混凝土箱梁桥

2024-08-16

混凝土箱梁桥(共12篇)

混凝土箱梁桥 篇1

摘要:结合实际工程, 探讨了混凝土箱梁桥存在优点与缺点等若干问题, 为同类桥梁设计和施工提供一些经验, 保证工程的顺利进行。

关键词:箱梁桥,剪力滞效应,桥梁设计,桥梁施工

1 概述

近年来, 为适应交通现代化的需求, 我国高速公路、高等级公路与城市立交工程的建设迅速发展。随着桥用材料性能与施工工艺水平的不断进步, 混凝土梁式桥梁建设越来越多。由于箱型截面梁截面效率指标ρ大, 抗扭刚度大, 动力特性好, 能有效抵抗正负弯矩, 便于上、下层车道分流与管线布置, 适应悬臂法与顶推法施工要求, 因此, 箱型截面梁往往是公路混凝土梁式桥梁 (包括连续梁、连续刚构以及简支梁) 最佳的选择。随着城市交通的发展, 为了解决路口交通组织和车辆快速行驶的需要, 立交桥的建设规模及数量逐年扩大和增加。箱梁这种结构形式以它结构合理、外形简洁美观而被广泛采用。

2 问题及主要解决方法

虽然桥梁采用箱型截面形式有很多的优点, 但从已建成的一些桥梁的观测来看, 箱型截面梁也存在着一些问题, 主要表现在以下几个方面:

a.箱型截面梁自重较大, 对于大跨径桥梁, 90%以上的承载力用于抵抗梁的自重, 其技术经济效益受到影响。

b.混凝土箱梁桥的后期变形大, 近年来, 通过对已建成的部分桥梁的观测发现箱型截面梁的后期变形很大, 例如江津长江大桥跨中截面在几年内就下挠了18cm。这些桥梁后期的大变形容易引起混凝土的开裂, 危急桥梁本身结构的安全, 同时对正常使用产生不利影响。

c.箱型截面梁桥的开裂

近几年来, 在对腹板间距大、箱壁薄、横向挑臂长的钢筋混凝土连续箱梁进行调查中, 发现有许多严重的横向裂缝, 其裂缝长短、条数多少、开裂宽窄各有不同, 它的存在与发展将在一定程度上对桥梁结构安全与使用寿命造成损害。

下述为直接调查所得到的五座桥梁的开裂情况:

2.1 佛陈大桥

该桥是佛山市城区东南出口的主要通道, 主桥为净跨110.3m下承式钢管混凝土系杆拱。主桥与引桥用过渡孔连接, 过渡孔为3×28.34m的普通钢筋混凝上连续箱梁, 桥面宽由24m渐变到主桥的26m。横断面采用两个梯形单箱双室, 即每半桥为一箱双室, 中间用翼板连接。箱梁梁高1.5m两边箱梁悬臂板宽度按3.5m至2.5m渐变, 中间连接翼板宽为5m。箱梁采用搭设支架现浇施工方法, 在1/3跨径处设工作缝分段浇筑。该过渡孔在施工阶段就出现箱梁横向裂缝, 特别在中间连续翼板位置的墩顶支座的负弯矩处有贯通的裂缝, 且箱梁伸出部分的悬臂板裂缝更严重。后经建设单位组织的专家商讨决定, 在翼板上缘附加纵向受力钢筋, 使横向裂缝得到控制。但后来又陆续出现开裂, 最大裂缝宽度达到3mm, 致使桥面受到损坏, 不得不进行补强处理。

2.2 乐从立交桥

该桥位于顺德市乐从镇, 采用上跨式跨线桥。全桥长245.40m, 上部结构采用21孔全桥连续的等截面的普通钢筋混凝土箱梁。跨径组合为16m+8×20m+2×25.9m+9×20m+16m, 桥面宽度15.8m, 横断面采用梯形单箱三室。该桥于1993年4月13日动工, 于当年10月13日竣工通车。在施工阶段, 靠近支承1/3跨径范围内出现多条横向裂缝, 后在墩顶负弯短处翼板板附加纵向受力钢筋。通车后箱梁的悬臂板 (未设附加纵向受力钢筋的悬臂板) 有肉眼可见的横向裂缝, 可以从翼板下缘的缝隙中看到析出的呈乳白色的碳酸钙。

2.3 江湾立交桥

江湾立交桥是佛山市区建设的第一座城市三层立交桥, 第二层为椭圆转盘, 第三层为21孔等截面的普通钢筋混凝土连续箱梁。第三层桥跨径组合为2×19m+5×2m+24m+5×20m+24m+5×20+2×19m, 横断面为梯形单箱三室, 梁高1.4m, 桥面板宽16m, 底板宽9m。该桥于1992年2月28日开工, 当年11月28日竣工通车。箱梁分成两阶段施工, 在第一阶段从1号台至10号墩搭设支架浇筑时, 在中间支座处的箱梁悬臂板下缘就出现裂缝。通车后在负弯矩大的墩顶箱梁截面的翼板下缘几乎均有横向裂缝, 出现析出的呈乳白色的碳酸钙。第二阶段施工的, 在墩顶处箱梁翼板下缘附加纵向受力钢筋, 裂缝得到了有效的控制。

2.4 文沙大桥

该桥是佛山市区进入南海市区桂城镇主干道上的一座城市桥梁。主桥为三跨预应力混凝土连续刚构, 西引桥和东引桥分别为3×25.3m和2×6×25.3m的普通钢筋混凝土连续箱梁。引桥箱梁横截面为两个斜腹式单箱双室中间翼板连接而成, 桥面总宽24m。该桥于1994年12月8日动工, 1996年2月建成通车。在施工西引桥3孔连续箱梁时, 曾出现横向裂缝, 后采用附加纵向受力钢筋措施, 抑制了裂缝的出现, 现通车后没有发现裂缝扩展;而东引桥预先附加翼板纵向钢筋, 没有出现横向裂缝。

2.5 黄石长江大桥

黄石长江大桥为一座五跨连续刚构桥, 主跨为240米。该桥在使用中出现了大量的裂缝。上述混凝土连续箱梁桥尽管是不同单位设计和不同单位施工, 但箱梁横向裂缝所表现的形式带有以下规律性特征:

a.横向裂缝的出现, 多从其翼板 (即顶、底板) 与腹板交接位置开始, 逐渐向两翼发展, 尤以顶板外翼 (悬臂) 下缘较严重。

b.横向裂缝的纵向 (沿跨) 位置, 简支体系者位于其跨中截面附近2~4米内, 而连续体系者, 大多出现于其各跨内支点附近1/3跨径范围内。

c.弯箱梁桥, 横向裂缝基本沿径向呈放射状开展, 其纵向位置与直箱梁桥类似, 但曲线外缘一侧比内缘一侧为多。

d.钢筋混凝土箱梁桥, 横向裂缝较为普遍, 而预应力混凝土箱梁桥, 横向裂缝出现甚少。

e.箱梁桥跨宽比 (1/b) 越小, 箱壁越薄, 腹板间距越大, 外伸悬臂越长, 则翼板横向裂缝越发展, 甚至出现贯通开裂而明显漏水, 并有乳白色碳酸钙析出现象。

f.横向裂缝宽度为0.1~1毫米, 个别严重者达3毫米, 已远超出我国桥规的限值范围。

通过对已建成几年的和新通车的大桥的检查, 裂缝问题较普通。有的桥梁主梁截面为箱型, 腹板虽然有竖向预应力, 但是因为竖向预应力相对纵向预应力来说太小, 而且损失较大, 起的作用太小, 腹板也存在开裂的情况。

总之, 箱梁翼板的受力, 尤其是肋-板连接处的应力状态非常复杂, 引起上述裂缝的机理, 除了箱梁翼板纵向应力计算 (横截面翼板的弯曲应力分布-剪力滞) 的可靠性外, 还与施工技术及其施工工艺等密切相关。

通过上述几座城市桥梁的有效分布宽度和剪滞系数计算分析表明, 钢筋混凝土连续箱梁的支座顶面翼板发生横向裂缝的重要原因是在设计中末考虑剪滞效应, 致使实际应力大于设计应力, 不能满足翼板承载力的要求。这种情况对于宽跨比较大的佛陈大桥、乐从立交桥和江湾立交桥更为严重, 这与实桥裂缝开裂程度的调查相一致。

3 结论

随着宽翼缘箱梁的发展, 桥梁的受力更加复杂, 剪力滞效应对桥梁的影响也越来越大, 现有的剪力滞分析理论已经不能满足桥梁的发展, 所以有必要对剪力滞效应进行系统的研究, 并在桥梁设计规范中考虑。

混凝土箱梁桥 篇2

混凝土连续弯箱梁桥支承体系研究

近年来弯箱梁桥的侧向位移病害日趋严重,而支座布置不合理是其中一个重要的`原因.针对目前连续弯箱梁桥常采用的支承形式,提炼出四种支承体系,分析各支承体系的特点.通过某典型实桥,对不同支承形式各荷载作用下的竖向支反力和扭矩进行对比分析,最后提出相关的优化措施,为该类桥梁设计提供参考.

