大跨度连续刚构桥墩顶块应力仿真及抗裂性能分析

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大跨径连续刚构桥仿真模型计算分析

大跨径连续刚构桥仿真模型计算分析
径预 应力 混凝 土 曲线连 续 刚构桥 的进 一步 发展 有着 重要 的理 论 和现实 意义 。
桥面 纵坡 : 本桥 全桥位 于 竖 曲线 上 。 设 计 合拢 温度 :0—1 ̄ 1 5C。计 算 时按 均 匀 温变 ± 2 桥面板 升温和 降温按英 国规范 《 S40 1 ̄ C, B 50  ̄ )
经 地段 无 断层通 过 , 地质 构造 较简 单 。
() 型 长度 单 位 为 m, 的单位 t温 度单 1模 力 ,
位℃ , 它单位 均 由 以上 单位换 算 而得 。 其 () 2 主梁 、 墩 采用 空 间实 体 单元 , 桥 预应 力 筋用
预应力钢束模拟 , 主梁两端模拟为具有竖向约束 将 的铰 支座 , 中墩 与主梁 刚结 。 两 () 3 全桥 模 型分 为 6 个 阶段 , 1 截 面 , 个 1 3 3个 每
第 1 O期
北 方 交 通
・ 9・ 5
大 跨径连 续刚构桥 仿 真模 型计 算分析
赵 越
231) 10 6 ( 江苏 省常州建设高等职业技术学校 , 常州 摘
要: 利用 BigK r e F系统建立 大跨径 弯连 续刚构桥在施 工阶段 的仿 真分析模 型 , d 分析 了最 大悬臂 阶段 和成
桥 阶 段 主 梁荷 载 效应 , 得 出一 些 规 律 和 结 论 。 并
关键词 : 大跨 径 ; 弯连 续刚构桥 ; 仿真分析 ; r gK B i e F系统 d
中 图分 类 号 : 4 8 2 1 U 4 .3 文 献 标 识 码 : B 文 章 编 号 :6 3—65 ( 02 1 0 5 0 17 0 2 2 1 )0— 0 9— 3
桥面 宽度 :.m( 0 5 防撞护 栏 )+1.m( 1O 车行 道 ) +15 中 央 分 隔 带 )+1. m( 行 道 )+0 5 . m( 1O 车 .m

大跨径连续刚构桥静载试验研究及仿真分析

大跨径连续刚构桥静载试验研究及仿真分析
表 1 试 验 车 辆 轴 距 及轴 重
17 3
采用有 限 元 软件 ANS YS进 行 分 析 。试 验 时 , 桥面 只沿纵 向铺 设 了 5 2 宽 的桥 面 铺 装 , 能 . 5m 为 全面反 映结构 的实 际 受 力 情况 , 铺 设 的桥 面转 化 未 为活 载进行 补 偿 。在有 限元 仿 真 分析 中 , 用 S l 采 o—
中 图分 类 号 : 4 . U4 5 7 文献标志码 : A 文 章 编 号 :6 1 6 8 2 1 )5 0 3 —0 17 —2 6 (0 0 0 — 1 6 7
某 三跨 ( 8m+ 6 4 0m+ 3 变截 面 预应 力 砼 0m)
部 的4 6 5m( 2 9 5 m) 梁 高 变 化 规 律 呈 1 6 . 2 或 . 2 , .5 次 方抛 物线 。箱梁 顶面 设 2 单 向横 坡 , 采用 1 m 5c
截面。
1 2 测 点 布 置 .
图 2 挠 度 和应 变 测 点布 置 ( 位 : 单 m)
( )应 变截 面选择 及测 点 布置 。选 取 图 l中的 2
1 、 —4及 7 —1 4 —7截 面作 为应 变 的测 试 截 面 。采
用外 贴式 电阻 式应 变 片 , 个 测试 截 面 的应 变 片布 每 置 如 图 2所示 。采用 应 变采集 仪对 每个 测点 的应 变
连续 刚构 桥 , 全长 1 0 6 见 图 1 , 面宽 为 o 5 4 . 0m( )桥 . m( 防撞栏 ) 1 . 行 车 道 ) . 防撞 栏 ) + 1 5m( +o 5 m( 。 上部结构 为 变截面 箱 形 梁 , 箱单 室 双 向预应 力 构 单 造, 箱梁 截面平 均高 度 由跨 中的 1 4 5m 渐 变到 根 . 2

