预应力混凝土箱梁桥底板空间折角效应研究
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混凝土箱梁预应力缺陷效应模拟分析通过对预应力混凝土箱梁的预应力缺陷对桥梁结构影响的研究,为桥梁预应力施工的重要性提供理论依据,同时为评价预应力缺陷的影响大小提供理论参考。
具有重要的理论和现实意义以及广阔的市场前景和应用价值。
本文针对预应力混凝土箱梁的预应力缺陷做出了以下研究:在文章的开始阶段研究了预应力混凝土箱梁的特点及发展情况,然后据此提出其在发展过程中出现的一些病害,并对引发病害的原因进行了分析。
得出结论,预应力缺陷是引起病害的主要原因之一。
所以,研究存在哪些预应力缺陷、预应力缺陷产生的原因、如何控制预应力缺陷以及如何模拟分析预应力缺陷成为本文的研究方向。
然后介绍了其中一种预应力缺陷—混凝土箱梁预应力不均匀。
明确了预应力不均匀度的概念,提出了使用同束和同断面不均匀度来评价预应力的不均匀程度。
使用数据表明在现有施工条件下预应力钢绞线锚下有效预应力的分布具有严重的非均匀性。
引起我们对钢绞线锚下有效预应力均匀度的重视。
然而同束或者同断面预应力不均匀度并不是唯一可以评判预应力不均匀的标准,本文提出使用各单根钢绞线锚下有效预应力的平均值-均值和各单根钢绞线锚下有效预应力偏离平均数的距离的平均数-离散程度更加能反映钢绞线锚下有效预应力的不均匀程度。
在预应力损失方面,由于缺乏预应力损失与截面应力之间关系的研究,本文首次从应力的角度入手,建立有限元模型,使用模型计算并与实测数据对比,并对施工阶段某截面进行受力分析,计算得出预应力损失与截面应力之间的关系,并提出使用残余率来评价预应力损失的大小。
接下来介绍了预应力精细化施工技术。
这项技术是目前可以较有效控制施工过程中预应力施工病害的最好方法,在施工中具有重大的意义。
主要包含内容有:锚具及其安装就位质量控制、钢束的梳编穿束工艺、预应力张拉施工以及有效预应力检测控制与智能化系统。
预应力混凝土曲线箱梁桥支座布置效应研究的开题报告摘要:本文研究了预应力混凝土曲线箱梁桥支座的布置效应。
通过对前人研究成果的综述,发现了目前存在的问题,如大跨度梁的支座应力不均、变形超限等。
针对这些问题,本文设计了三个不同的支座布置方案,并进行了有限元分析。
通过对比不同方案的应力分布、变形等指标,得出了最优的支座布置方案。
关键词:预应力混凝土曲线箱梁桥;支座布置效应;有限元分析一、研究背景和意义预应力混凝土曲线箱梁桥作为一种大跨度桥梁结构,在公路、高速公路、铁路等交通领域得到了广泛应用。
它具有自重轻、刚度好、荷载承载能力强等优点,是一种比较理想的交通建筑。
但是,在工程实践中,梁的支座布置往往会影响梁的应力分布和变形等参数,从而影响整个桥梁的承载能力和使用寿命。
因此,对预应力混凝土曲线箱梁桥支座布置效应的研究意义重大。
通过分析支座布置对梁的应力分布和变形等参数的影响,可以为桥梁的结构设计和建设提供科学依据。
二、研究现状及存在的问题目前国内外对预应力混凝土曲线箱梁桥支座布置效应的研究比较少,存在的问题主要包括:(1)大跨度梁的支座应力不均:在支座布置不合理的情况下,梁的支座应力不均,可能导致部分支座的应力过大,进而影响桥梁的使用寿命。
(2)梁的变形超限:支座布置不合理会导致梁的变形超限,进而影响桥梁的承载能力。
三、研究内容和方法本文的研究内容为预应力混凝土曲线箱梁桥支座布置效应。
为了分析支座布置的效应,本文设计了三个不同的支座布置方案,分别为“等距布置”、“交叉布置”和“斜向布置”。
