预应力混凝土箱梁桥底板空间折角效应研究
混凝土箱梁预应力缺陷效应模拟分析

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。
大跨度混凝土桥梁预应力空间效应分析

般比较庞大和复杂 ,上述问题会更加突出.
由于三维实体等参元是一种简单有效的单元 ,
在分析三维问题时被广泛应用. 与一般的板壳单元
不同 ,实体退化板壳单元是在三维实体等参单元的
基础上 ,通过采用修改弹性系数矩阵和约束相应相
对位移的方法 ,直接引入各类构件的简化假定而得
出的 ,实体退化单元的构造思路如图 1 所示. 实体退
当采用该单元进行有限元分析时 ,其位移模式 同三维等参元. 具体形式如下 :
u
20
ui
∑ v =
N i (ξ,η,ζ) v i .
(2)
i =1
w
wi
根据以上插值模式 ,单元中任一点位移 ,都可以由单 元结点位移插值来求得. 知道应力应变关系和位移 模式后 ,就可以求出单元的刚度矩阵及整体刚度矩 阵 ,并进行结构分析.
τyz = 0
0
0 d3 0
0 γyz .
(1)
τz x
0 0 0 0 d3 0 γz x
τxy
0 0 0 0 0 d3 γxy
图 1 板壳理论与板壳单元 Fig. 1 Theory of board shell and t heir elements
式中 : d1 = E/ (1 - μ2) ; d2 = μd1 ; d3 = E/ [2 (1 + μ) ] ; d = E , E 为弹性模量 ,μ泊松比 ;λ为引入的 一个罚系数 ,在计算刚度矩阵时取一大数 ,从而使对 应点的相对挠度为零 ; 在计算应力时 ,λ取零或 1 , 从而使垂直板壳中面的正应力为零 ,这样就引入了 板壳的基本假定. 对于壳单元还需进行坐标变换.
1 实体退化单元理论
所有构件实际上都是三维实体 ,其受力分析可 看成一般弹性力学空间问题 ,采用三维实体等参元
预应力混凝土曲线箱梁桥支座布置效应研究的开题报告

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。
预应力混凝土弯箱梁桥多支座布置效应分析

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

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空间分析

各 测试 截 面 箱 梁 顶 板 与 底 板 的剪 力 滞 系 数 见
各 测试 截 面 在最 不 利荷 载 作 用 下挠 度 、 变最 应
大实测值与相应理论值 比较见表 1 。从表中可以看 出, 各试验工况作用下各控制截面测试值与理论计 算值吻合较好 , 总体上说 , 桥梁结构 的纵横 向整体 变形 特 性 良好 , 体 具有 较好 的 弹性受 力性 能 。 梁
( ) 度 、 变 1挠 应
的 弯 曲 正 应 力 沿 梁 宽方 向 不均 匀 分 布 的 现 象 称 为 “ 力滞现象 ” 剪 ,本 桥 中采 用 了大 量 的 纵 向预 应 力 筋 ,在 自重 及设 计 荷 载综 合 作 用 下 其 剪 力 滞 效 应
对 箱 梁顶 板 和底 板 纵 向 正应 力 有 一 定 影 响 。这 里
厚 O2m, . 幅板 厚 O4m, 侧 悬 臂 长 20 箱 梁 . 每 .5m,
混凝 土采 用 C 0级 混 凝 土 = 6 k / 3 纵 向 预应 5 2 Nm 。
力 筋 采 用 l . m 高 强 低 松 弛 钢 绞 线 ,标 准 52 m 4
抗 拉强度 Rb180M a v 6 P ,设 计荷载等级 :城 一A - 级。全桥 总体 布置见 图 1箱梁截面尺寸见图 2 , 。
图 1 全桥 结构 示意 图 ( 位 : ) 单 m
图 2 箱梁截 面 图( 位 : 单 m)
2 有 限元 模型
根 据该 桥 的结构 特点分 别对 主桥 进行 平 面及三 维有 限元模 拟 。平 面模型 采用 通用 的杆 系结构 程序
1 工 程 背 景
某桥主桥 为三跨预应力混 凝土单箱双室连续 箱梁桥 , 桥跨 组 成 为 :6m+5m+ 6m。桥 墩 采 用 2 4 2 桩 柱 式 桥 墩 ,桥 墩 采 用 直 径 为 lm 的 钻 孔 灌 注 桩 。桥 梁 分 上 下 行 两 幅设 计 , 幅桥 中 间无 连 接 , 两 不设 绿 化 带 。 梁 横 断 面采 用 单 箱 双室 结 构 , 梁 箱 箱 总 宽 1 . m, 22 其 中顶 板 厚 02 底 板 27 高 .5m, .5m,
预应力钢筋混凝土连续箱梁桥的各种设计方法的研究

