粘贴钢板加固预应力混凝土梁的设计方法

本文通过对一座预应力混凝土简支Ｔ梁桥主梁采用粘贴钢板方法加固设计介绍加固设计准则的确定和钢板尺寸选用方法。     

独柱墩梁桥倾覆临界状态分析及规范法的适用性

为了对独柱墩梁桥的倾覆机理与安全性评价进行研究,以哈尔滨阳明滩大桥已发生倾覆事故的独柱墩梁桥为例,进行精细化三维有限元建模,将支座视为橡胶单元,并记入几何、材料双重非线性,在多种基准验算荷载作用下进行结构极限破坏状态的全过程分析;同时提出4个依次发生的临界倾覆状态,连续描述整个倾覆过程中不同阶段的受力临界行为,利用抗倾覆安全系数的概念针对不同临界状态定量确定独柱墩梁桥的抗倾覆性能,并结合实际倾覆事故进行合理性验证。将规范法、仿真分析的结果与实际情况进行了对比,研究结果表明：基于理想支承刚体转动的规范方法会明显高估其抗倾覆性能,运营阶段不仅应避免支座脱空现象,还应进一步控制上部结构梁体扭转角不超限;建议采用弹性体空间计算模型,计算支座恒载反力与活载最大竖向负反力的比值,作为针对第1临界倾覆状态（支座脱空）的抗倾覆安全系数;当55 t车辆或公路-I级作为验算荷载时,该系数应分别大于1.3或2.0,并计入橡胶支座与主梁底面之间的相互作用。     

预应力混凝土箱梁耐久性的调查研究

为了有效判断我国目前使用的混凝土桥梁箱梁的耐久性，对3座预应力混凝土连续箱梁桥进行现场调查。调查的主要内容包括预应力孔道压浆密实程度、普通钢筋的保护层厚度、混凝土碳化深度以及预应力孔道位置等。调查结果可为工程人员判定和研究实际桥梁的耐久性提供参考。     

混凝土T梁桥拓宽的长期效应分析

为了分析拓宽后桥梁的时间效应,研究了每一时段内由混凝土收缩引起的应力的连续变化和混凝土的弹性模量变化,根据能量原理推导了混凝土收缩徐变的位移法基本方程,按增量法分析了徐变应变的变化,编制了相应的计算程序。为验证理论计算的正确性,与小试件的试验结果作了比较。在拼接缝处的受拉区,应变计算值与实测值的相对误差为10%,计算精度比代数法高。在新梁混凝土的收缩应力和新梁自重应力的徐变作用下,3 a后新梁翼板的拉应力为2.67 MPa,可能会引起混凝土开裂。为减少收缩徐变对新旧梁受力的影响,建议新梁脱模后至少放置6个月后再进行拼接处理。     

基于混合壳单元法预应力混凝土T梁的受力性能

为了准确预测与评估预应力混凝土T梁的力学性能,利用混合壳单元建立了T梁有限元计算模型,对T梁从完好状态至破坏状态的力学行为进行了非线性分析。T梁中弯曲预应力钢筋采用组合壳单元模型,应用虚功原理推导了其对组合壳单元刚度矩阵的贡献,梁底平直预应力钢筋采用分层壳单元模型;利用Owen双参数屈服准则和Hinton压碎准则描述混凝土材料非线性特性,采用双折线本构模型模拟钢筋材料。分析结果表明:混合壳单元法计算结果与试验结果吻合良好,弹性阶段的T梁刚度折减不明显,非线性阶段刚度发生明显折减,跨中预应力钢筋应力增长幅度最大,因此,混合壳单元法对预应力混凝土T梁力学行为分析是有效的。     

连续梁在行驶车辆作用下的动态反应

把桥梁和车辆看作两个分离体系,把车辆视为二维非线性模型,并考虑到桥面的路面不平度影响,应用虚功原理和模态叠加法分别建立振动方程,在车辆与桥梁接触点采用接触力和位移协调的条件,利用迭代技术求解二者之间的相互作用力。以一座三跨连续梁为例,计算了该桥的动挠度曲线和相应的冲击系数。结果显示车辆在边跨行驶时中跨跨中截面的冲击系数要远大于车辆在中跨行驶时的冲击系数,桥梁在车辆动荷载作用下的冲击系数与车辆动力特性、车速、桥梁动力特性以及路面不平度等密切相关,仅仅看作桥梁基频的函数是过于简化的。     

连续箱梁的体外预应力加固方法研究

对连续箱梁采用体外预应力方法加固的重要问题是体外预应力束的布置、定位与锚固构造.结合一座3跨PC连续箱梁加固工程,研究并提出了体外预应力钢束连续双折线形设置与分散锚固的方法,并且采用了轻型钢锚固块和轻型钢转向块,既能达到对箱梁加固的效果,又避免了对箱梁不利的影响.     

悬索桥主缆钢丝腐蚀及力学性质变化分析

主缆是悬索桥的主要承重构件,钢丝的腐蚀是影响主缆耐久性的主要因素.由于主缆内存在很多缝隙,使用过程中会在缝隙内聚积水分,从而导致钢丝腐蚀.主缆内各部分钢丝的腐蚀环境并不一样,造成腐蚀状况也不同.相关模拟试验结果表明,受腐蚀钢丝的实际抗拉强度并未降低,而钢丝的延伸率、扭转强度、疲劳强度大幅度下降.测试腐蚀钢丝吸收的氢元素含量,其浓度并未达到发生氢脆破坏的浓度,因此,腐蚀钢丝表面凹凸不平是钢丝延性降低的主要原因.     

钢桁拱桥稳定分析

钢桁拱桥是大跨度桥梁常用的一种结构形式,稳定问题是该类型桥梁设计的重要控制因素之一.以主跨436 m的某实际工程为背景,采用通用有限元程序对钢桁拱桥进行了稳定性分析.结果表明,该类桥梁的一般失稳状态以局部屈曲为主；同时对规范条文的稳定系数的规定进行了不同荷载工况下的分析.     

钢-混凝土结合梁桥的新结构形式

提出一种使钢桥更加经济的设计策略,即将钢、混凝土结构结合并在制造时尽量避免焊接.填充混凝土的钢管梁具有很高的强度和延性,能为桥梁提供经济、合理的解决方案.钢厂的产品或在制作过程中采用冷加工可以大大减少焊接工作量,所以应当在主梁中更多的采用.有5座采用钢管梁或冷加工钢梁的组合梁桥已经建成,并对这些桥的结构性能和强度进行了研究.这种桥梁已在一些目标工程的设计中采用.研究表明,新型组合桥梁的结构是经济、可行的.