作 者:胡晓j 胡雪峰 HU Xiao-kun HU Xue-feng  作者单位:胡晓j,HU Xiao-kun(中山市公路局,广东中山,528400)

胡雪峰,HU Xue-feng(广州大学土木工程学院,广州,510006)

刊 名:广东公路交通 英文刊名:GUANGDONG HIGHWAY COMMUNICATIONS 年,卷(期): “”(3) 分类号:U448.213 关键词:连续弯箱梁桥   支承体系   支反力   扭矩   参数优化  

混凝土箱梁桥 篇3

预应力混凝土箱梁桥腹板施工是一项具有独特特点、拥有跨度能力强、性能良好等优点。在一般的高速公路与桥梁架设中被广泛的运用起来,由于箱梁桥自身的结构存在一定的缺陷与不足,因此,在出现腹板裂缝情况时会非常严重,而出现裂缝的原因主要是因为预应力在张拉的过程中出现的。本文就裂缝形成的主要原因展开分析,并提出相应的解决对策。

一、预应力混凝土箱梁桥腹板施工裂缝成因

1、设计方面的原因

1.1箱梁设计的模式不合理是造成裂缝的主要原因,根据一些实际的施工经验可知,如果在没有经过精细设计与计算的情况下,可以通过T形梁的规定来做出处理。但在实际的情况下,T形梁与箱形梁之间所受到的具体力的情况后还是有较大的差别的。T形梁与实际的受力计算较为接近,因此设计的主筋可以充分的发挥出来,并且横向荷载的影响也较小。但与T形梁不同,箱形梁会受到纵向与横向的荷载作用,如果还要按照T形梁的施工方式来处理很容易引起裂缝。

1.2另外,在进行设计时,一般由于会考虑到应力钢筋的设计,而对非预应力钢筋的设计考虑的确不够,且很多对非预应力钢筋的数量设置也不够。尤其需要特别注意箍筋与弯起钢筋,如果考虑不周全,甚至出现直接不设置弯起钢筋的情况。这样一来,当预应力箱形梁中的纵向或者竖向预应力增大时,一旦超过了承受力,就极易出现腹板裂缝等现象。

1.3此外,工程中对于腹板的厚度、竖向以及纵向的预应力钢筋的设计不合理也是导致裂缝的重要因素。根据腹板厚度的不同,相应的主拉應力也会产生较大的影响,如果腹板使用相同的厚度,可能会导致梁根部的主应力变大的情况,这样一来就很容易造成不良的影响。所以,针对腹板的设计要求,必须全面考虑腹板内部的主拉应力影响,应考虑是否在预应力顶板的下方设置弯钢筋束,以控制裂缝现象。

1.4从相关的规定中可以总结出,如果工程施工前没有实际的资料,则可以假设温度差范围在+5℃,桥面是均匀分布的情况。而实际的情况是,桥梁的界面高度是伴随桥的方向而变化的,如果按照相关的假设的情况下设计,桥跨中的温度梯度会相对比支座附近的温度梯度大,因此就会出现温差应力较大的情况。

2、施工方面的原因

除此之外,桥腹板裂缝产生的原因还有可能是施工方面的原因,施工方面的原因,主要在以下几点。第一,在安装模板时,如果安装不合理或者不到位,很可能在浇筑混凝土时出现变形或者移位的现象,从而导致腹板厚度达不到标准。第二,针对设计预应力钢筋张拉力设计时,如果没有按照设计规定的规范来进行,如果达不到要求,波纹管的具体位置就会产生偏移而影响腹板的内力。第三,如果灌浆不依照设计的要求来进行,甚至不进行灌浆操作,结构的预应力将会大大减小。其次,对于支架地基的施工不牢固,也会造成支架下沉而导致裂缝的产生。第四,如果箱梁的骨架钢筋过多,且钢筋之间的间距太小,在进行混凝土振捣操作时就会较难,导致振捣的强度就不够。此外,混凝土施工完成的后期,如果没有进行合理的后期管理与养护,混凝土的强度不足,各项参数不合标准,势必会引起裂缝。

3、应力松弛原因

伴随着桥梁的使用时间增大,桥梁受到钢筋应力松弛与混凝土收缩徐变等的影响,使得箱梁的预应力损失,这也是裂缝产生的重要因素之一。

二、预应力混凝土箱梁桥腹板施工裂缝控制措施

1、优化设计

就我国现行的桥梁主预应力值设计规范来说,还不够全面与完善,这就要求设计人员在设计时可以借鉴国外的一些范例。如在做温度应力的相关分析时,可以使用实际桥梁观测与温度场有限元分析的方式,并参照国外与我国的相关规定来设计。针对预应力钢筋设计时,应合理的设置预应力弯钢筋束。如果是U型竖向预应力钢筋的设计则可以使用单排或者双排交错布置的设计形式,而对于非预应力的钢筋设计来说应合理的安排设计来辅助预应力钢筋。此外,针对腹板和混凝土的设计必须按照相关的规定,达到设计的厚度与强度要求。

2、混凝土箱梁桥腹板的施工过程控制

前面说到,施工方面引起裂缝的原因也很重要,针对施工方面的裂缝因素应着重看待。首先,必须加强施工过程中的管理与监督工作,保证施工人员的操作规范与科学。其次,在进行混凝土的浇筑工作时,要密切注意混凝土的密实度要求,严格浇筑的顺序与工艺,控制好新老混凝土施工之间的时间差,完成之后还应安排相关的专业人员进行维护。此外,对于支架地基的牢固性要求必须在施工时进行承载力的监测,明确达到设计要求与规范后才能投入使用。而对于混凝土的模板与支架安装位置设计必须按照事先设计的要求进行,准确的找好位置,安装后还要进行加固处理。拆模的时间与顺序也需要按照规定进行,对于预应力钢筋的张拉必须严格按照设计来继续拧,控制好孔道的偏差,保证施工各环节的质量。

结语

总而言之,伴随着我国国民经济的飞速提升,我国公路桥梁的建设规模也逐渐扩大,对于交通建设问题也越来越多。针对桥梁建设的腹板施工裂缝问题逐渐成为了大众关注的焦点。就桥梁施工的裂缝问题所带来的危害而言,预应力混凝土箱梁桥因为种种优势,被广泛运用于裂缝的处理问题上。针对裂缝产生的外部原因与施工原因来说,要从企业自身的情况出发,提高企业的建设水平与监管力度,针对产生的原因采取相应的措施,进一步提高自身技术与水平,保证桥梁施工的质量。

参考文献

[1]江克斌,周旺进,赵启林.预应力混凝土箱梁桥腹板施工裂缝成因与对策[J].解放军理工大学学报(自然科学版),2005,04:369-373.

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浅谈混凝土箱梁桥腹板裂缝成因 篇4

1 箱梁结构基本分析理论

箱形梁在偏心荷载作用下,将产生纵向弯曲、扭转、畸变及横向挠曲四种基本变形状态,其中弯扭作用将使箱梁产生纵向正应力和剪应力,横向弯曲和畸变将在箱梁各板中产生横向弯曲应力和剪应力。

对于混凝土桥梁而言,恒载占其所有荷载的绝大部分,因此一般来说箱梁内的纵向弯曲应力是主要的,而偏心荷载引起的应力是次要的。因此在结构设计中,我们一般采用平面杆系单元来模拟整个模型,从而忽略了扭转、畸变等因素,造成对箱梁腹板和顶板应力分析的失真。

对于混凝土连续箱梁桥,在恒载、三向预应力以及在使用阶段荷载作用下,箱梁腹板内任意一点的应力状态如图1所示,由力学知识知,该点主拉应力可表示为:

σ1,3=σx+σy2±(σx-σy2)2+τ2(1)

式中:σx—由纵向预应力和使用荷载产生的混凝土压应力;

σy—由竖向预应力产生的混凝土竖向压应力。

令:σ1=0或者σ3=0,则有:

σx+σy2=(σx-σy2)2+τ2(2)

对式(2)两边平方化简有:

σxσy=τ2 (3)

由式(3)可以看出,通过调整σx、σy,可以对主拉应力进行控制调整,从而达到控制裂缝的目的。当满足σxσy>τ2时,腹板只出现压应力而无主拉应力;当满足σxσy<τ2时,主拉应力为0;当满足σxσy=τ2时,腹板会出现主拉应力,但主拉应力值的大小可以通过调整σx、σy的乘积来控制。

2 模型建立及分析

本文以某高速公路上一个特大桥为例,其主跨布置为105m+200m+105m,单箱单室箱形截面。箱梁梁高、底板厚度均按1.8次抛物线变化。主跨箱梁墩顶梁高(箱梁中心线)为1200cm,跨中梁高(箱梁中心线)为350cm,箱梁顶板全宽为1200cm,厚度为30cm,底板宽度为650cm,厚度为30cm。腹板厚度分别为90cm、75cm、60cm及50cm。本文为了能够对腹板斜裂缝进行分析,建立0号块的局部模型,模型纵桥向长度为24m。 取主墩的一部分下端固定,从整体分析的结果可以得出,主墩墩柱的长度对上部箱梁的应力几乎没有影响,故局部分析时取距离墩柱顶5m的截面作为局部边界。本桥采用了MIDAS的实体单元对0号块进行分析。其计算模型如图2所示,为了便于更为细致的分析腹板内应力对裂缝影响,本文拟从竖向预应力的影响、箱梁高度及腹板厚度的影响、纵向预应力的布置方式三个方面入手进行分析,其结果分别如图3~图5所示。本文图中如无特别说明,拉应力用负值表示,压应力用正值表示。

从图3~图5可以得出:

(1)竖向预应力钢筋的预应力损失对0号块腹板主拉应力有较大影响。随着预应力损失的增加,主拉应力的增量也增大,当预应力损失从20%增大到50%时,预应力损失量的比例为2.1,各位置处的主拉应力增量的比例为2.6,二者约成线性比例。因此可以通过施工及设计等措施,控制竖向预应力钢筋的预应力损失,对改变腹板的受力具有重要作用。

(2)箱梁腹板度的变化可以影响横截面的刚度和结构的整体刚度,从而影响结构内部应力的大小和分布。适当增加腹板厚度,截面内剪应力、腹板主拉应力均会有所下降。但是,增大腹板厚度会增加结构的自重,所以在具体设计时一定要慎重选择。建议腹板厚度从跨中向支座处逐渐增加。

(3)纵向预应力束适当的竖弯有利于改善大跨径梁的主拉应力,因此建议合理的布置预应力钢束的下弯束,使预应力提供的抗剪力在腹板内有一个连续的分布,并尽可能多的将预应力束布置在腹板内,建立起足够的纵向有效预应力和弯起束提供的竖向预应力,从而达到降低或抵消主拉应力的目的。

3 结语

本文借助具体实例分析了竖向预应力钢筋、箱梁腹板厚度变化、纵向预应力束的布置形式对箱梁腹板裂缝的影响,所得结论基本与理论分析一致,即调整σx、σy值,可以对主拉应力进行控制,从而达到改善裂缝的目的,为设计人员控制箱梁腹板裂缝提供了一个参考依据。

参考文献

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[4]李运魏,张宏.预应力混凝土箱梁裂缝分析与防治[J].公路与汽运,2004,(3):83-84.

