节段施工混凝土箱梁接缝抗剪性能有限元分析

接缝是预制节段施工桥梁的重要部位,也是薄弱环节,接缝抗剪性能的好坏直接影响桥梁整体的承载能力,然而国内外针对接缝抗剪性能的研究并不多,也没有相应的设计规范。以广州地铁4号线高架区间30 m体外预应力简支梁桥的预制节段施工接缝截面为依托,运用通用有限元分析软件ANSYS进行非线性数值模拟,分析预制节段施工体外预应力混凝土...     

节段预制拼装桥梁接缝型式分析与实施方案建议

为改进施工质量,提高施工效率,控制环境影响,芜湖长江公路二桥近28km引桥及接线桥梁设计为节段预制拼装、全体外预应力混凝土连续箱梁桥。文章在对节段拼装接缝的构造特点和受力性进行系统分析基础上,对芜湖长江公路二桥后续的实施方案和试验计划提出了明确建议。     

预应力UHPC槽形节段与整体式混凝土板组合梁受剪性能

将预制的UHPC槽形节段通过干缝连接和预应力张拉形成槽形梁,再与整体现浇的混凝土板组合成的组合梁,称为预应力UHPC槽形节段与整体式混凝土板组合梁(PUCS-MCS组合梁)。它是一种能充分发挥不同材料的性能、施工方便且整体性能好的新型桥梁结构。为探究其抗剪性能,开展了9根模型梁的试验。分析了接缝数、接缝处剪力键数、剪跨比、UHPC钢纤维体积率、配箍率和纵筋率等参数对试件变形、破坏模式、抗剪承载力的影响;基于试验研究结果,提出了PUCS-MCS组合梁抗剪承载力计算方法。结果表明：PUCS-MCS组合梁均为剪压破坏,所有梁在开裂前的荷载-挠度曲线差异不大,在开裂后刚度不断下降;PUCS-MCS组合梁的抗剪承载力随接缝处剪力键数、UHPC钢纤维掺量、配箍率和纵筋率的增大而增大,随干接缝数量增加和剪跨比的增大而减小,其中影响最显著的是干接缝和剪力键,影响最小的是钢纤维掺量和配箍率,因此PUCS-MCS组合梁可不配箍筋,并可采用较低钢纤维掺量的UHPC。     

预制节段桥梁钢榫键接缝剪切性能及工法设计

接缝是预制节段桥梁的薄弱部位,为改善接缝力学性能、简化施工,针对预制节段桥梁设计一种钢榫键接缝。为研究钢榫键接缝剪切性能,设计6个“Z”形试件开展直剪试验。试验将剪力键类型(混凝土齿键、钢榫键)、接缝类型(干接缝、胶接缝)作为试验参数,对两种剪力键在直接剪切力作用下的裂缝发展、破坏模式、剪切位移、极限承载力、残余承载力进行试验研究。研究结果显示：钢榫键接缝的刚度和承载力明显高于混凝土齿键接缝,且试件开裂瞬间钢榫键接缝预压应力幅小,水平预压力体系相对更稳定。混凝土齿键、钢榫键胶接缝均出现直剪破坏,但钢榫键胶接缝直剪破坏后受力类似其干接缝,残余荷载与极限荷载比值大。基于节段梁传统施工方法,介绍钢榫键接缝利用短线法、长线法和模块化法施工的方法,并结合2片节段T梁工法试验验证了钢榫键接缝适用于工业化生产。     

体外预应力预制节段高强混凝土梁抗剪性能的试验研究

体外预应力预制节段高强混凝土干接缝梁(下文缩写为ETDJ-PHCSBs)凭借自重轻、施工便捷的优势,已经成为多数工程快速施工的有力竞争方案。在已有的研究中,针对预应力预制节段混凝土梁的抗弯性能的研究较多,针对其抗剪性能的研究相比较为匮乏,对ETDJ-PHCSBs的研究更少,而对于预应力预制节段梁而言,其抗剪性能较为薄弱,是桥梁设计中不容忽视的关键。本试验对包括1根体外预应力高强混凝土整体式简支T梁和4根体外预应力预制节段预应力高强混凝土简支T梁进行了四点加载抗剪试验研究。试验以施工方法、混凝土强度和剪跨比为主要研究参数。试验结果表明:提高混凝土强度可以有效地提高ETDJ-PHCSBs的抗剪承载力。所有试验的试件的剪跨比均与抗剪强度成反比,同等条件下,剪跨比越大,则试件的抗剪承载力越低。本研究成果可供桥梁设计借鉴和参考。     