・ 9・ 6
施 工 的独立 性 , 并且 不 设 置 施 工缝 , 少施 工 工 期 。 减 这 样本 文一 共讨 论 的施工 方法 有三 种 : 方 法一 : 两 端 张拉 的施 工 方 法 ( 为 比较 方 梁 作
1 问题 的提 出
目前的立交桥 、 高架桥规模都比较大, 桥长在几 百米 至 2 m范 围 内 , 用预应 力 连续 箱梁 桥跨 径基 k 采
本在 3 5 m左 右 , 般 3—5跨 作 为 一联 连 续 箱 0— 0 一 梁 。一联连 续箱梁 基本 都在 20 以 内 , 此立交 、 0m 因 高架 桥 的主桥基本 都包含 多联连 续箱梁 。作为 预应 力 连续箱 梁一般 采用在 梁两端 张拉 的布束 形式 比较 简洁、 高效 。由于 钢 束两 端 张拉 的设 备 需 要一 定 的
端 张拉布束 的方式 , 图 1 如 。
… … 一 … … 一
因此在设计过程中往往会隔联采用梁两端张拉 布束 的方法 。如 图 2所示 , C E三 联 可 以采用 梁 A、 、
两 端张拉 布束 的形 式 , B D联 采用 其他 的预 应力 而 、
钢束布置方法 , 来保证施工的正常进行。
对施工工期、 施工难度、 施工灵活性四个方 面进行 了分析 比较。最后推荐 出适合城 市立交设计施 工的方法。
关 键 词 : 应 力 粱桥 ; 工 方 法 ; 柬 方 式 预 施 布
中图分 类号: 4 25 U 4 .
文献标识码 : B
文章编号 :6 3— 02 2 1 ) 2— 0 8— 4 17 65 (0 10 0 6 0
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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。
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本文从梁段底板接缝处应力传递 机理 出发 , 采用 大型通用 有 限元程 序 A S S0 0数值模拟 方法来对 箱梁 底板空 间折角效 应 N Y 1.
作 一定 性分析 , 以证 明箱梁 自重效 应和预应 力效应 引起 的空 问折 角效应是底板接缝处纵 向裂缝 的重要 因素 。
预 应 力 筋 孔 道 85 3
中得到 广泛应用 。但是 , 分桥 梁在施 工和 运营 过程 中 , 部 箱梁 底
板接缝处 ( 尤其是跨 中合 龙段 附近接缝 处 ) 出现多 种形 式的纵 向
裂缝 , 已成为 比较常见 的桥梁病 害。 现
一
a 预应力钢束锚 固力作用下粱段应力流 )
g
关 于箱 梁底 板接 缝处纵向裂缝 的成 因 , 国内学者做 了相关 的
a 底板平 面变形 )
1 箱 梁接缝 处 纵 向裂缝成 因分 析
连续箱梁桥底板在设计阶段纵 向一 般呈抛 物线型 布置 , 梁 箱 梁 段底 板及底板预应力筋在设计 中是平滑过渡 的 , 在实 际悬 浇 但 施 工中 , 是通过多 段直 线来模 拟 曲线 , 这样底 板在 纵 向梁段接 缝 处 存在很多 的折角 ( 图 1 。 见 )
收稿 日 :0 10-5 ★ : 苏省 自然科 学基金 ( 目编 号 :K 047 期 2 1-51 江 项 B 2 96 )
作者简介: 张冬冬(96 ) 男, 18 - , 解放军理工大学工程兵工程学院桥梁与隧道工程专业硕士研究生 , 江苏 南京 200 107
赵 启林 ( 9 2 , , 17 一) 男 博士 , 副教 授 , 解放 军理工 大学工程 兵 工程 学院 , 苏 南京 江 200 107
大桥夹江左汊主桥 , 它为跨径 (7 5十3×15+8 . ) 8. 2 7 5 m的预应 力 折角位 置尽管应力 值相等 , 但应力 的方 向不 一致 , 无法 形成 自平 梁体采用变高度单箱单室直腹 板截面 。15m 2 衡, 于是在折 角位置形 成类似 于预应 力径 向力 的分力 作用 g 见 混凝土连续箱梁桥 , ( 跨 中支 点处 梁高 7 5i, . 两侧梁 高从 距主墩 中心 2 0m处开始 在 n .