混凝土箱梁桥 篇5

摘要:针对混凝土预制箱梁在各个施工阶段的日照温度场进行监测,取得施工各阶段混凝土预制箱梁的日照温度场分布资料,利用所提出的混凝土预制箱梁温度梯度计算模式进行桥梁温度应力计算,并与利用相关规范规定的计算模式所得温度应力结果进行对比分析和对预应力混凝土连续箱梁桥出现裂缝比较普遍的现状,分析了常见的裂缝形式及其成因,指出目前用于箱梁计算的平面杆系理论或空间梁格理论的局限和不足,提出用梁段单元空间分析法对箱梁进行计算;总结设计经验和教训,借鉴钢析梁和箱梁裂缝加固比拟法,对预应力混凝土连续箱梁桥的构造设计提出了建议,并对容易导致裂缝的施工环节提出了具体的要求。

关键词:温度效应;裂缝;箱梁;梁段单元法;构造设计

针对混凝土预制箱梁在各个施工阶段的日照温度场进行监测,取得施工各阶段混凝土预制箱梁的日照温度场分布资料,利用所提出的混凝土预制箱梁温度梯度计算模式进行桥梁温度应力计算和对目前预应力混凝土连续箱梁桥出现裂缝问题比较普遍的现状,并考虑该问题涉及到设计、施工、监理等各个方面,因此浙江省公路局会同有关单位对该类桥梁裂缝问题做了大量调查研究工作,并对调查研究工作过程中所发现的问题进行了分析,总结出若干结论,以供设计、施工、监理等参考。

1.研究分析混凝土预制箱形梁在各施工阶段的日照温差作用下,箱梁温度梯度随时间变化在箱梁横向和箱梁截面高度方向的变化模式。

通过试验资料的整理工作,总结混凝土预制小箱梁温度场和温度梯度的特点,通过试验资料的分析,提出混凝土预制箱梁的温度梯度计算模式,并与相关规范规定的计算模式进行对比分析。

利用所提出的混凝土预制箱梁温度梯度计算模式进行桥梁温度应力计算,并与利用相关规范规定的计算模式所得温度应力结果进行对比分析,在分析研究的基础上,为设计、施工和桥梁健康评测等工作提出若干建议。

2.主要裂缝形式及其原因: 裂缝常见形态及分布如下:(1)预应力混凝土连续箱梁主要结构性裂缝均分布于距支座L/《L-跨度)附近的腹板上,约呈45。分析认为出现这种裂缝主要是由于箱梁支座附近剪应力过大,腹板抗剪强度不足,以及主拉应力方向安全储备考虑不充分等因素所致。(2)箱梁顶底板的纵向裂缝和横向裂缝。分析认为这种裂缝主要是由于梁弯曲应力和 21

板局部应力估计不足而产生。

3.设计计算理论的改进

(l)目前预应力混凝土连续箱梁桥计算软件多数按平面杆系单元编制,也有按梁格理论考虑空间计算,但它们均不能完全反映预应力混凝土连续箱梁桥结构受力特性,因此有必要按梁段单元编制空间分析程序,充分考虑箱梁畸变、剪滞、板局部弯曲、混凝土收缩徐变及温度作用,计算分析预应力混凝土连续箱梁桥极限承载力和正常使用极限状态。

例如:目前出现常规性裂缝的部分已建预应力混凝土连续箱梁桥按平面杆系单元计算其配筋和混凝土强度均满足规范要求,但按梁段单元进行空间分析校核时,发现其裂缝处主拉应力或正应力超过了规范允许值。

运用ANSYS国际标准通用有限元分析软件对省内高速公路某预应力连续箱梁大桥做了分析,并对平面与空间有限元分析的结果进行了比较,结果明显大于平面分析结果,并且平面分析的第一主应力均为绝对值较小的压应力,而空间分析结果均为拉应力。可见,虽然按平面分析时的计算结果都为压应力,均满足规范要求,但按空间分析得到的结果都为拉应力,且绝大部分的拉应力值超过了规范容许值.(2)应进一步深人理解高强度混凝土的力学特性,设计时必须控制好材料的拉应力和压应力。例如:对比国外桥规,我国现行桥规混凝土拉应力和压应力取值均存在不同程度的偏高口,混凝土主拉应力取值偏高约2倍,混凝土压应力取值偏高约5一20%,且活荷载取值偏低约25一30%。因此按现行桥规设计桥梁时建议适当降低混凝土使用应力和提高安全系数为妥。

(3)对混凝土的温度应力要有正确的认识,在现行桥规不尽合理的情况下,设计人员进行温度应力分析时,可以借鉴国外桥规相关规定及铁道部关于箱梁桥温度分布测试研究得出的温度梯度模式。

(4)进行预应力混凝土连续箱梁桥设计计算时,除考虑温度应力外,还应考虑混凝土徐变与收缩应力、支座沉降、荷载冲击系数和荷载应力。

(5)理论计算模型与实际结构总是存在着一定的“差异”,由此导致计算结果与结构的实际应力的误差,因此,在具体进行预应力连续箱梁桥设计时,要求结构各截面的应力应具有一定的安全储备。

4.设计构造的建议由于现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023一85)的许多内容明显滞后于当前的工程实践,有些条款实际是基于简支梁桥制定的,因此难以及时指导迅速发展的工程实践。鉴于这种情况,预应力混凝土简支箱梁桥的设计构造除应认真研究利用现行公路桥梁设计规范外,还应该结合设计经验和教训,积极借鉴钢析梁和箱梁裂缝加固比拟法思想和国家 22

其他部门制定的相关标准及有关国外标准。

(1)工程类比思想—比拟法的引用:A、钢析梁桥抵抗剪力比拟法铁路上的武汉长江大桥、九江长江大桥、芜湖长江大桥均属连续钢析梁桥,其剪力由斜腹杆承受,扭转和畸变由主析架平联、桥门架、横联承受,假如钢析梁四周布置钢筋,浇一层混凝土,就可抽象为连续钢析梁骨架混凝土箱梁桥;B、预应力混凝土连续箱梁裂加固比拟法根据文献可知,如果在直裂缝方向每隔30cM粘贴钢板条,对比钢筋混凝土梁桥配筋要求,所粘钢板条正好和抗剪钢筋受力一致。因此,参照钢彬梁桥设有专门抗和抗扭构造,及预应力混凝土连续箱裂缝加固增设抗剪钢板条,采用工程比法思想,预应力混凝土连续箱梁桥缝防治办法可借用上述抗剪和抗扭造,解决其混凝土强度等不足的问题。

(2)其他设计构造措施

A、重视非预应力钢筋的配置非预应力钢筋包括纵向分布钢筋或受力钢筋,特别是箍筋和抗裂钢筋(对构件的抗剪、斜截面强度和主拉应力的贡献是非常大的,而且混凝土强度等级越高,箍筋的套箍作用越显著)。如美国桥规(l994年版)规定:①在斜裂缝极有可能出现的所有区域中需要设置横向钢筋(最好设置与裂缝垂直的斜箍筋)。②横向钢筋根据结构受力情况可设置与受拉纵筋成不小于45。度的斜箍抗裂钢筋,并与垂直钢筋(与构件轴线垂直)焊接成钢筋网。

B、加强端隔墙和支座隔板端隔墙和支座隔板是抵抗箱梁畸变与扭转的根本构件。为防止端隔墙和支座隔板的开裂,建议隔墙或隔板开口为椭圆形,并为椭圆形配置构造钢筋。

C、提高钢筋与混凝土的粘结力采用较小直径的钢筋,分散布置,尽量使用螺纹钢筋,避免采用光面钢筋,这些措施可有效提高钢筋与混凝土的粘结力,可避免裂缝或使裂缝间距和宽度较小。

D、重视抵抗局部应力的配筋在锚固区,预应力筋弯起处等部位加强配筋,可以有效防止产生顶、底板的齿板裂缝和曲束裂缝。当梁高大于1时,为控制梁的腹板收缩裂缝,在腹板两侧沿梁高应布置一定数量的纵向水平钢筋。

5.几施工养护的措施

(1)混凝土质量引起的非结构性裂缝,可采取如下防治措施:定期测定砂、石料含水量,严格控制水灰比和骨料级配及砂、石含杂质和泥量,这是混凝土质量的基本保证,也是现阶段施工中最易忽视的问题,施工监理单位必须严格把关,其次混凝土施工工艺必须按规范执行,结构内部布置防裂钢筋,以提高混凝土的抗裂性能。