针对这三个方案,本文采用有限元分析法进行计算。
通过对比不同方案的应力分布、变形等指标,得出了最优的支座布置方案。
四、预期结果和实际应用通过本文的研究,可以得出最优的支座布置方案,为预应力混凝土曲线箱梁桥的结构设计和建设提供科学依据。
同时,本文的研究成果可用于实际工程中的支座布置方案设计。
五、结论本文的研究表明,在预应力混凝土曲线箱梁桥的设计中,支座布置对桥梁的应力分布和变形等参数的影响十分重要。
2011年1期(总第73期)基金项目:山东省交通科技创新计划项目(2009Y14)。
作者简介:常书晔(1974-),男,山东枣庄人,高级工程师,研究方向为公路与桥梁工程。
尽管我国在曲线梁桥的理论和应用方面已取得了较大的成果,但由于曲线梁这一结构的受力状况较为复杂,国内相当数量的曲线桥在设计中还存在较多问题,如对扭转、平面内变形等问题的分析欠全面,支承等设计细节还存在不少问题,特别是部分曲线梁桥在通车后不久就出现内侧支座脱空的现象,严重者甚至出现倾覆的苗头。
本文以枣木高速公路木石段改造工程木石互通立交A 匝道桥为工程背景,采用有限元软件对支座的位置调整对弯箱梁桥的支反力和内力的影响效应进行分析,以优化该类桥型的支座布置,避免在使用过程中因支座位置的不合理而引发相关病害。
1工程概况枣木高速公路木石段改造工程木石互通立交A 匝道桥跨径布置为(3×25)+(25+35+25)+(3×25)m ,上部采用预应力混凝土连续箱梁,下部采用U 台、柱式墩,基础除4、5号墩采用桩基础外其余均采用扩大基础。
图1A 匝道桥第一联支座布置示意图本文选取的研究对象为A 匝道桥第一联。
该联曲线半径90m ,经计算得到圆心角为49.25°。
原设计支座布置如图1所示,其中横桥向的中间支座采用单向支座,内侧及外侧支座均采用双向支座;上部结构箱梁为单箱三室截面,支点及跨中横断面如图2所示。
图2跨中及支点横断面示意图/cm2有限元计算模型本文分析重点为支座间距调整对支反力及内力的影响效应,并不涉及到对细部截面应力应变的研究,因此,基于“曲线梁单纯扭转理论分析的假定”,采用Midas civil 有限元分析软件建立单梁模型,多支座的模拟采用主梁与支座顶点之间刚性连接,在支座厚度范围内采用相应支座的刚度弹性连接来实现。
截面尺寸及混凝土、预应力钢束的材料属性均按照原设计资料采用,按照原设计支座位置建立的A 匝道第一联有限元模型如图3所示。
V型支撑预应力钢筋混凝土连续刚构桥空间效应分析及其
试验研究的开题报告
一、研究背景
在现代交通建设中,钢筋混凝土连续刚构桥作为常见的桥梁形式,其承载能力和空间效应成为工程设计和研究的重要方向。
其中,V型支撑预应力钢筋混凝土连续刚构桥作为一种新型结构体系,其结构特性和空间效应需要进行深入探究。
二、研究目的
本研究旨在通过理论分析和结构试验,探究V型支撑预应力钢筋混凝土连续刚构桥的空间效应,并对其结构承载能力进行验证和分析。
通过研究,提高V型支撑预应力钢筋混凝土连续刚构桥的设计和施工水平,为实现安全、可靠和经济的桥梁建设提供技术支持。
三、研究内容和方法
1.通过文献研究和理论分析,探讨V型支撑预应力钢筋混凝土连续刚构桥的结构特性,以及V型支撑的空间效应和预应力钢筋的作用机理。
2.采用有限元方法建立V型支撑预应力钢筋混凝土连续刚构桥的数值模型,并分析结构在不同工况下的受力情况和空间效应。
3.设计并进行V型支撑预应力钢筋混凝土连续刚构桥的结构试验,验证理论分析结果,并对实测数据进行分析和处理,从而得出结构的承载能力和空间效应。