节段预制拼装连续刚构在桥梁工程中的应用

广州市轨道交通十四号线高架桥梁标准段在国内创新首次大规模、长距离采用节段预制拼装连续刚构形式,上部结构采用预制节段拼装组合箱梁,下部结构采用薄壁墩。介绍了现浇法结合短线法节段预制梁胶拼、整孔架设、湿接缝及后浇段浇筑、整联箱梁预应力张拉的施工方法,为今后类似工程的施工提供借鉴。     

装配式大悬臂分段预应力混凝土盖梁抗弯性能研究

对盖梁预制拼装提出小剪力键分段预应力拼装方案,在此基础上设计2个试件,分别进行满载均匀加载和偏载加载。针对大悬臂盖梁的受力特性,提出大悬臂预制盖梁的循环加载方案,进行正常使用极限状态和模拟地震荷载阶段的加载。通过试验现象和试验数据,对裂缝发展、破坏形态及承载力等进行分析;研究受力类型对试件抗弯性能的影响,总结盖梁抗弯和抗扭的破坏规律。从荷载位移滞回曲线、接缝张开、普通钢筋应变、预应力筋应变及混凝土应变等结果,定量比较预制拼装盖梁加载工况下的特点。试验研究结果表明:分段预应力盖梁的拼接缝是盖梁的薄弱环节,偏心荷载作用下,素混凝土剪力键彻底剪坏,盖梁的极限承载力降低11%;分段预应力盖梁的开裂荷载安全系数为1.1,极限承载力安全系数为1.8。     

超大跨径UHPC连续箱梁桥接缝设计及模型试验

针对超大跨径UHPC连续箱梁桥,提出悬臂拼装法施工的牛腿式UHPC节段间接缝,并对其倾角、深高比、齿梁高之比进行优化设计,得到接缝牛腿最优水平倾角为0°~45°,深高比≥1/10,齿梁高比为1/3~2/3。利用优化结果设计制作一个双悬臂梁接缝模型,采用模型试验与数值分析相结合的方法,研究薄壁箱梁拼装节段腹板接缝的抗剪性能及横隔板对腹板接缝性能的影响。静力试验的结果与数值模拟分析的结果都表明:薄壁箱梁腹板接缝抗剪性能强,密集横隔板能提高接缝抗剪承载力,接缝角趾开裂应变达到455με,相应计算应力达14.71MPa,远大于普通混凝土的接缝强度,抗裂安全度可达1.63。     

体外预应力混凝土简支梁剪切性能试验研究

为了研究节段式体外预应力混凝土梁的剪切性能,采用剪跨比、配箍率、接缝类型、体内外预应力筋配比等参数进行了13根整体式和14根节段式(胶接缝和干接缝)体外预应力混凝土简支模型梁试验。描述了模型梁箍筋应力、体外预应力筋应力、挠度随荷载变化规律,以及破坏裂缝形成过程和破坏形态;分析了剪跨比、体内外预应力筋配比、接缝位置和数量及类型对梁剪切性能的影响。研究表明,节段式体外预应力混凝土梁的剪切性能和整体式梁有很大差异,接缝决定着剪切破坏形态与破坏裂缝的形成、较大削弱了梁的抗剪承载力、明显增大了破坏裂缝的宽度和梁体破坏时的变形;配置体内预应力筋能有效改善体外预应力混凝土梁的剪切性能;整体式体外预应力混凝土梁的剪切性能和一般预应力混凝土梁也有一些差异。     

梁的施工技术——大型设备吊装法(续)