(2)温度应力引起的非结构性裂缝,可采取如下防治措施:设计时应重视温度应力的影响,可采取施加横向预应力、配置足够的温度应力钢筋、增加结构的安 23

全储备等措施来防止裂缝的产生。

(3)混凝土收缩应力引起的裂缝,可采取防治措施:施工时严格控制混凝土配合比,不应为了提高混凝土强度(或早期强度)用增加水泥用量的办法,使用减水剂应谨慎合理,同时加强振捣以减少水化热,大体积混凝土应采取分层浇筑的方法。重视馄凝土的养护工作,尤其是初期养护,因为浪凝土的初期养护条件直接影响其抗拉强度增长的快慢,如混凝土的收缩应力最初阶段没有引起混凝土开裂,随着时间的延续,由于混凝土徐变的影响,收缩应力将会减小,产生收缩裂缝的可能性也就减小。

(4)施工不当引起的裂缝,可采取如下防治措施: 改进施工方法和施工工艺,例如:竖向预应力筋由于伸长量小,混凝土收缩回弹量大,必须反复张拉,以确保实际竖向预应力达到设计要求;横隔板裂缝应通过改善临时固结支座的布置,有效地限制裂缝的产生,同时在横隔板内布置加强钢筋或钢筋网,以提高横隔板的强度和刚度;另外,通过在桥面铺装层增设横向钢筋,加强桥面板与桥面铺装层的粘结,可达到减少裂缝的目的。

6.结语

根据预应力混凝土简支箱梁桥产生裂缝原因分析及防治措施的研究,可以综述如下:(1)通过对混凝土预制小箱梁桥三个施工阶段日照温度场的实桥观测,确定了各个施工阶段对混凝土预制小箱梁日照温度场的影响方式和影响大小;确定了混凝土预制小箱梁日照温度场和温度梯度的特点,为混凝土预制小箱梁桥的研究和设计工作提供了定性指导;通过对实桥项目三个阶段的温度观测及观测数据的整理,得出了混凝土预制小箱梁桥日照温度场分布特点的几个结论,其中,混凝土预制小箱梁桥桥面铺装对箱梁日照温度场影响较大对于小箱梁组合截面梁桥,边箱梁的内侧与外侧温度场差异较为明显等特点对今后的研究及设计工作具有参考作用。

(2)关键是在设计时,认真计算和验算,合理布置预应力筋和构造钢筋。在现行设计规范、设计手册的基础上,采用空间梁段单元计算方法(但普通梁单元并不能全面反映混凝土梁畸变,面外弯曲和主拉应迹线等计算,应采用应变连续的空间梁段单元进行分析才行)。参照国家标准或国外桥规,针对主要结构性裂缝形式及原因,建议预应力混凝土连续箱梁桥设计方法在原设计方法的基础上增强构造措施和配置适量预应力钢筋及足够数量的非预应力钢筋的办法处理,防止结构性裂缝。

(3)其次是严格控制施工过程和施工工艺,确保施工质量,尽可能避免开裂或减少非结构性裂缝,同时对非结构性裂缝妥善处理,控制裂缝发展,封闭裂缝,使裂缝不至子对结构产生过大的危害,保证结构的正常使用。

总之,对于预应力混凝土连续箱梁桥的裂缝问题,设计、施工和监理人员都应该严格把关,针对各种具体情况采取必要的措施。

参考文献

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[13] 易洪.深圳市某互通式立交跨线桥的加固设计与施工[J].湖南交通科技, 2004,(03)

连续箱梁桥合拢施工技术探讨 篇6

【关键词】桥梁施工;预拱度计算;合拢段

1.工程概况

本工程有3座连续梁桥,其中,高速公路大桥跨径形式为(32+56+32)m;南北特大桥连续梁跨径形式为(40+3×48+40)m;东西大道特大桥连续梁跨径形式为(32+56+32)m。预应力混凝土连续箱梁均采用单箱单室、直腹板、变高度、变截面型式,全联在各桥墩处、中跨中部设横隔板,横隔板设孔洞,供检查人员通过。以下将针对其中连续箱梁合拢段施工而展开探讨。

2.施工方案分析

结合以往工程实践经验,对于本工程预应力混凝土连续箱梁拟采用菱形挂篮悬灌施工。0#块采用钢管立柱、型钢搭设支架的办法施工。外侧钢管内灌注混凝土,兼做连续梁施工的临时锚固墩,以抵抗施工时可能产生的最大不平衡力。箱内顶板采用门式脚手架支撑。支架搭设完毕后需进行预压,以检验支架受力情况及消除非弹性变形。预压完成后浇筑0#块,然后在0#块上安装挂篮,并进行预压,再对称向两侧顺序灌注其他标准梁段。0#块先临时固结,形成T构,待合拢后再进行体系转换。边跨现浇段及边跨合拢段,采用墩旁支架法施工;中跨合拢段采用合拢吊架法施工,吊架底篮及模板采用挂篮的相应部件。在当日最低温度时,浇筑合拢梁段混凝土。悬浇箱梁施工跨越既有道路时,挂篮采用全密封,并搭设防护钢棚架进行防护,防止挂篮上的物品掉落。防护棚架用钢管架搭设而成,顶部铺设双层竹跳板和帆布防护。

3.施工预拱度计算

在桥梁悬臂施工的过程中,其中最为重要的一个任务对施工预拱度进行计算,这也是最为困难的一个任务。通常情况下进行施工预拱度的计算主要是将现场测量的各项参数带入到专业程序中进行计算所得。预拱度的确定主要是作为确定待悬浇梁段立模标高的依据,立模的标高应严格根据预拱度和设计标高进行确定,确保准确。对成桥线形进行控制最主要依据是挠度的观测资料,为了准确的获得挠度观测资料,应成立专门的观测小组,在每个节段混凝土的施工过程中加强对悬臂挠度变化情况的观测,其中观测的时间点分别为混凝土浇筑前后、预应力张拉前后等四个工况。当每个混凝土节段施工完成之后,应针对挠度数据进行分析,如果发生施工发生偏差,则可以以此为依据进行适当的调整,从而确保箱梁悬臂端的合拢精度和桥梁线型充分满足设计和规范要求。在进行挠度的观测时,一般情况下是将时间安排在上午太阳出来之前,这样可以有效的避免温度对挠度的影响。在合拢前将合拢段两侧的最后2~3个节段在立模时进行联测,以保证合拢精度。

每个箱梁节段上合适的位置处布置两个高程控制点,两个点之间相互对称,通过测量的控制点的高程即可对各段箱梁施工中的挠度变化情况和整个箱梁施工过程中扭转变形情况进行监测。对控制点高程的测量采用的仪器为S1精密水准仪。每次对控制点高程的数据进行读书时均采用主尺和辅尺进行观测。通常情况下控制点高程的测量时间应安排在温度变化较小的时间段内。

4.合拢段施工及结构体系的转换

4.1边跨合拢施工

(1)施工准备。当悬臂梁段的混凝土浇筑完成之后,应及时将悬臂的挂篮结构拆除,并将箱梁顶部以及内部的施工材料和机具等全部清除干净。将在边跨合拢施工过程中需要用到的施工材料和机具设备等合理的放置在墩顶;在悬臂端预备配重水箱;在这一时段内加强温度的观测,并做好温度变化情况的记录。

(2)边跨合拢段支架及模板。在进行边跨合拢段的施工过程中主要采用的是钢管支架支模施工方式。当施工准备工作完成之后,方可进行合拢段支架的搭设工作,其要求与现浇段的要求一致。外模和底模则采用挂篮模板,内模采用的是组合钢模板。模板采用钢模板,采用钢管脚手架支立,在支立墙身模板时,脚手架必须支立在有足够承载力的地面上,防止支架沉陷,使浇筑混凝土结构变形。模板支立要牢固、稳定,接缝严密、平顺,模板支立的平整度与垂直度必须满足规范要求。在模板支立完毕后,按规范要求检查模板的平整度、垂直度、几何尺寸。

(3)设平衡重。在悬臂端的水箱中加水的方法设平衡重,近端及远端所加平衡重吨位由施工平衡设计确定。

(4)普通钢筋及预应力管道安装。采用的是施工现场加工成型的方式,并将其运输至合拢段的位置进行绑扎和安装。合拢段底板处设置有管道,采用的是钢管,或者也可以采用双层波纹管。在管道内应穿入套管,这样可以确保混凝土浇筑施工完成之后管道内还能保持通畅。

(5)合拢锁定。在合拢之前,应先采取措施将悬臂段与边框现浇段临时连接在一起,两边的标高应均等。临时连接应尽量确保相对固定,这样可以避免在合拢段混凝土的浇筑过程中出现早期的裂缝问题。在合拢施工中,临时锁定是合拢的关键,合拢锁定应遵循又拉又撑的原则,其中主要的施工任务为劲性骨架的焊接以及临时预应力束的张拉。支撑劲性骨架采用“预埋槽钢+连接槽钢+预埋槽钢”三段式结构,对骨架的截面面积和支撑位置的确定则应严格根据设计要求进行计算。在合拢两端设置有预埋槽钢,当进行合拢时,是在两预埋槽钢之间设置连接槽钢,并采用联结钢板将两者固定成为一个整体,固定方式为焊接,当进行焊接时,焊缝不得设置在同个截面处。当进行临时预应力束的设置时应严格根据设计要求进行,同时还应根据设计对预应力张拉力进行确定。预应力的张拉工序应紧跟在劲性骨架顶紧施工之后。在合拢施工完成之后需要将临时预应力束拆除,因此在张拉锚固完成之后,不需要进行压浆处理。

(6)浇筑合拢段混凝土。在合拢段混凝土的浇筑施工过程中,为了确保施工中的平衡,当混凝土的浇筑重量增加一部分之后,应卸去相同重量的配重水。合拢段混凝土的浇筑时间一般应安排在一天中温度较低的时段内,这样可以确保在温度升高之后,混凝土始终处于受压的状态,这样可以避免在混凝土终凝之后出现混凝土开裂的问题。