四、研究意义和预期成果
通过对V型支撑预应力钢筋混凝土连续刚构桥的空间效应和承载能力进行深入研究,可以为其设计和施工提供科学依据,并为钢筋混凝土连续刚构桥的优化设计和建设提供参考。
预计研究将得出V型支撑预应力钢筋混凝土连续刚构桥结构特性、空间效应和承载能力的关键参数,并生成有效的结构设计和施工指南。
预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应分析预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应分析随着经济的快速发展和城市交通需求的增加,桥梁成为城市交通发展的重要组成部分。
而预应力混凝土连续箱梁桥因其优异的性能和经济性,在现代桥梁工程中得到了广泛的应用。
然而,随着桥梁使用年限的增加,预应力混凝土连续箱梁桥在使用过程中会产生徐变效应。
徐变是指材料在长时间持续加载下产生的变形,其主要是由材料的内部结构和外部环境的影响所引起的。
对于预应力混凝土连续箱梁桥而言,徐变效应可能会导致桥梁的变形、应力分布不合理,从而影响桥梁的安全性和使用寿命。
首先,预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应对桥梁的变形产生了影响。
在长时间使用中,预应力混凝土连续箱梁桥的徐变现象会导致桥梁的整体变形增大,从而影响桥梁的平顺性和舒适性。
徐变效应不仅会导致桥梁本身的变形,还可能引起桥梁与周围结构的不协调,进一步影响整个桥梁的稳定性。
其次,徐变效应还会影响预应力混凝土连续箱梁桥的应力分布。
在预应力混凝土连续箱梁桥中,徐变效应使得材料的刚度降低,从而导致桥梁上的应力不再均匀分布。
这种不均匀分布可能会引起结构上的局部过载,加剧桥梁的疲劳破坏。
此外,桥梁的徐变还可能导致桥面板与横梁之间的界面剥离,进一步加剧桥梁的应力不均。
为了解决预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应问题,可以采取以下措施。
首先,在桥梁的设计阶段需要充分考虑徐变效应,并合理选择材料和预应力的大小,以减小徐变引起的变形和应力不均匀分布的影响。
其次,在施工过程中需要严格控制预应力的施加过程,防止徐变效应对桥梁的影响过大。
最后,在桥梁的使用阶段需要进行定期维护和检测,及时发现和修复徐变效应引起的问题,以保证桥梁的安全运行。
总而言之,预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应是影响桥梁安全与使用寿命的一个重要因素。
在桥梁设计、施工和维护过程中,我们应该充分考虑徐变效应的影响,并采取相应的措施加以解决。
只有在充分了解和控制徐变效应的情况下,我们才能确保预应力混凝土连续箱梁桥的安全可靠地运行综上所述,预应力混凝土连续箱梁桥的徐变效应对桥梁的稳定性和应力分布造成了不利影响。
预应力混凝土弯箱梁桥设计及实验研究随着社会经济的快速发展,城市高架桥及城市全互通立交桥在各大中城市中陆续出现。
由于城市中影响设计施工的因素较多,就不可避免的需要修建较半径大跨径的城市桥梁。
以往遇到这样的情况,往往是尽量在被交路中心设墩减小桥梁跨径,或采用钢结构形式,总是避免较小半径预应力混凝土弯箱梁桥的设计,这样势必会造成其他方面的损失(不必要的房屋拆迁、管道迁移,工程造价的大幅增加等)。
济南市顺河高架桥北延工程全长 4.12Km,全部采用高架桥型式。
