预应力混凝土连续箱梁桥参数敏感性分析
预应力混凝土连续刚构桥箱梁开裂成因分析及其施工建议

预应力混凝土连续刚构桥箱梁开裂成因分析及其施工建议摘要:针对混凝土薄壁箱梁桥在施工或运营阶段存在的开裂现象,本文结合裂缝形成的原因,给出了一些具体的施工建议,为同类工程提供借鉴和参考。
关键词:预应力刚构桥开裂混凝土薄壁箱梁以其良好的结构整体受力性能和跨越能力而在现代大跨桥梁结构中得到广泛应用,沪蓉西延线的大跨预应力混凝土连续刚构桥的主梁亦不例外地均采用这种断面形式。
但在国内迄今所修建的混凝土薄壁箱梁桥中,在施工阶段或运营阶段,箱梁上均存在较多的开裂现象,这一问题至今尚未得到较好的解决,已成为多年来困扰工程技术界的一个难题。
一.混凝土结构裂缝种类虽然使混凝土结构产生裂缝的原因很多,但可以将其分为荷载裂缝和非荷载裂缝和非荷载裂缝两大类。
所谓荷载裂缝是指外荷载作用下构件内的拉应变超过混凝土的极限拉应变所致,根据构件的受力特征不同有受拉、弯拉、剪切和扭转等裂缝形态;而非荷载裂缝是指材料收缩、温度变化、钢筋锈蚀、地基不均匀沉降以及施工养护不当等引起的裂缝。
在实际工程中,荷载裂缝只占20%左右,绝大部分是非荷载裂缝。
混凝土结构中存在拉应力是产生裂缝的必要条件,结构中主拉应力达到混凝土的抗拉强度时,并不立即产生裂缝,而是当拉应变达到极限拉应变时才出现裂缝。
硬化后的混凝土极限拉应变约为150×10-6,即10m长的构件,产生1.5mm的很小受拉变形即会产生裂缝。
由于混凝土材料的不均匀性,裂缝首先在强度最小的位置发生。
二.非荷载裂缝及其成因分析1.材料原因水泥品质:受风化的水泥,其品质很不安定,混凝土浇筑后达到一定强度前,在凝结硬化阶段会产生短小的不规则裂缝。
随着水泥品质的改善,这种裂缝目前较少见到。
水泥水化热:水泥用量在300kg/m3左右时,混凝土在绝热情况下由于水泥水化热将导致混凝土内部温度上升为30~40℃左右。
在实际结构中,内部因水化热产生蓄热的同时,构件表面还产生放热,使得构件内存在内表温度差。
浅谈预应力混凝土连续箱桥设计

成 因及 防 治对 策 ,还 有待 于作 更 进一 步 研究 。本 文作 者 基 于多 年工 程 实践 仅从 设 计及 构造 角 度 理 出一些 预 应 力混 凝 土连 续箱 梁 桥设 计思 路 和设 计 过 程 中及构 造
预应 力 混凝 土桥 梁 在技 术经 济 指标 、施工 方法 以及维
桥梁 、高架 道路 ,还是 跨越 宽 阔河 流 的大 桥 ,预应 力 混凝 土 连续 箱粱 桥 均是 首选 的桥 型方 案之 一 。但 作 为
全预 应 力混 凝土 的 大跨 度连 续箱 粱 ,在施 工 阶段 或使 用过 程 中 ,普遍 出现 各 种 不 同性 质 不 同类 型 的 裂 缝 , 据浙 江 省对 省 内较 大桥 梁 的调查 ,几 乎均 出现不 同程 度 裂缝 。桥 梁一 旦 出现 裂缝 ,均 引起 人 们对 工程 质量 的一 些 怀 疑 ,也 为 质 检 部 门 竣 工 验 收 带 来 了 无 据 可 依 、无法 可 循 的尴 尬 。只 能在 实 际操 作 时 ,对 结 构性 裂缝 从严 ,而对 非结 构 性 裂缝 放 行处 理 。设 计方 为 寻 找原 因及 提 出整 治 方 案 而 苦 思 冥 想 。施 工 方 能 躲 则 躲 。业 主单 位为 不 出裂 缝 ,千 方 百 计 寻 找 防 裂 措 施 , 在设 计 图 的基础 上 ,一 再要 求设 计 增 加 大量 非预 应 力
即主跨 大 小 、分跨 及跨 径 组合 、主梁 高 度 、横 截 面布 置 形式 和 主 要 尺 寸 的拟 定 是 决 定 桥 梁 是 否 安 全 、合