(7)预应力施工。在合拢段永久预应力束张拉之前,为了有效的减小温差,应对箱梁的悬臂段采取覆盖和洒水降温的措施。底板预应力束的穿插管道应确保通畅。当合拢段混凝土达到设计强度之后,即可开始进行预应力束的张拉,张拉先后顺序分布为边跨顶板、底板第一批预应力。张拉应采取两端对称张拉的方式。

4.2中跨合拢施工

(1)吊架及模板的安装。当进行中跨合拢梁段的施工时主要采用的是合拢钢吊架施工方式。在施工挂篮的底蓝和模板系统拆除之后即可用于中跨合拢的施工。(2)设平衡重。在本工程中进行中跨合拢段平衡重的设置主要采用的是悬臂段水箱加水的方式。平衡重的吨位应根据设计要求进行确定。普通钢筋和预应力管道的安装方式则与边跨合拢段的施工方式一致。(3)合拢锁定。边跨合拢段的锁定施工与中跨的锁定施工相同。(4)解除临时锁定。解除连续梁墩顶的临时锁定,并切断该墩临时支座锚固钢筋,完成体系转换。(5)最后进行合拢段的混凝土浇筑,浇筑施工方法类似于中跨以及边跨合拢段方式。浇筑混凝土完成后则可以按照设计张拉顺序进行张拉。然后再拆除模板及吊架,然后拆除模板及吊架。

5.结语

通过结合某大桥连续箱梁施工实例以及笔者工程实践经验,针对大跨径桥梁施工过程中的合拢段施工而展开探讨,对边跨合拢、中跨合拢等进行详细分析,总结出可行的施工技术措施。

参考文献

[1]刘振国.浅谈梁式桥现浇悬臂连续箱梁合拢段施工工艺[J].黑龙江交通科技,2013,(09).

预应力混凝土箱梁桥裂缝成因分析 篇7

随着高速公路建设的迅猛发展, 预应力混凝土箱梁以其刚度大、线形优美、跨越能力强而被广泛地用于桥梁工程中。自20世纪70年代以来, 预应力混凝土箱梁桥在施工或使用阶段, 在不同部位出现了开裂等问题, 直接影响到桥梁的使用性能、耐久性及使用寿命。如何尽量避免裂缝产生并对发现的裂缝有效进行处理, 是广大桥梁设计和施工人员一直研究的课题。

2 预应力混凝土箱梁桥的裂缝及产生原因

2.1 斜裂缝

斜裂缝也称主拉应力裂缝, 这是预应力混凝土梁桥中出现最多的一种裂缝。由主拉应力引起的梁腹板上的斜裂缝, 可明显降低结构的承载力。此裂缝一般先发生在剪应力最大的支座附近的腹板上, 与梁轴线成25°~50°开裂, 并随着时间的推移, 不断向受压区发展。裂缝数也会增加, 斜裂缝一旦出现, 就应注意观测。如果斜裂缝局限在受拉区且已趋于稳定, 不再发展, 则可以容忍;如果裂缝长度发展至受压区, 或裂缝区迅速向跨中发展, 则应认为是严重的, 必须加固处理。斜裂缝的主要产生原因:

2.1.1 设计方面

新规范出台前, 主拉应力不控制设计, 对斜截面强度或主拉应力重视不够, 还有构造筋配置不足、斜向钢束起弯过早、竖向预应力筋不足等原因。

2.1.2 施工方面

(1) 由于模板安设粗糙, 浇注时模板走动, 使腹板厚度减薄而导致斜裂缝。

(2) 对竖向预应力张拉重视不够, 张拉吨位不足。有的虽然张拉了竖向预应力, 但拖延很长时间才进行管道压浆, 导致竖向预应力筋锈蚀, 或减少了竖向有效预应力而出现斜裂缝。

(3) 有的桥在悬臂平衡挂篮浇注时, 由于未预压重及浇注顺序由里向外, 出现了垂直裂缝, 虽张拉预应力束, 裂缝不可能闭合。

2.2 纵向裂缝

纵向裂缝也是预应力梁桥中出现较多的一种裂缝, 仅次于主拉应力斜裂缝, 较多地出现在箱梁的顶、底板上, 顺桥向。有的纵向裂缝连续贯通较长, 有的则不连续、较短。引起纵向裂缝的原因较多, 主要存在于以下三方面:

2.2.1 未采用横向预应力

早期修建的梁桥, 横向为钢筋混凝土结构, 在荷载作用下, 顶板中部下缘容易出现纵向裂缝。

2.2.2 顺桥向的永存预应力过大

在大跨径梁桥采用全预应力结构的设计中, 往往对最小应力留有约2MPa的压应力储备, 以克服计算简化假定或图式与实际的不一致, 以及剪力滞、局部应力等的不利影响。有的误认为压应力储备留得越大越安全, 实际上恰恰相反, 压应力储备大容易导致纵向裂缝, 且浪费钢束。根据材料力学原理, 构件在承受轴向力时, 轴向长度因弹性压缩而缩短, 而于垂直方向将因材料的泊松比而产生拉应变。如果应力储备过大, 就会在垂直方向发生较大的拉应变, 在最薄弱的截面, 往往因拉应力过大沿预应力管道出现纵向裂缝, 这种裂缝沿顺桥向预应力管道而发展, 下渗的水会沿管流动, 造成预应力钢筋锈蚀, 从而降低结构的承载力。

2.2.3 温差应力估计不足

日照温差对混凝土桥梁的影响远远大于年温差。新的《公路桥涵设计通用规范》 (JTGD60-2004) 经过对不同温度梯度模式的比较, 采用了美国规范的温度曲线。为了分析温度应力对预应力混凝土桥梁设计的重要性, 通过对一座等高度预应力混凝土连续箱梁的分析, 得到如下结论:采用不同的温度梯度模式计算得到的梁内温度应力相差较大, 甚至可能是异号应力。对跨中截面, 活荷载在截面下缘产生的拉应力为3.85MPa, 而最大温度应力可达2.656MPa;对于支点截面, 活荷载在截面上缘产生的拉应力为2.117MPa, 相对应的温度应力为1.715MPa。可见, 温度应力在整个桥梁设计中占有很大的比重。

2.3 齿板裂缝

根据国内外有关资料报道, 底板锚块开裂的事例屡见不鲜, 特别是锚固在梁跨受拉区的底板束, 设计稍有不当就会引起底板锚块混凝土开裂。底板齿板裂缝一般始自底板锚块后面, 并与箱梁桥纵轴成30°~45°角斜向两侧腹板扩展。

3 设计注意事项

3.1 边跨与中跨的比例及高跨比

边跨与主跨比例配置是否合适, 直接影响到结构受力的合理性。若边跨与主跨跨径之比太大, 边跨支架施工梁段长度偏长, 相对于中间孔跨, 边跨结构的整体刚度偏小, 在恒、活载作用下, 边跨的现浇段部分会出现较大的主拉应力, 易使混凝土开裂, 边跨加载对中跨箱梁的结构受力也不好;若边跨与主跨跨径之比过小, 则边跨支点可能会出现向上的拉力, 同时连续梁各跨的刚度会有较大的差异。对于等截面梁, 边中跨比大多在0.5~1.0之间, 高跨比为1/18~1/20之间, 对于变截面连续梁, 边中跨比通常在0. 5~0. 8之间取用, 高跨比跨中在1/30~1/50、支点在1/15~1/20范围内考虑。

3.2 腹板、顶板及底板厚度

(1) 腹板

增加腹板的厚度, 势必增加箱梁桥自重。在自重荷载占70%左右的情况下, 应尽可能减少自重。腹板的最小厚度首先要满足构造要求。各国规范也只给出预应力管道间的最小净距、保护层厚度, 未明确腹板的最小厚度。腹板厚度的变化对截面应力状况的变化非常敏感。当腹板厚度稍有增加时, 截面的正应力、剪应力和主拉应力均有良好的改善。

(2) 顶板与底板

对于顶板, 首先要满足桥面板的受力要求, 其次要满足力筋的构造要求, 因此只能给出一个构造要求下的最小尺寸。对于底板, 需要满足正弯矩下的力筋通过的构造要求。

3.3 纵向预应力钢束布置

(1) 把纵向预应力束的锚头错开搭界, 从而避免出现拉力区。

(2) 顶板预应力束布置

在顶板布置足够数量的纵向预应力束, 使在底板预应力束张拉之前, 整个箱梁体, 尤其是腹板, 具备较强的压应力储备。因此, 在底板预应力束张拉时, 只要张拉预应力不超过压应力储备, 顶、底板锚头之间就不会出现拉力区。针对受力要求, 为了尽可能减小断面或加大悬臂及箱内跨径, 顶板还应布置横向预应力束。虽然横向预应力过大也会对纵向有效正应力带来一定的卸载作用, 但横向预应力是克服纵向裂缝最有效的办法。

3.4 配置足够数量的非预应力钢筋

在预拉区设置非预应力钢筋, 一方面可以防止施工阶段因混凝土收缩和温差引起的预拉区裂缝, 承受施加预应力过程中产生的拉应力, 提高使用阶段桥梁机构的抗压能力;另一方面, 对箱梁桥裂缝宽度的控制也起着重要的作用。为了充分发挥非预应力筋的作用, 应注意以下措施:

(1) 提高钢筋与混凝土的粘结力

采用较小直径的钢筋, 分散布置, 尽量使用螺纹钢筋, 避免使用光面钢筋, 以有效提高钢筋与混凝土的粘结力, 可避免裂缝或使裂缝间距和宽度减小。

(2) 重视抵抗局部应力的配筋

在锚固区, 预应力筋弯起处等部位加强配筋, 可以有效防止产生顶、底板的齿板裂缝和曲束裂缝。

摘要:分析了预应力混凝土梁桥常见裂缝的产生原因, 提出了设计中控制裂缝的方法, 供工程技术人员参考。

关键词:连续箱梁,裂缝,预应力,钢束

参考文献

[1]中交公路规划设计院.预应力混凝土梁桥裂缝成因分析研究报告[R].1998.

