其中包括测点布置、荷载布置、加载制度以及试验结果与计算结果的对比分析等。通过静力荷载试验来测试桥跨结构强度、刚度,以检验桥跨结构在正常使用状态下的承载能力和结构变形是否符合设计要求。试验结果表明:该桥结构处于正常受力状态,结构刚度、强度均满足规范要求。

大跨箱型变截面连续刚构桥静载试验分析

介绍了大跨箱型变截面连续刚构桥静载试验的内容、检测方法。通过对箱型变截面连续刚构桥的理论计算和试验结果的对比分析,对桥梁结构的力学性能和变形性能指标做出了综合评价,为桥梁运营后的养护与维修提供可靠的技术资料。