理 、经 济 和美 观 的重 要 因素 ,也 是设 计 的关 键 所在 。 1 1 边跨 与 中跨 的 比例 及 高跨 比 . 查 阅 几 国规 范均 无 明确规 定 。但 从 国 内外 已建 成 的桥梁 统 计分 析 建议 :对 于 变截 面连 续 梁边 中跨 比通 常在 05 . . ~O 8之 间 ,而 大 跨 度 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 边跨 与 中跨 之 比拟 控 制在 0 5 ~0 6范 围 内为 宜 。高 .5 . 跨 比跨 中在 1 3 ~ 1 5 ,支 点 在 1 1 ~1 2 /0 /0 / 5 / 0范 围 内 考虑。 1 2 横 截 面布 置形 式及 选 型 . 横 截 面 布置形 式很 大程 度上 取 决 于桥 面宽 度 。桥
悬臂施工连续箱梁桥结构参数敏感性分析

字: 悬臂施工 连续箱梁桥结构参数敏感性分析
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悬臂 施 工 连 续 箱 梁 桥 结 构 参数 敏 感性 分 析
王 宇
鸡西 1 5 8 1 0 0) ( 黑龙 江 工 业 学 院 。 黑龙 江
【 摘 要 】 以嫩 江桥 的悬 臂施 工为例 , 对 预应力混凝土连续 箱梁桥在 施工监 控过程 中设计 参数 的敏 感性进
s i s s o f t wa r e o f b idg r e — Do c t o r Br idg e i s a d o pt e d t o e s t a bl i s h a s i mu l a t i o n mo d e l , t o C a t T y o n he t s t r u c t u r a l r e s p o n s e a n a l y s i s,t o p r e s t r e s s e d c o nc r e t e c o n t i n u o u s b o x b id r g e c o n s t r uc t i o n .W e ma k e a c o nc l u s i o n t h a t t h e ma i n be a m we i g h t a n d c o n c r e t e s 、 s h in r k a g e a n d c r e e p a r e he t ma i n p a r a me t e r s . Mo r e o v e r ,p r e s t r e s s e d a n d a n n u a l t e mp e r a t u r e a r e t h e s e c o n d a r y p a r a me t e r s . Ke y wo r ds: c a n t i l e v e r c o n s t r u c t i o n;c o n t i n u o us b o x g i r d e r br id g e;s e ns i t i v i t y a n a l y s i s
关于预应力混凝土简支箱梁桥设计分析

关于预应力混凝土简支箱梁桥设计分析【摘要】桥梁作为公路的重要组成部分之一,在工程项目中,设计方案的合理性与规划指标的正确性是衡量整个道路工程施工质量、成本控制和使用功能的关键。
本文就预应力混凝土简支箱梁桥设计要点分析,结合工程实例进行了全面的探讨和阐述。
【关键词】桥梁;预应力混凝土;简支箱梁桥伴随着时间的不断推移,国民经济发展不断加快,各类交通荷载也在逐年增加。
我国现有运营的早期设计修建的预应力混凝土桥梁和钢筋混凝土桥梁,受到过去国情、经济水平和人类认识水平的限制,在投入使用之后经常出现无法满足使用要求,出现了较为严重的裂缝、耐久性不足等重要问题,同时桥梁老化、陈旧和荷载能力不足的现象也日益凸显。