[2]混凝土结构的裂缝和裂缝控制[J].北京公路.1989.

混凝土箱梁桥 篇8

现今, 我国各地区加强道路和桥梁的建设, 其中桥梁的建设受到各方面的关注, 不仅是其建设成本较大, 而且是其结构的合理性, 桥梁的寿命和桥梁的承载力等等影响着众多决策者对现行的桥梁的判断标准。其中, 桥梁的改造, 很多杜聪桥梁的材料商考虑, 例如采用高性能、高强的材料作为建设桥梁的主要材料同钢桥相比较, 现行的钢和混凝土组合梁桥具有较多的不可替代的优势, 例如冲击效应和疲劳效应较少, 钢材耐腐蚀性能提升, 钢-混凝土组合梁桥产生的噪音也较少, 方便检修工人的作业, 钢-混凝土组合梁桥的养护工作量相对较少;当其与钢筋混凝土桥相比, 钢-混凝土组合梁桥有相当显著特点, 自重轻是钢-混凝土组合梁桥得天独厚的一个特征, 特别是在四川等地, 地震发生频率较高, 钢-混凝土组合梁桥也具有良好的抗震性能, 在抢修桥梁中, 钢-混凝土组合梁桥施工周期短, 工业化程度高、环境效果佳等优点。本文将针对钢-混凝土组合梁桥受力性能进行系统而全面的分析。

2 钢-混凝土组合梁桥性能分析

我国钢材材质在近时期得到不断的优化和提升, 钢的加工技术也逐渐成熟, 在现今的桥梁建设工程中, 组合梁桥也越来越具有更强的竞争力;在大跨度斜拉桥上, 钢-混凝土组合桥面也具有很高的综合性能。

对于多跨度梁桥, 钢-混凝土组合梁桥具有良好的性能, 在抗震性能、抗疲劳效应上均具有良好的使用性能。但是, 连续钢-混凝土组合梁桥内支座在承受负弯矩时, 会产生混凝土钢梁结构的变形, 例如受拉压力的影响, 钢-混凝土结构强度一直是研究中的问题, 钢-混凝土抗拉强度如果选择低了, 在受到外界的影响情况下, 极易产生开裂等不良影响, 钢-混凝土抗拉强度如果选择过高, 将影响钢-混凝土抗冲击特性, 没有一定的韧性, 易恢复特性较低, 也会造成不良影响。在钢-混凝土的使用过程中, 长期的外界环境因素的影响, 易造成钢-混凝土的各种腐蚀, 钢-混凝土质地的改变, 导致了其结构的不均衡化, 易造成钢-混凝土维护困难, 保养维修也受到不同的影响。这些都是钢-混凝土工程商应该加以考虑的问题。钢-混凝土组合梁桥以其梁桥支座低、抗震性能好、自重轻等等特点, 其性能的优越性在国内组合梁桥建设中起着举足轻重的作用。

3 钢—混凝土组合梁桥开裂分析

钢-混凝土组合梁桥虽以其梁桥支座低、抗震性能好、自重轻等等特点, 在国内应用广泛, 但是, 其施工方式造成的误差, 各种材料的不合理使用等等极有可能导致钢-混凝土组合梁桥开裂的情况, 钢-混凝土组合梁桥开裂一方面是其钢-混凝土的材料组成及性质所决定, 还有就是外界环境、温湿度、腐蚀、重卡车等影响因素, 这些外界因素多会影响钢-混凝土组合梁桥的边界值, 使得钢-混凝土组合梁桥不断的超过边界值, 最终导致一定的开裂, 使得钢-混凝土组合梁桥危险性提高。

一般钢-混凝土组合梁桥出现开裂等情况, 我们都会从结构因素上去研究它, 对于钢-混凝土组合梁, 一方面是由于抗剪连接件的作用, 混凝土桥面板受到钢梁轴向和弯曲刚度的约束, 开裂机理与钢筋混凝土构件有所不同。另一方面是钢筋的保护层厚度也是影响钢-混凝土一个方面的原因, 保护层的厚度越大, 相应的钢-混凝土结构在抗拉压强度上有较好的承载力, 在一定程度上, 减少了因为外界载荷的不均匀分布导致的结构易变形等特点, 保护层厚度太小, 容易造成钢筋结构的外露, 易导致钢-混凝土的结构的损坏, 长期受外界各种有毒气体, 各种物质的混合作用, 导致钢-混凝土的刚度比、混凝土抗拉压强度、钢-混凝土的保护层的厚度等等受到影响, 从而导致钢-混凝土过早的开裂等情况的发生, 因此钢-混凝土组合梁通常受多种因素共同影响, 在设计钢-混凝土组合梁桥时, 应该严格按照国家规定实施, 避免一些不必要的结果。

4 钢-混凝土组合梁桥受力分析

钢-混凝土组合梁桥主要也是梁桥的内部应力, 连续钢-混凝土组合梁桥内支座在承受负弯矩时, 由于各种因素导致了其不同程度的开裂, 其中很大一部分原因则是其一部分受拉区混凝土失效了, 使截面刚度比开裂前减小, 大量试验和数值分析表明, 在使用荷载作用下, 组合梁的钢梁一般处于弹性工作阶段, 跨中混凝土板的压应变也位于应力应变曲线的上升段。通过以上分析, 避免或减少连续组合梁混凝土开裂的具体方法综述具体见表1。

从表1可看出, 避免或减少连续组合梁混凝土开裂的方法很多, 混凝土结构受多种因素的影响, 根据外界地理环境的需求, 合理的施工顺序和合理的预紧力的施加都是必要的减小混凝土开裂的方法, 如一般在混凝土施工完成之后, 通过不断的调整和修复改变相应的混凝土桥墩的高度来进行改变支座预应力的大小。支座的高度的变化应其组合桥梁的跨度有一定的计算表达式, 根据其合理的设计, 钢-混凝土组合梁桥相当显著特点, 自重轻是钢-混凝土组合梁桥得天独厚的一个特征, 钢-混凝土组合梁桥也具有良好的抗震性能, 在抢修桥梁中, 钢-混凝土组合梁桥施工周期短, 工业化程度高、环境效果佳等优点。

5结束语

本文系统而全面的分析了钢-混凝土组合梁桥的各方面性能。有钢-混凝土组合梁桥同钢桥相比较, 现行的钢-混凝土组合梁桥具有较多的不可替代的优势, 例如钢-混凝土组合梁桥冲击效应和疲劳效应较少, 钢材耐腐蚀性能提升, 产生的噪音也较少, 方便检修工人的作业, 钢-混凝土组合梁桥的养护工作量相对较少;当其与钢筋混凝土桥相比, 钢-混凝土组合梁桥亦相当显著特点, 自重轻是钢-混凝土组合梁桥得天独厚的一个特征, 钢-混凝土组合梁桥也具有良好的抗震性能, 在抢修桥梁中, 钢-混凝土组合梁桥施工周期短, 工业化程度高等优点。钢-混凝土组合梁桥的各种研究相继继续着, 具有较好的应用前景。

摘要:系统而全面的分析钢-混凝土组合梁桥受力性能, 首先介绍了钢-混凝土组合梁桥的得天独厚的优点, 自重轻、噪音低、抗震性能好等, 然后对其受力开裂的原因进行了分析, 针对此开裂情况, 给出了各种解决途径和措施, 如通过张拉钢丝束在混凝土桥面板内施加预应力等, 针对钢-混凝土组合梁桥具有一定的指导意义。

关键词:钢-混凝土,组合梁桥,受力开裂

参考文献

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预应力混凝土连续箱梁桥荷载试验 篇9

某高速公路桥为预应力混凝土连续箱梁, 跨径布置为18 m+4×25 m+18 m, 下部构造为柱式墩, 肋板式台和柱式台配桩基础。平面上位于R=1 050 m圆曲线段, 纵面位于R=27 000 m的凹型竖曲线。荷载等级:汽-超20, 挂-120。

2 静载试验

2.1 试验荷载确定

按试验荷载效应与设计荷载效应等效的原则, 对各测试截面活载内力进行计算分析, 确定静载试验荷载的大小。静载试验时用汽车车辆直接加载, 每辆汽车装载后总重为300 kN (前轴重60 kN, 中、后轴重均为120 kN) 。经过静载试验模拟计算, 该桥在静载试验过程中共需该类车6辆。

静载试验工况如下: (1) 工况Ⅰ:边跨跨中最大正弯矩, 影响线如图1所示; (2) 工况Ⅱ:第二跨跨中最大正弯矩, 影响线如图2所示; (3) 工况Ⅲ:18m处支点截面最大负弯矩, 影响线如图3所示。

2.2 测试内容

(1) 应力测试:对试验跨的1/2跨及中间支座截面进行应力测试;

(2) 变形观测:对试验跨的1/4跨, 1/2跨、3/4跨及支座位置进行挠度观测;

(3) 裂缝观测:对全桥特别是跨中、支座等敏感部位在加载前后均进行仔细的裂缝观测。

2.3 测点位置

根据荷载试验设计要求, 箱梁桥的应力、应变测试截面选择在各跨的L/4、L/2以及支点位置, 试验过程中的控制截面如图4所示, 各控制截面应变片的布置如图5所示。

3 试验结果评定

(1) 静载试验荷载效率系数

荷载效率系数表示为:η=Sstat/ (S·δ) , 式中:Sstat为试验荷载作用, 检测部位变化或力的计算值;S为设计标准荷载作用, 检验部位变化或力的计算值;δ为设计采用的动力系数。