路线起终点分别设北绕城互通立交和北园路互通立交,其中北园路立交为5层全定向立交,为当时山东省内规模最大、技术标准较高的城市内立交。
北园路作为济南市的东西向快速干道,要求桥梁跨越该路时既要注意交通畅通,也要考虑景观因素,因此立交主线桥和匝道桥必须一孔跨越。
经过预应力混凝土箱梁和钢箱梁的比选,钢箱梁因造价太高被放弃,决定采用三跨变截面预应力连续弯箱梁刚架结构。
其中A匝道桥平面设计线半径仅为112.3m,跨径组合为33+50+33=116m,箱梁底缘从根部到跨中按二次抛物线变化。
本桥采用两阶段支架对称施工,施工接缝设在边跨距中墩11m处,接缝处设置张拉横梁,中跨内设置三道构造横梁。
中墩墩柱为250x120cm圆倒角矩形断面,墩高14m,墩梁固结。
(见图一)图一桥梁纵横向断面图(尺寸单位:cm)本桥设计中分别采用了平面杆系(GQJS)程序、空间杆系(桥梁博士)程序和通用有限元(ANSYS)程序对施工过程和使用状态进行了计算分析,计算结果互相吻合良好。
计算采用以下工况,分别是:1)在支架上浇注50米主跨及边跨距墩顶11m悬臂段;2)待混凝土强度达到85%以后;张拉预应力钢束,张拉完毕后及时封锚灌浆;3)用联接器连接预应力钢束,在支架上浇注两侧边跨的22m合拢段;4)待混凝土强度达到85%以后;张拉预应力钢束,张拉完毕后及时封锚灌浆;然后拆除支架;5)安装护栏,浇筑桥面铺装;全桥形成。
预应力混凝土连续箱梁桥施工控制研究和温度效应分析的开题报告一、研究背景与意义近年来,随着城市快速发展和交通建设的加快,桥梁工程作为交通基础设施之一,其承载能力和耐久性要求越来越高。
预应力混凝土连续箱梁桥是一种新型的大跨度、高速公路和铁路建设中广泛采用的桥梁结构,其重量轻、自重小、刚度高、控制缝少、施工周期短等优点,使得它被越来越多的工程师和设计师所青睐。
但预应力混凝土连续箱梁桥的施工控制并不是一件容易的事情。
在施工过程中,需要对混凝土的流动性、预应力钢筋的张力、预压力的控制等多个因素进行综合考虑,以保证桥梁在使用过程中的安全和稳定性。
同时,预应力混凝土连续箱梁桥还存在着明显的温度效应,温度变化会导致桥梁结构的尺寸和形状发生变化,从而影响桥梁的使用寿命和安全。
因此,本研究旨在对预应力混凝土连续箱梁桥的施工过程进行研究和探讨,以解决桥梁施工中存在的问题,同时对桥梁在温度变化下的应变情况进行分析,为桥梁的设计和施工提供理论基础和工程实践指导。
二、研究内容和方法1. 研究内容本研究的具体内容主要包括以下几个方面:(1)预应力混凝土连续箱梁桥的施工控制方法和工艺分析;(2)预应力钢筋的预张力控制研究;(3)混凝土的流动性和养护控制研究;(4)预应力混凝土连续箱梁桥温度效应的分析和预测。
2. 研究方法本研究采用了实验分析和数值计算相结合的方法,具体包括以下几个方面:(1)通过现场实验对预应力混凝土连续箱梁桥施工过程进行观察和分析,以探讨其施工控制问题;(2)采用数值模拟方法对预应力钢筋的预张力和混凝土的流动性和预应力控制进行分析和计算;(3)对桥梁在不同温度下的应变情况进行实验和数值模拟研究,以探讨温度效应对桥梁的影响。
三、预期研究结果通过本研究的开展,预期能够取得以下几个方面的研究成果:(1)深入了解预应力混凝土连续箱梁桥的施工控制问题,并提出相应的解决方法和措施;(2)建立起预应力钢筋的预张力控制模型和混凝土流动性控制模型,为桥梁施工提供理论基础;(3)分析和预测桥梁在不同温度下的应变情况,为桥梁设计和使用提供参考和指导。