结合现有工程中存在的这些问题,我们在工作中应当注重对混凝土简支箱梁桥设计的相关重点探讨,结合先进科学技术水平合理提高设计方法和观念,进而确保工程项目的质量和耐久性,提高工程效益。
1、工程概况本工程项目位于某高速公路中段,桥梁在建设中总体长度为35m,桥面宽9.5m。
在设计的过程中是对桥梁采用c40的混凝土进行施工的,而桥栏杆和桥面在铺设中是通过采用c20的混凝土。
预应力在控制和设计中分别采用的是astm270级1524的底松弛钢绞线,在这设计过程中钢绞线的选择为12mm和r235的热轧光圈钢筋。
在桥梁桥面施工的过程中是采用5cm厚的c20钢筋混凝土进行铺设和施工的,而最后又铺设了5cm厚的沥青混凝土。
在设计的过程中,对桥梁的等级和应力化进行计算和分配,桥梁等级设置为1级,而汽车等相关荷载要求为3.535kn/m2,梯度温度引起的效按照t1=20℃,t2=6.7℃进行考虑。
这种设计方法和手段的应用有效的确保了桥梁的使用寿命和耐久性。
2、桥梁总体设计在桥梁设计的过程中,应当以安全、经济、实用、美观和环保为基础原则进行总体规划,以可持续发展和功能的良好发挥为最终目标进行全面设计。
在桥梁设计的过程中,其设计方案的选择要具备相应的合理性,并且对其中存在的相关环节要严肃处理,要做到在设计中毫厘不差的设计要求。
大跨径预应力混凝土连续箱梁桥裂缝成因分析与加固质量检测

顶 板 钻 取 的 芯样 来看 , 芯样 裂缝 处 注 浆 较 饱 满 , 明 显 空 隙 。 无
42粘 贴 碳 纤 维 布 处 治质 量 检 测 . 粘 贴 碳 纤 维 布处 治 后 的箱 梁 顶 、 板 采 用 中横 隔 板 裂 缝 , 箱 梁 顶 、 板 裂 缝 处 治 方 法 相 同 , 时 与 底 同
见表 1
宽 度 小 于等 于 0 1m 的裂 缝 , 用 表 面涂 层 封 闭 法 处 . m 采 理 ; 度 大 于 O11' 的裂 缝 , 采 用 壁 可 法 处 理 , 宽 . '1 1 I1 1 均 全桥 共 计
表 1 碳 纤维 片 材 加 固 混 凝 土 结构 黏 结 强 度 现 场 检 测情 况
A
34 8 . 7
25 6 .7
31 3 . 4
底板 3 第 8 跨 顶 板
顶 板
8 8 1— - -24 8 7 1- - -0 1
88 55 — - -
A A
A
2 5 . 6 7 28 8 .4
34 6 .0
3 0 . 3 0
合 格
2 采 用 小 锤 等 工 具 轻 轻 敲 击 碳 纤 维 布 表 面检 验 是 否 有 )
组别 检测部位( 箱梁) 裂缝编号 破坏类型 正拉黏结强度 ( P)平均正拉黏结强度( P ) M a Ma
底 板 76 03 - -1- ’ D 33 4 .7
施工质量判定
合格
2
第 7跨
顶板
顶板
767 1 — - -
7 7 1 —1 --3
A
3 从 发 生 局 部 崩 裂 处 的 混 凝 土 来 看 , 纹 管 上 下 有 波 ) 波 动 起 伏 , 部 被 混 凝 土 挤 压 变 形 破 损 ; 时 箱 梁 顶 、 板 未 局 同 底 按 设 计 设 置 定位 钢 筋 。 明波 纹 管 的 线 形 与 定 位存 在 问题 。 说 4 由 于桥 宽 1 底 宽 5m, 应 力 波 纹管 布 置 间 距 相 ) 0m, 预
预应力混凝土连续箱梁桥MIDAS建模分析

g、钢筋回缩和锚具变形为 6mm 桥面净宽:16������55m=0������5m 护栏 +0������55m 路 缘 带 +2× 3������5m 行车道+2×3������75m 行车道+0������5m 路缘+0������5m 护栏. 结 构 重 要 性 系 数 :1������1. 1������2 桥 梁 线 型 布 置 桥面纵坡:0% (平坡);桥 面 横 坡:2%; 桥 轴 平 面 线 型:直线.