静载试验荷载效率见表1, 1.05≥η>0.8, 满足基本荷载试验条件。

(2) 静力试验结果

结构试验效率最大部位的结果满足以下全部条件, 可以认为桥梁是符合设计要求的。

①量测的弹性变形或力值 (Se) 与试验荷载作用下的理论计算值 (Sstat) 的比值Se/Sstat满足条件:β

②量测的残余变形值 (Sp) 与量测的总变形值 (Stot) 比值满足条件:Sp/Stot≤a1。本桥取α1=0.25。

各荷载工况下, 各控制截面残余变形值Sp与总变形Stot的比值见表3。

③量测的最大变形或力总值 (Stot) 不应超过设计标准的容许值。各工况下应力测试结果如表4~表6所示。各工况下挠度测试结果如表7~表9所示。

工况Ⅱ跨中挠度实测值Stot=0.99mm≤[Δ]=L/600=41.7 mm, 因此满足设计要求。

④试验荷载作用下裂缝宽度不应超过设计允许值, 且卸载后应闭合到小于容许值的1/3。原有其它裂缝 (如施工裂缝、收缩裂缝、温度裂缝等) , 受载后也不应超过标准容许宽度。

本桥加载试验前, 主梁未发现微裂缝, 最大荷载作用下, 危险截面未产生裂缝, 故满足设计要求。

注:表7~表9中负值表示上挠, 正值表示下挠。

3 结论

(1) 静力加载试验共动用30吨重车6辆, 对该桥进行了应力测试及挠度测试, 并对可能开裂部位进行了裂缝观测, 试验中未出现任何异常情况。

(2) 该桥实测桥面最大挠度绝对值为0.99 mm, 远小于《桥规》规定的L/600的要求, 表明该桥具有良好的刚度。

(3) 该桥在试验荷载作用下, 静力承载能力良好, 满足设计要求。

摘要:为了检验预应力混凝土连续箱梁桥的施工质量, 检验其安全性是否满足设计要求。根据预应力混凝土连续箱梁桥的静载试验结果, 对该桥的安全性能进行评定。

关键词:预应力混凝土,连续箱梁桥,静载试验,安全性评定

参考文献

[1]交通部公路科学研究所等单位编, 《大跨径混凝土桥梁的试验方法》, 人民交通出版社, 1982年。

[2]中华人民共和国交通部标准, 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTGD62—2004) , 人民交通出版社, 2004年。

[3]中华人民共和国交通部标准, 《公路桥涵设计通用规范》 (JT-GD60—2004) 。

[4]章关永, 《桥梁结构试验》, 人民交通出版社, 2002年。

预应力混凝土连续箱梁桥设计分析 篇10

关键词:预应力,连续箱梁,设计原理,设计要点

前言

预应力连续梁具有外形美观、整体性能好、施工方便以及抗震性能好等特点, 尤其是在行车舒适度方面显示出了高度的优势。另外, 这种桥型在设计和施工方面都具有较为成熟的技术, 并且建成后的养护工作量也较小, 所以在公路、城市和铁路桥梁工程中运用地很广泛。

1 预应力连续箱梁的设计理论

在设计桥梁时, 不仅要对桥位所处的地理环境以及周边环境进行调查, 还要对桥型的特点、施工材料和技术等相关知识了如指掌, 这样才能够在各种极限的状态下保证施工的可行性和安全性。当然, 除了技术上的指标之外, 还要考虑桥型的经济性和艺术性。其中, 对桥型的布置和构造是预应力混凝土连续箱梁设计的关键步骤, 其成果决定了桥梁设计的成败。

1.1 桥型布置

桥型布置分为两个方面:平面布置和立面布置。其中平面布置与路线的方向和河流或者是与被交线路的夹角、桥位所处位置的地质和地形等因素有关系。常见的布置方式有正交、斜交、反向曲线以及单向曲线等。正交桥梁的伸缩缝和墩台与主梁中线垂直, 这是最简单的布置方式;斜交桥梁在满足行车和宣泄洪水的前提下, 既可以与主梁中线垂直, 也可以斜交;曲线桥梁的伸缩缝和墩台方向通过径向布置, 目的是便于内力分析。

1.2 构造设计

(1) 桥梁横截面设计。截面形式主要是根据桥梁的跨径、梁高、宽度、总体布置、支撑形式以及施工方法等多种因素综合确定。主梁的截面形式的选择对施工、经费以及桥梁的自重和截面的受力性都有影响。

预应力桥梁常采用横截面形式有板式、肋梁式和箱型式, 较前两种, 箱行式的优点是抗弯性能和抗扭性能较强。另外, 箱形截面没有固定的结构, 适合支架现浇、悬臂施工等施工方式。箱形截面又可以分为多种形式, 常见的单箱单室桥宽不超过18m, 双箱单室桥宽要达到20m, 而单箱双室桥则要高达25m。

以箱行截面为例, 叙述如何确定出底板、顶板和腹板的细部尺寸。负弯矩越大, 箱梁底板厚度就要越厚, 直到根部, 所以根部底板厚度通常是根部梁高的1/10~1/12, 跨中底板厚度通常是200~250mm。此外, 在确定箱行截面顶板的厚度时, 还要考虑桥面横向弯矩和纵横向预应力钢筋布置两个因素。

箱形截面顶板两侧的翼板可以调节顶板内弯矩, 通常翼板的长度是腹板间距的一半。在配置横向预应力筋时, 翼板要尽可能地向外伸展。腹板的作用是承载截面剪力和主拉应力。对于预应力连续梁桥, 弯束对荷载剪力的作用可以降低梁内剪应力和主拉应力。除了受力因素, 还要考虑预应力钢筋的布置和在混凝土浇筑后箱梁腹板的厚度, 这个厚度要根据预应力束管道布置的情况而定。如果布置了预应力束管道, 厚度为25~300mm, 否则厚度为200mm。

在箱梁细部构造中, 也要思考承托的形式和尺寸。承托对截面的抗弯刚度和抗扭刚度有一定的加强作用。承托所提供的空间方便了纵向预应力筋和横向预应力筋的布置, 在保证构造稳定的前提下, 降低了顶板和底板的厚度。

(2) 横隔梁的设计。箱梁横隔梁可以提高截面的横向刚度, 但是为了满足构造的稳定需求, 在支点处设置横隔梁的同时还要适当地设置中横隔梁, 单箱单室截面除外。至于多箱截面, 要在箱间设置较多的横隔梁。对于使用顶推法施工的箱梁, 可以临时设置横向连接, 完工后再浇筑支点横隔梁。

配筋形式与箱梁的支承方式决定了支点处横隔梁的大小。如果支承是在梁腹板的下面时, 只要在横隔梁中配置一些普通的钢筋即可, 横隔梁肋的宽度设置在300-500mm之间。

2 预应力连续箱梁设计的要点问题

2.1 抗剪问题

一是没有对桥梁的抗剪极限强度和抗剪截面尺寸进行验算, 错误地用主拉应力的验算替代。箱梁腹板尺寸主要是由抗剪极限承载能力决定的, 即使主拉应力符合规范, 但是在正常使用中的极限状态下, 抗剪截面尺寸也许会无法满足规范, 会导致斜裂缝。

二是通过增加腹筋的方式来满足主拉应力和斜截面抗剪强度, 没有对抗剪截面尺寸进行验算。虽然我们可以根据抗剪公式配置腹筋, 从而使得抗剪能力得到提高, 但是实际上, 抗剪钢筋的配筋率达到一定程度时就不会再对抗剪能力起到提高的作用。同时满足截面尺寸小和斜裂缝变宽的情况下会出现斜压破坏现象。所以应该是通过加大截面尺寸的方法以提高抗剪能力, 而不是增加钢筋。

三是设计者将预应力连续箱梁的抗弯横向分布增大系数与抗剪横向分布增大系数相同化, 导致了腹板出现了斜裂缝。在下部使用独柱墩, 会在偏转力的影响下出现扭转和变形。

2.2 齿板锚后拉应力问题

通常跨径大的预应力连续箱梁底板处设置齿板, 尤其是当跨径在40~60m之间。在这种情况下, 腹板的抗剪能力会被降低, 从而会使结构得到破坏。

如果想要避免这种裂缝的出现, 在设计中要注意以下几点:

(1) 在相同的断面中, 不能将锚固的预应力钢束吨位设置过大;

(2) 要在锚固断面底板设置一些压应力储备, 尽可能地避开拉应力区设置锚固预应力钢束;

(3) 因为连接处比较薄弱, 所以最好的做法是保证锚固断面避开施工缝。

2.3 径向力问题

如果在工程中发现部分悬浇施工的预应力连续箱梁, 在合并后又出现纵向裂缝, 那么径向力会是引起这种现象的原因之一。

如果将钢束放置在平面上并且使曲线布置, 那么钢束曲率将会向混凝土的径向荷载传递, 并且对圆曲线是F/R, 产生的折角是Fθ, 如下图:

在设计中也可以采取以下措施来避免这种情况:一是将箱梁的底板厚度设置为超过通过底板的最大波纹管外径的3倍;二是尽可能将钢束布置在腹板;三是在底板配置足够多的横向钢筋和防崩钢筋;四是对合拢高差进行严格控制。

3 结语

综上所述, 预应力连续箱梁桥虽然已经具备了较为成熟的设计原理和施工技术, 但是在实际的设计中仍存在一些问题, 还需不断地改善。

参考文献

[1]刘学琪.浅析预应力混凝土连续箱梁设计[J].甘肃科技, 2007-09.

[2]龚建灿.预应力混凝土连续箱梁桥设计与施工研究[D].浙江大学, 2007-01.