预应力混凝土梁的荷载效应与挠度性能研究1. 引言预应力混凝土梁是现代桥梁工程中常用的构造元素之一。
由于其独特的结构特点和预应力技术的应用,预应力混凝土梁在承载能力和变形性能上具有较好的表现。
本文将对预应力混凝土梁的荷载效应和挠度性能进行研究,并分析其中的机理和影响因素。
2. 预应力混凝土梁的荷载效应2.1 荷载作用下的应力分布在受到荷载作用时,预应力混凝土梁内部会出现应力分布的变化。
一般情况下,受拉区域的应力会减小,而受压区域的应力则会增加。
这是由于预应力钢束的预应力作用对混凝土的应力分布产生了调控作用。
通过精确的计算和测试,可以得出预应力混凝土梁内应力的具体变化规律。
2.2 荷载作用下的变形性能受到荷载作用后,预应力混凝土梁的变形性能也会发生变化。
通常情况下,梁的挠度会增大,而且增长速率较慢,表现出较好的变形控制能力。
预应力混凝土梁的变形性能与其预应力水平、截面形状以及混凝土的强度等因素有关。
3. 影响因素分析3.1 预应力水平预应力水平是影响预应力混凝土梁荷载效应和挠度性能的重要因素之一。
预应力水平较高时,梁的承载能力会增加,同时变形能力也有所提高。
但是,过高的预应力水平可能导致梁的开裂和变形超出设计要求,因此需要在设计时进行合理的预应力水平选择。
3.2 截面形状预应力混凝土梁的截面形状也对其荷载效应和挠度性能产生影响。
一般来说,矩形截面的梁在受荷载作用时,承载能力较高,但是其挠度性能较差。
而采用其他非矩形的截面形状,比如T形、I形等,可以改善梁的挠度性能,但承载能力有所降低。
3.3 混凝土的强度混凝土的强度是影响预应力混凝土梁性能的重要因素之一。
一般来说,混凝土的强度越高,梁的承载能力和变形能力越好。
但是,过高的混凝土强度可能导致混凝土开裂和使用材料成本增加,因此在设计时需要综合考虑。
4.通过对预应力混凝土梁荷载效应和挠度性能的研究,可以得出以下:•受荷载作用时,预应力混凝土梁内部的应力分布会发生变化,受拉区域的应力减小,受压区域的应力增加;•受荷载作用后,预应力混凝土梁的挠度会增大,但增长速率较慢,表现出较好的变形控制能力;•预应力水平、截面形状和混凝土的强度是影响梁荷载效应和挠度性能的重要因素;•在设计时需要综合考虑各种因素,选择合理的预应力水平、截面形状和混凝土强度,以满足工程要求。
混凝土箱梁设计中剪力滞效应分析的若干问题
混凝土箱梁设计中剪力滞效应分析的若干问题
近年来预应力混凝土箱梁桥在我国得到迅速发展,表现在跨度的增大和横截面构造的先进性,大量结构采用单箱单室大挑臂的薄壁结构.
作者:罗臣松谭科作者单位:罗臣松(贵州省桥梁工程总公司,贵州,贵阳,550000)
谭科(重庆市交通规划勘察设计院,重庆,404100)
刊名:黑龙江科技信息英文刊名:HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期):2009 ""(24) 分类号:关键词:混凝土箱梁设计效应分析。
刚构-连续组合梁桥箱梁底板空间受力效应及破坏分析摘要:笔者以一座近期发生底板崩裂事故的大跨刚构-连续梁桥为工程背景,采用平面有限元软件与空间有限元软件相结合的方法,进行合龙段附近空间应力分析以探明其破坏成因。
空间模型中模拟了三向预应力和预应力孔道,能够很好的考虑孔道对截面削弱的影响。
通过精细化分析最终得到了合龙段的空间受力特性,从而明确了底板纵向开裂及空鼓破坏的受力成因,该分析方法和结论可以为类似事故工程作为借鉴。
关键词:刚构-连续梁桥;合龙段;底板;崩裂破坏;空间效应0 引言近年来,国内多座连续刚构、连续梁桥发生了底板纵向开裂甚至局部空鼓、崩裂事故。