12345������7
竖向日照正温差 T1=14℃,T2=5������5℃ 竖向日照反温差 T1= -7℃,T2= -2������75℃
e、 支 座 不 均 匀 沉 降 :5mm f、 相 对 湿 度 :80%
收 稿 日 期 :2018-05-04 作者简介:王雪姣 (1984-),女 (汉族),辽宁鞍山人,中冶北方 工程技术有限公司土木设计院结构工程师.
0 引 言
虽然一直以来笔者公司在专业配备上以采矿、选矿、烧 结球团以 及 热 电 工 程 为 主 体 专 业,然 而 在 承 建 的 大 型 采、 选、烧等项目中,有很多项目规划中出现过桥梁,例如 “马 城铁矿”项目中跨滦河大桥, “镜 铁 山 铁 矿” 中 出 现 的 跨 线 桥等;而在矿山道路设置中出现桥梁的情况更是比较常见.
探讨钢箱梁桥温度场有限元模拟及其敏感性

探讨钢箱梁桥温度场有限元模拟及其敏感性国内对于桥梁温度场的研究早期多集中于混凝土箱梁,对于钢箱梁温度场的研究起步较晚,混凝土箱梁温度场的研究方法可对钢箱梁起到一定借鉴作用。
Emerson M在1976年夏季和1979年的冬季分别对混凝土桥、组合梁桥和钢桥进行了为期15天的连续温度监测,提出桥梁的有效温度概念,且给出相关的影响因素;并通过对实测数据进行分析,提出一种利用阴面温度的变化函数来评估混凝桥、组合梁桥和钢桥的每日有效温度的计算方法,并对其精确度的局限性进行了讨论[1-6]。
东南大学雷笑对一座具有100mm沥青铺装层的预应力混凝土箱梁桥进行了为期2年的温度监测,在实测数据的基础上采用统计分析的方法对混凝土箱梁的日照温差代表值進行了分析计算[7]。
华南理工大学陈家齐对湛江大桥施工过程中钢箱梁的温度分布进行监测,通过对温度监测数据进行回归分析,发现钢箱梁截面沿腹板高度方向温度分布呈非线性,并提出适用于湛江地区夏季钢箱梁的温度梯度模式[8]。
一、钢箱梁温度场有限元分析步骤(1)选定单元类型、设置材料属性由于钢箱梁钢板较薄,忽略钢板沿厚度方面的热传导,因此钢板选用SHELL57单元进行模拟。
SHELL57为4边形4节点单元,具有平面内传热能力的三维热壳单元,不具备沿单元厚度方向上的传热能力。
(2)钢箱梁模型及网格划分钢箱梁有限元模型网格划分单元尺寸为25mm。
(3)定义分析类型本节所进行的钢箱梁温度场分析为瞬态分析,在分析的时间段内外界大气温度和太阳辐射强度随着时间的变化而变化,因此将分析类型定为瞬态分析。
(4)施加温度荷载施加的温度荷载为初始温度、太阳辐射和对流荷载。
二、钢箱梁温度场敏感性分析2.1 大气温度对钢箱梁温度分布的影响晴天大气温度全天的温度变化具有较好的规律性,全天大气最低温度一般出现在早上6点左右,大气最高温度一般出现在下午14点半左右,因此桥梁结构的全天气温变化可采用正弦函数进行描述。
预应力混凝土箱梁桥荷载试验分析

预应力混凝土箱梁桥荷载试验分析摘要:本文介绍了某预应力连续箱梁桥的荷载试验。
通过对该桥梁检测结果的评价和分析,了解了此桥梁结构在试验荷载作用下的工作状态和受力性能,检验了其结构承载能力,得出相关结论,可为类似桥梁的荷载试验提供参考。
关键词:混凝土箱梁桥;静载试验;动载试验1 引言预应力混凝土连续箱梁桥变形小、抗扭刚度大、整体性好、便于养护、抗震能力强,整个桥梁外型简洁优美,线条流畅,桥面接缝少。
箱梁顶板和底板都具有较大的面积,能有效地抵抗弯矩,受力合理,便于布置管线。
预应力混凝土连续箱梁桥因具有以上的优点而在桥梁结构特别是在城市立交桥和大跨度桥梁中得到广泛应用。
2荷载试验目的及依据桥梁结构验收荷载试验是对桥梁结构工作状态进行直接测试的一种鉴定手段。