关 键 词 : 应 力 混 凝 土 连 续箱 梁桥 , 板 , N Y , 向裂 缝 , 间 折 角 效应 预 底 A S S纵 空
中图分类号 :4 8 2 3 U 4 . 1
文献标识码 : A
0 引言
大跨径预应力混 凝土悬 浇连续 箱梁桥 由于其受 力合理 、 结构 刚度大 、 跨径较大 、 线形 美观 、 面行车 舒适 等优 点 , 桥 梁建设 桥 在
b) 板 空 阃 变 形 底
图 3 跨 中 底 板接 缝 处 空 间变 形 图 1 梁段 接 缝 处 示 意 图
2 AN Y S S有Байду номын сангаас限元 建模
. 底板折角效应是指箱梁受 到预应力 以及 自重作 用时 , 由于底 2 1 模 型 参数 本 文变高度实体模 型的建 立依 托于泰 州长 江公 路大 桥夹 江 板 与顶板 厚度较薄 , 板纵 向应力 沿板 的长度 方 向流动 , 底 在底 板
・
1 0・ 7
第3 7卷 第 2 6期 20 11年 9 月
S HANXI ARC T C URE HI E T
山 西 建 筑
Vo . 7 No 2 13 . 6 Se . 2 1 p 01
・
桥 梁
・隧 道
・
文章编号 :0 9 6 2 (0 )6 0 7 —3 10 — 8 5 2 1 2 — 1 0 0 1
4 结 语
・7・ l 1
底板 厚度一般为 2 m~ 0c 腹板厚度 为 5 m~10c 由跨 角效 应为有利效应 。 8c 6 m; 0c 0 m,
预应 力混凝土箱梁桥底板空 问折 角效应研究 ★
张 冬冬
摘
赵启林
黄 亚新
要: 对大跨径预应力混凝 土箱 梁桥 梁段接缝 处折 角进行 了分析 , 通过 A S S数值模 拟 , 出底板 空间折 角效应是 造 NY 指
成接缝 处底板 纵向裂缝的重要原 因, 并提 出了控 制底板纵 向开裂的建议 。
线形 , 从而导致折点处应力集 中。实 际上 , 除底板 接缝段 接缝处 ,
图 2 空间折角效应应 力传递途径
即使避 免了合龙段钢束定位的施工误差 , 合龙 段及其 附近梁段 接 缝处也 会出现纵 向裂缝 , 这说 明应从 其他方 面而非仅仅 从合龙 段
钢 束定 位的施工误差 因素来考虑接缝处纵 向裂缝 的成 因。
研究 。但 是这 些研 究基 本上 都是从 施 工误差 角度 出发 , 未 而
考 虑施 工时结构本身构造 的影响 , 且其研究 对象都局 限于合 龙 并
b 预应力钢柬锚 固力作用下合龙段接缝 处受力机理 )
注 : 为锚 固 力 ; q 均 为 底 板 接 缝 处 的 应 力 Ⅳ g。2
段, 其结论普遍认为 只是 由于合龙段 施工误 差导致钢束 定位成 折
图2 , ) 其中 , qs 0 一qs 0 , g= i 2i 2 导致底板产生 竖 向的形 变 , n n 而这
种 竖向变形受到腹板约束作用在横 向的分 布是 不一致 的 , 而形 从 成 了腹板位置竖 向变形小 、 底板 中间位置 变形大 的空间折 角效应
( 图3 。 见 )
5 . 5 5m长度 内按圆 曲线变 化到 4m, 他梁段梁 高均为 4I。箱 其 n 梁 顶板 宽 1 . 底板 宽 7 5m; 板厚 度为 2 m, 6 0m; . 顶 5c 中支 点两 侧 变高度 梁段底板厚度按圆曲线 由 2 m变化到 10c 其他 梁段 8c 0 m,
黄 亚新 (9 2 ) 男 , 16 一 , 博士 生导 师 , 授 , 教 解放 军理 工 大学工程 兵工 程 学院 , 苏 南京 江
200 10 7
7 2 l 9 年6
中到支点按折线变化 。
张 冬 :应 混 土 梁 底 空 折 效 研 冬 等预 力 凝 箱 桥 板 间 角 应 究