本文以一座近期发生底板崩裂事故的大跨PC刚构—连续组合梁桥为工程背景,该桥跨径布置为116+200+220+200+116米,上部结构采用变截面单箱单室箱梁。
主梁采用55号混凝土。
箱梁底板线形1.6次抛物线,设计荷载等级为汽车-超20级,挂车-120。
该桥于2005年通车,在2011年桥梁检测时发现该桥多个孔的跨中合龙段附近2~3个节段内箱梁底板存在纵向裂缝,其中一孔合龙段相邻右侧梁段底板混凝土有明显的胀裂空鼓,底板下层混凝土由波纹管处与顶层钢筋混凝土完全分离。
1 平面有限元整体计算首先对全桥结构进行设计验算以验证其设计合理性。
采用交通运输部公路科学研究所研发的公路桥梁设计系统GQJS V9.7建立了全桥平面杆系模型。
模拟了实际的施工阶段,考虑了结构自重、纵向预应力、收缩、徐变、温度、活载,基础沉降等荷载组合作用。
原桥按照85规范[1]设计,首先按照85规范对该桥进行施工阶段、正常使用极限状态、承载能力极限状态三方面设计验算。
施工过程中主梁出现的最大压应力为23.75MPa,出现在跨中主跨合龙束张拉的这一工况,发生在主跨跨中合龙段箱梁下缘,压应力数值较大,但并未超出85规范的限制。
其余状态验算均满足要求。
之后按照现行04规范[2]进行结构验算,抗弯承载能力验算结果为,次主跨L/2截面、中跨L/2截面的正截面抗弯承载力与荷载效应最不利组合值比较接近,安全度不大,但尚能满足04规范要求。
1 研究背景在实际工程中,混凝土结构由于受到荷载作用、温度变化、徐变收缩等因素影响,会使得结构中主拉应力超过混凝土极限拉应力,使得结构开裂。
其中荷载因素包括施工中的荷载和裂缝的成桥后的荷载,温度变化分为整体温度变化(年温差)和局部温差(日照)作用等。
由于这些作用的存在方式不同,将在不同阶段产生不同类型的裂缝,需要分别考虑。
目前混凝土箱梁桥出现的裂缝形式可以分为整体受力裂缝和局部受力裂缝。
整体受力裂缝主要表现为:箱梁跨中受弯时在地板受拉区产生的弯曲裂缝,腹板在受弯和受剪共同作用下主拉应力过大产生斜裂缝,支座处受负弯矩(或者预应力作用产生的负弯矩)在顶板产生的弯曲裂缝,弯曲裂缝延伸到腹板继续形成的斜裂缝等。
规范上对整体裂缝的出现给出了限制条件,并提供了验算的公式,即在弯矩作用下混凝土的拉应力在一定的范围内和控制受弯受剪主拉应力。
规范中也给出了局部受力裂缝的计算公式和限制方法。
局部裂缝主要表现在:翼缘在局部车辆荷载作用下在腹板交界处引起弯矩时产生的弯曲裂缝,张拉预应力时在平行于预应力方向形成的手拉裂缝等,局部混凝土受压产生的裂缝等。
规范中也是给出了受拉应力的限制值和受压应力的限制值来保证裂缝不发生或者裂缝的宽度在一定的范围内。
但由于规范中采用的经典分析方法认为箱梁为柔性梁,往往忽视了剪切变形的影响,已经不适用于新出现结构的发展要求,如叠合梁。
同时新材料的使用如FRP也对规范的计算方法提出了挑战。
同时规范针对结构六种受力方式(轴力,两个方向的剪力,两个方向的弯矩和扭矩)进行配筋时,配筋方法相互独立甚至矛盾,并且剪扭配筋理论体系尚不完善,造成当六种力共同作用相互耦合时,现行设计理论时常难以解释清楚,1混凝土箱梁出现了规范中不能给出解释的裂缝。
这些裂缝的出现将逐渐扩大并形成贯穿裂缝,对建筑物的质量和运行安全造成威胁,影响桥梁结构的耐久性。
在实际混凝土箱梁桥结构中,规范中缺失的验算项而引起的裂缝有:顶板斜向裂缝、底板斜向裂缝,底板斜向裂缝和腹板斜向裂缝连通、顶板八字形裂缝等。