通过桥梁结构验收荷载试验,测试结构控制截面的静应变、静挠度、变形增量等试验参数,可以判断桥梁结构的工作状态和受力性能,评价结构的力学特性和在设计荷载作用下的工作性能,检验结构承载能力是否达到设计标准,同时对桥梁的设计条件与施工质量进行评定,为竣工验收提供依据,并为桥梁的日常运营、养护积累科学技术资料。
本荷载试验主要参照该桥梁工程施工图设计资料;交通部《大跨径混凝土桥梁的试验方法》;《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023-85);《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000);《城市桥梁设计标准》CJJ77-98。
3 工程概述某试验桥梁为5×25m跨径布置的等截面C40现浇预应力混凝土连续箱梁桥。
主梁截面为单箱三室,梁高 1.608m,采用横向、纵向双向预应力。
桥宽25.6米,大悬臂达4.85米,7.5cm沥青砼桥面铺装。
下部为C25混凝土人工挖孔灌注桩基础,C30双柱式方柱墩身(180cm×180cm)。
设计荷载:汽超—20级,挂车—120。
4 静载试验4.1 静载试验荷载效率根据汽超—20级,挂—120的设计荷载标准,采用等效荷载的原则,在所测试断面的内力影响线上,按最不利位置,根据实际加载车辆轴重,轴距等参数进行布载,依据《大跨径混凝土桥梁的试验方法》[1]中的建议,验收试验荷载的静载试验荷载效率确定为:1.05≥η≥0.8。
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柏 竹 ∞ ∞ ∞ 柏 ∞
∞
施 工 阶段 的 挂篮 安 装 采用 永 久荷 载 模 拟 , 也 就 是
输 出施 工 阶段 信 息 , 累积 效 应 下 的最 大挠 度 在节
3 ) 根据影 响程 度确 定 主要 影响 参数 和次要 影 响参
的 兰州 黄 河 大桥 ( 4 7 m+ 3 7 0 m+ 4 7 m) 为 悬臂 浇 筑 的 分
的修 建 和发 展 。 1 9 8 5年 7月修 建 的湖北 沙 洋汉 江公路
离 式 双室 箱 梁 , 进 一 步推 动 了 预应 力 混凝 土 连 续 梁 桥 与 主梁 正应 力 ) , 建立 各种 参数 敏感 性方 程 ; 在桥 梁 结 构 的施 工 中 . 着 重 考 虑 对 主要 影 响 参数 桥, 其 主跨 布置 为 6 3 m+ 6 1 l l m + 6 3 m, 长7 9 2 I n , 系八 数 。
力混 凝 土连续 梁桥f l ; 1 9 7 5年修 建 的通 惠河 桥 ( 2 6 . 7 m + 结构几何状态参数 、 截 面 特征 参 数 、 与时 间相 关 的参 4 0 . 7 m+ 2 6 . 7 m) 为单 室 预应力 混凝 土连 续梁桥 : 1 9 7 7年 数 ( 温度 、 混凝 土 龄 期 ) 、 荷 载 参 数 和材 料 特 征 参数 [ 5 】 。
修 建 的河 北 洛河 大桥 ( 3 0 . 2 7 m+ 2 4 5 m + 3 0 . 2 7 m) 为悬 臂 结 构参 数 的敏感 性分 析 步骤 如下 :
浇筑 的三室 预 应力 混凝 土 连 续梁 桥 : 1 9 7 9年 9月 建 成
1 ) 将参 数变 化 幅度控 制在 1 0%左 右 ; 2 ) 选 定控 制 目标 ( 该桥 模 型 控 制 目标 为跨 中挠 度