[3]赵建永.中小跨径预应力混凝土连续箱梁设计与施工[J].交通世界 (建养.机械) , 2012-10.

混凝土箱梁桥 篇11

关键词:桥梁工程;模型修正;实数编码加速遗传算法;预应力混凝土连续梁桥;环境激励模态试验;动力特性

中图分类号:TU3113文献标志码:A文章编号:1674-4764(2012)06-0032-07

在《不中断交通的梁式桥梁试验及状态评定方法的研究》这一项目的研究过程中,以桥梁承载力的快速评定为目标,项目组提出了基于运行模态分析的模态挠度法[1]。该方法应用于桥梁承载力评定时,首先需对试验模态振型质量归一化。为此项目组提出了基于有限元模型的质量归一化法。因此,为了模态挠度法有效和可靠应用于桥梁承载力评定,需建立桥梁较精确的有限元模型。

预应力混凝土连续梁桥,具有结构刚度大、变形小、整体性能和抗震性能好,特别是主梁变形挠曲线平缓,桥面伸缩缝少,行车舒适等优点,在桥梁工程中得到广泛采用。针对该类桥型的健康检测、状态评估与维修加固等任务,若能建立基本准确反映其实际动力行为的有限元模型,无疑具有重要意义。然而,对于桥梁有限元模型,其建模过程中会引入各种假设和简化,同时存在诸多不确定因素,都会导致与真实模型间存在误差,因此,须对它进行修正。

模型修正对象常分为结构的质量阵与刚度阵、物理和几何等设计参数,后者的物理意义明确,更具工程应用价值。频率、振型、反共振频率和振型相关系数等模态数据常用于模型修正。根据问题的需要,许多研究者[2-7]采用了不同的模态数据。目前对于模型修正的方法,主要有基于统计分析技术[8]、灵敏度分析[9]、微粒群算法[10]、神经网络[11]和遗传算法[12]等优化算法。遗传算法,作为一种高度并行、随机和自适应搜索算法,特别适用于有限元模型修正这类复杂非线性优化问题。

本文以张家港河大桥为对象,构造有限元模型的2个评价指标:频率和振型相关系数,由此定义目标函数,采用该桥环境激励模态试验的结果,基于实数编码加速遗传算法对有限元模型进行修正,并对修正后有限元模型的预测能力进行评估,由此探讨预应力连续箱梁桥的动力有限元模型修正问题。林贤坤,等:预应力连续箱梁桥的动力有限元模型修正1张家港河大桥简介

混凝土箱梁桥 篇12

目前,具有强大分析功能的通用大型有限元软件被广泛用于桥梁的结构计算和施工模拟中,但是这些软件大都不包含与我国规范相匹配的混凝土徐变计算功能,大大限制了该类分析软件在混凝土徐变分析中的应用。为此,本文研究如何在通用有限元软件ANSYS中引入可以考虑徐变的材料本构关系,实现混凝土徐变效应的计算功能。在此基础上,重点分析混凝土徐变对主梁线形的影响以及跨中长期挠度随时间的发展规律。

1 ANSYS中混凝土徐变的分析方法

ANSYS现有的功能,不含混凝土徐变的计算,可以利用ANSYS的金属蠕变功能,来拟合混凝土的徐变曲线,从而计算混凝土徐变。ANSYS通过求解蠕变的本构微分方程,得出单位时间间隔内蠕变应变增量来实现蠕变计算。因此,利用ANSYS进行混凝土徐变分析的关键是蠕变物理方程的选取以及求解单位时间间隔内蠕变的应变增量。

1.1 混凝土徐变的基本假设

因客观因素的复杂性,对于混凝土徐变,实际工程常采用如下假定[1]:1)不考虑结构配筋的影响,把结构当作素混凝土。2)混凝土的弹性模量假定为常值。3)徐变线性理论。即徐变应变与应力成正比例关系的假定。由此,“力的独立作用原理”和“应力与应变的叠加原理”均在计算中适用。

1.2 ANSYS中的金属蠕变理论

对于金属蠕变,与混凝土徐变类似,也有多种理论,包括陈化理论,时间硬化理论,应变硬化理论,塑性滞后理论等。ANSYS中通过蠕变方程来模拟金属蠕变行为,该方程描述了试验中观察到的主要特征并以蠕变应变率的方式表达,可以看出,蠕变应变、应力和时间存在一定的关系,在应力为常数时可表示为:

εc=f1(σ)f2(t) (1)

根据混凝土徐变的基本假定以及混凝土徐变理论,有下面的关系式:

εc(t,τ)=σ(t)Eφ(t,τ)=σ0Eφ(t,τ)=f1(σ)f2(t) (2)

比较式(1)与式(2),可以发现金属的蠕变与混凝土的徐变有很多相似之处,它们的应力应变关系方程在一定程度上是相同的。因此在ANSYS中按照金属蠕变的计算方法来计算混凝土徐变是完全可行的。

2 材料常数和徐变系数的确定

ANSYS中提供了很多蠕变准则,本文采用目前研究比较多而且应用比较方便、广泛的C6=0的初始徐变方程[2]:

Δεcr=C1σC2εC3e-C4/TΔt

其中,ε为等效应变(以修正的总应变为基础);σ为等效应力;T为绝对温度(所有给定温度加上TOFFST);t为在子步结束的时间。

由于采用的是线性徐变理论,即徐变的变化率与应力无关,而与应变呈正比例关系,所以C2=0,C3=1。又因为不考虑温度对徐变的影响,所以C4=0。在应力不变条件下,有:

ε(t)=εc(t)+εe=φ(t,t0)εe+εe

在ANSYS中,Δεc=C1εeΔt=C1εe(1+φt,即可得:

C1=εeΔφΔt(1+φ)εe=ΔφΔt(1+ϕ)

有了上面的关系式,则可计算相应时间的徐变系数和蠕变准则中C1的值。

3 工程实例分析

某连续刚构桥,其跨径布置为140 m+268 m+140 m,箱梁根部高度15 m,跨中高度4.5 m,其间梁高按1.6次抛物线变化。箱梁顶板厚0.32 m,底板厚由跨中0.32 m按1.6次抛物线变化至根部1.7 m。箱梁顶板宽16.4 m,底板宽7.5 m,腹板厚按0.6 m~0.5 m~0.45 m变化。采用Beam188单元建立模型,全桥共分180个单元,1~144为桥面单元,145~180为桥墩单元。有限元模型见图1。

对于施工中使用的一些辅助设施,可转换为等效集中荷载或均布荷载,拆除这些辅助设施时则施加反向的荷载;临时支座的安装与拆除可通过在ANSYS中添加或删除相应的位移约束来实现;预应力筋的张拉也可以转换为等效荷载;施工过程可利用ANSYS中的单元生死功能来实现。全桥采用悬臂法施工,从开始建造桥墩至全桥合龙共分为143个施工步。

应用本文的分析方法进行模拟计算,并与桥博计算结果进行比较,以验证其分析方法的可行性。表1列出了跨中71节点分别在第140(成桥)、141(成桥1年)、142(张拉剩余束)、143(成桥3年)、144(成桥5年)、145(成桥10年)、146(成桥30年)施工步的挠度,两种计算结果的比较。

可以看出两种计算结果吻合良好,最大偏差为5%,表明了本文方法的正确性。跨中挠度在成桥后3年的增量为13.6 cm,10年的增量为19 cm,30年的增量为22.3 cm,表明混凝土徐变对主梁线形影响很大,因此,徐变的预测结果会直接影响到桥梁的合龙以及成桥后的线形。

从图2可以看出,成桥后混凝土徐变对主跨的挠度影响较大,而对边跨的挠度影响较小。尤其对主跨跨中附近区域影响最为显著,其中跨中节点30年徐变挠度增量达到22.3 cm。随着时间的增长,混凝土的收缩徐变使主梁挠度不断增大;主梁的最大挠度出现在跨中位置,次边跨跨中挠度要小于主跨跨中挠度;桥墩处主梁挠度很小,可以忽略;成桥后前3年收缩徐变对主梁挠度的影响很大,主梁挠度随着收缩徐变的进程变缓而变化减慢。

4 结语

根据线形叠加原理,利用ANSYS中金属蠕变的本构关系曲线拟合混凝土徐变系数曲线,模拟桥梁实际的施工过程,来分析混凝土的徐变效应,其方法是完全可行的。尤其是对于预应力混凝土箱梁桥这类复杂的结构,可以克服桥梁专用软件单元种类单一的不足,还可以建立结构的空间模型,实现混凝土的三维计算,更加符合结构的实际状态。本文的计算结果表明,混凝土徐变对大跨桥梁的跨中挠度影响显著,在施工控制中对混凝土徐变的影响程度及长期性应予以足够的重视。

摘要:指出大跨度混凝土箱梁桥混凝土徐变对桥梁的合龙精度及成桥后的线形有着重要影响,对如何应用ANSYS有限元软件分析混凝土的徐变效应进行了研究,在此基础上,以某连续刚构桥为例,分析了徐变对跨中挠度的影响,得出混凝土徐变对大跨桥梁的跨中挠度影响显著的结论。

关键词:ANSYS,箱梁桥,混凝土徐变,长期挠度

参考文献

[1]周履,陈永春.收缩徐变[M].北京:中国铁道出版社,1994.

[2]何继访,扬文兵,苏砺锋.基于ANSYS平台的混凝土徐变计算[J].湖南交通科技,2006(3):21-23.

[3]张立明.Algor、Ansys在桥梁工程中的应用方法与实例[M].北京:人民交通出版社,2003.

[4]杨洪,赵启林,潘大荣.高性能混凝土徐变研究概述[J].山西建筑,2008,34(14):153-154.

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