3．3．8、4 节段梁拼装步骤 高架桥上部结构为预应力连续箱梁结构,施工时采用先简支后连续的方法,即在墩顶处预留湿接缝,每跨节段箱梁拼装完成后先张拉正弯矩预应力并支承在临时支座上,然后浇筑湿接缝混凝土,张拉负弯矩预应力与相邻跨箱梁形成连续梁结构。节段安装步骤如下：     

微膨胀混凝土在预制拼装箱梁湿接缝中的应用研究

混凝土表面泛碱生成的白色胶凝物质在潮湿环境下吸水膨胀,造成混凝土结构从内部胀裂,甚至破坏。预制拼装箱梁湿接缝处常出现表面泛碱质量通病,通常采用微膨胀混凝土进行预防泛碱质量通病。通过对采用微膨胀混凝土浇筑的预制拼装箱梁湿接缝和采用普通混凝土浇筑的预制拼装箱梁湿接缝分别进行收缩变形监测和外观检查,分析微膨胀混凝土对预制箱梁湿接缝泛碱质量通病预防程度。     

预制桥面板齿槽-U筋湿接缝受力机理分析

为改善装配式桥梁预制桥面系连接性能,提升施工效率,提出一种新型齿槽-U筋湿接缝构造。通过非线性有限元模型,从混凝土应变、结合面接触应力、U筋应力等方面分析了其受力机理,并对抗弯性能影响因素开展了参数化研究。结果表明：新型湿接缝弯曲破坏过程中,依次发生预制板齿槽根部混凝土开裂、结合面渐进损伤脱黏、U筋受拉屈服,最终因顶部混凝土压溃导致结构失效。模型存在明显的弹性段、弹塑性段和屈服段。所提出的湿接缝构造U筋传力可靠,极限荷载时已发生屈服。有齿槽模型开裂荷载较无齿槽模型提高30.1%。湿接缝模型抗弯承载力受U筋直径、桥面板厚度影响较大。湿接缝长度对裂后刚度与延性存在影响。     

体外预应力节段预制试验梁力学性能数值分析

提出一种有限元模型,用于体外预应力节段预制试验梁力学性能数值分析。该有限元模型用ANSYS通用分析软件中的SOLID65单元建立试验梁的3D实体模型,以接触单元模拟节段之间的干接缝,用节点耦合法实现体外预应力束与混凝土梁之间的连接。考虑混凝土材料非线性和几何非线性,通过数值模拟分析揭示试验梁的结构行为、混凝土接缝处的应力变化规律和裂缝张开情况。该有限元模型研究了预应力配束形式、体外预应力二次效应和转向处滑移对试验梁弯曲力学性能的影响。数值分析揭示了在荷载300kN以前,节段接缝处于受压状态;在300kN以后,裂缝张开是影响试验梁力学性能的主要因素。研究结果可用于预制节段桥梁的设计。     

大跨简支预制箱梁湿拼施工关键技术

本文先介绍了大跨度简支桥梁的预制节段的主要拼装技术,再以某工程特大桥为实例介绍了节段湿接缝连接、拼装和预制中的关键,通过采用大跨简支预制箱梁的湿拼技术不但可以保障拼装的质量,还可以有效的保障梁体的流畅,使工程的社会和经济效益得到保障。     

双向预应力混凝土钢桁架叠合板抗弯性能试验研究与参数分析

通过双向施加预应力和增设钢桁架方式,提出了一种新型双向预应力混凝土钢桁架叠合板.为研究不同类型桁架对预制底板抗弯性能的影响,对4块预制底板试件开展了静力荷载试验,得到了其破坏特征、开裂荷载、挠度曲线及应变分布等.试验结果表明:双向预应力混凝土钢桁架预制底板呈现双向受力特征,钢桁架能够显著提高预制底板的抗弯刚度、抗裂性能...     