P a r a me t e r S e n s i t i v i t y An a l y s i s o f Pr e s t r e s s e d Co n c r e t e Co n t i n u o u s Bo x Gi r d e r
Do n g Ru i z h e, Li u Ch a n g y u
连 续箱 梁 , 桥梁 全长 7 7 6 . 6 4 m。 其 中主桥全 长为 2 9 0 m,
图 I 全 桥 模 型 图
2 0 1 7 年 增 刊 ( 1 ) ( 6 一 ) 第 3 5 拳 辛荭 投木 1 5 1
器 设计 研 究篇
Des i gn Re s ear c h
设 计 研 究 篇 器
De si g n Re s e ar c h
预应 力混凝土连续 箱梁桥参数敏感性分析
董锐哲 . 刘 长 宇
( 北京城建道桥建设集团有限公司 , j E 京 1 0 0 1 2 4 )
摘 要 : 在 预应力混凝土连续箱梁桥 的施工过程中 , 为保 证 桥 梁 受 力 和 线 形 要 求 , 必 须 充 分 考 虑 各 种 影 响 因 素 对 桥 梁 施 工 的影 响 。 因此 , 有 必 要 对 影 响 施 工 控 制 的 各 种 因 素 进行 参数 敏 感 性 分 析 . 以便 在 实 际 的施 工 过 程 中 做 到有 的放 矢 。 笔 者
跨 一 联单 箱 单 室预 应力 混 凝 土连续 箱梁 桥 。 此 后 相继 的修 正I I 。
建成 了湖南 省 常 德沉 江桥 、 黑 龙 江 省 哈尔 滨 松 花 江 大 3 模 型 建 立 桥、 江 苏省 南京 市长 江第二 大桥 北汊 桥等 。 悬臂预 应 力 3 . 1 建模计 算
以某预应力混凝土连续箱 梁桥为工程背景 , 采用桥梁博士软件进行建模计算 , 模 拟 施 工 过 程 中的 各 种 参 数 ( 包 括 温 度 变
化、 容重误 差以及预应力误差 ) 增 加 与 减 少 两 种 情 况 下 主梁 的挠 度 与 应 力 变 化 , 从 中找 出对 主 梁 挠 度 与 应 力 的 主 要 影 响 参数 与 次要 影 响参 数 。 关键 词 : 混凝土连续箱梁桥 ; 参数敏感性分析 ; 主 要 影 响 参数 ; 次 要 影 响 参数 中 图分 类 号 : U 4 4 8 . 2 I 3 文 献标 志码 : B 文章编号 : 1 0 0 9 — 7 7 6 7 ( 2 0 1 7 ) S I 一 0 1 5 1 — 0 5
混 凝土连续 梁桥 在 6 0 ~1 5 0 m范 围 内 。 具 有很强 的生命
力 和竞 争 力【 。 笔者 采 用 桥 梁博 士软 件 建 立模 型 , 对 预 应 力混 凝
主桥全长 2 9 0 m, 中跨 7 0 m, 次边跨 7 0 m, 边跨 4 0 m。 全桥 共分 为 1 6 2个单元 . 如图 l 所示 。
我 国在 2 0世 纪 7 0年 代 首 次 将 预 应 力 混 凝 土 连 如 1 9 7 3年 修建 的北 京 2 参 数敏 感性 分析 方 法 复兴 门立交 桥 ( 8 . 2 5 m+ 2 5 m + 8 . 2 5 m) 为 支架 拼装 的预 应 施 工 过 程 中 引起 结 构 状 态 偏 差 的设 计 参 数 包 括
土 连续 箱 梁桥 结构 进行 参 数敏 感性 分析 。
1 工 程 概 况
某桥梁工程位 于黑龙江省 , 全桥跨 径布 置为 5  ̄ 3 0 m 预应力混凝土简支转连续箱梁+ ( 4 0 m+ 3 7 0 m + 4 0 m)
预 应力混凝 土连续 箱梁 + 1 l x 3 0 m预应 力混 凝土简 支转