50m节段拼装体外预应力混凝土箱梁设计

节段拼装体外预应力混凝土技术具备施工速度快、施工质量好、对现有交通及周边环境影响小等优点,在混凝土桥梁结构中的应用越来越广泛。主要结合某逐跨施工50 m节段拼装体外预应力混凝土桥梁的设计,对逐跨施工节段拼装体外预应力混凝土箱梁的主要构造、设计计算方法、施工方法、耐久性能、经济性等进行评述,与常规体内预应力混凝土箱梁进行对比分析并对其结构特点进行总结,为同类型桥梁结构的设计提供参考。     

节段预制混凝土箱梁架设施工中架桥机吊杆受力分析

悬挂拼装施工技术应用过程中,由于预应力荷载的施加,架桥机临时吊杆中的应力将发生变化,吊杆拆除顺序将影响体系转换时的箱梁受力性能.为得到合理的吊杆拆除顺序,以洪都大道快速路改造工程为依托,通过实测数据,对架桥机临时吊杆受力情况展开试验研究.研究结果表明,节段预制箱梁在逐步拼装施工过程中,随着纵向预应力荷载的增加,跨中及附...     

预应力活性粉末混凝土箱梁抗剪性能试验研究

通过对9片预应力高性能活性粉末混凝土(RPC)薄壁箱梁进行荷载试验,研究配箍率、剪跨比等参数对RPC箱梁抗剪性能的影响,对比分析不同参数下试验梁的破坏形态、荷载-挠度关系、开裂荷载及抗剪承载能力、腹板主压应变角、箍筋应变等的发展规律。试验结果表明:在实验室条件下普通养护的掺入体积掺量为2%钢纤维的RPC试件立方体抗压强度可达110MPa,劈裂强度约为9MPa,弹性模量约为42000MPa;抗剪承载力和临界斜裂缝倾角均随着剪跨比的增大而减小,由腹板平均应变计测试得到的主压应变倾角可以较好地反映斜裂缝倾角的变化规律,RPC中钢纤维的掺入导致试验梁裂缝呈现"细而密"的特征。箱梁受剪时总是一侧腹板首先开裂,但极限状态时,箱梁腹板两侧的斜裂缝间距、倾角、宽度及破坏形态基本一致,说明在进行箱梁腹板斜裂缝开裂荷载计算时需考虑两侧腹板受力不均匀的影响,而抗剪承载力计算时可忽略该影响。结合试验结果及其他文献RPC试验梁,提出RPC抗剪承载力建议公式,计算值与试验值比值平均值为0.901,标准差为0.103,建议公式可较好地预测预应力RPC梁抗剪承载力。     

预应力混凝土带肋叠合板受弯性能试验与设计关键问题研究

预应力混凝土带肋叠合板(PCCSCR)是叠合楼板的一种，可实现长线生产，具有生产效率高、成本低、抗裂性能好、钢筋用量少、抗弯刚度大以及承载力高等优点。预应力混凝土带肋叠合底板采用免支撑施工，可进一步降低施工成本。对6块预制叠合底板和10块预应力混凝土带肋叠合板的足尺试件进行受弯试验，测得了相应的荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线、裂缝开展及分布状况、破坏形式及相应的破坏荷载等。研究结果表明：预应力带肋叠合底板及叠合板的破坏形式均为弯曲破坏，其受弯性能能够满足施工阶段和使用阶段的要求，具有较好的延性；预应力混凝土叠合底板与后浇混凝土的协同受力性能良好，底板自然粗糙面即可满足叠合面的抗剪需求；预应力叠合底板带肋对减小底板施工挠度和提高底板刚度效果显著，且预应力叠合底板不开裂是免支撑设计的前提，通过合理设计，可以实现不同跨度免支撑设计的挠度限值要求。结合试验结果对PCCSCR的设计关键问题进行了分析，并总结提出了PCCSCR的设计流程。     

高速铁路56m简支梁节段预制与拼装控制工艺研究

以银西高铁站前4标控制性工程漠谷河2#特大桥为例,其中15孔56m预应力混凝土简支箱梁采用节段预制拼装工艺。基于此工程,对节段梁的长短线结合预制方法、施工拼装的线型控制技术以及节段环氧树脂胶接施工工艺进行了详细的研究,以期对后续类似大跨度高铁桥梁节段拼装法施工提供相关的经验。