大跨度连续箱梁刚构桥0 #块施工阶段局部应力分析

大跨度连续箱梁刚构桥0 #块施工阶段局部应力分析

仿真 分析 主要 是 针对 3 T构进 行 详 细数 学模 型
模 型主要 采 用 了 三 维 实 体 和索 单 元 相 结 合 的 形 式 。
的分析计算 _ 。它克服 了杆系有限元模 型分析 中各 7 ] 种假设 条 件 ( 如平截 面假 定 、 接形式 的假定 、 型边 连 模
界条 件 的假 定 等 ) 带 来 的不 足 , 立 了施 工 过 程 中 所 建
图 , 中可 以看 出 , 从 当张拉 8 预 应 力筋 时 , 板 产 块 顶 生压 应力 , 压应 力 由悬 臂端 部 向墩 顶逐 渐增 大 , 1 在 块 附近产 生 了最 大为 1 a的压 应力 。 1MP
0 】 ¨ 6 04
凝 士弹性 变形 , 未考虑 混凝 土收缩 、 变变形 。 徐
1 工程 概 况
福建 省某高 速公 路上 的一座 特 大桥 , 上 部结 构 其
为 6 5m+1 5m+ 15m+3 1 1 5 ×1 5m+6 七 孔一 联 5m
半 径为 72 15m 的平 曲线 上 , 面宽 度 1.5m, 6. 1 桥 37 采 用单 箱单 室直腹板 大悬 臂 断面 。 梁顶 宽 1.5m, 箱 3 7 底 宽 67 两侧翼缘 长 35m, .5m, . 全桥顶板 厚为 2 I, 6 T 底 CI
块 预应力 张拉 施工 阶 段 。
2 1 仿真 分 析原 理 .
算 ; 过模 型结 构效 应分 析计 算 , 到相对 详尽 、 确 通 得 精
和 可靠 的分 析结 果 。
2 2 分 析原 则 .
承 载构 件包 括混 凝 土构件 、 应力 钢束 及预应 力 预 粗 钢 筋等 。因此 , 在结 构仿 真分 析 中, 虑上 述 因素 , 考

浅析大跨径预应力混凝土连续刚构桥的常见病害及控制措施

浅析大跨径预应力混凝土连续刚构桥的常见病害及控制措施

浅析大跨径预应力混凝土连续刚构桥的常见病害及控制措施摘要:本文对大跨径预应力混凝土连续刚构桥的常见病害及成因进行了分析,针对各病害提出了可行的控制方法。

或可为该类桥梁的设计施工提供参考。

关键词:预应力混凝土,连续刚构,病害,控制措施。

1常见病害通过调查,我国已建成的大跨径连续刚构桥梁中,常见的病害主要有以下几种:(1) 跨中挠度过大;(2) 箱梁梁体产生裂缝;(3) 墩顶0#块开裂;(4)桥墩(或塔墩)靠承台区段的竖向裂缝。

2跨中挠度过大的成因分析及控制措施跨中挠度过大,通常是由于梁体本身刚度不足所致,而梁体由混凝土、普通钢筋和预应力钢筋组合而成,故梁高过小、腹板厚度不足、混凝土标号不足、普通钢筋配置不足、预应力不足都会导致梁体刚度不足,进而导致跨中挠度过大。

其中,预应力配置不足可以由设计中预应力配置不足或者预应力筋应力松弛过大、混凝土收缩徐变导致预应力损失过大引起。

此外,如设置的预拱度不足,也会导致桥梁合龙后跨中挠度过大。

可通过以下方法降低跨中挠度:(1) 适当增加梁高,提高结构的承载能力(2) 设置足够的施工预拱度(3) 应力松弛的影响,增加底板预应力束,并采用分批张拉,部分底板预应力束可滞后1 年左右的时间,待混凝土完成一定的收缩、徐变后再张拉。

(4) 在中跨底板适当设置体外备用钢束,待需要时进行张拉。

(5) 延长混凝土的加载龄期,减少徐变对结构的影响(6)利用高墩的柔度来适应结构由预应力混凝土收缩、徐变和温度变化所引起的位移,减少挠度。

3箱梁梁体裂缝的成因分析及控制措施3.1箱梁节段间施工接缝处腹板竖向裂缝箱梁节段间施工接缝处腹板竖向裂缝处于两施工节段之间,严重的缝宽1-2mm甚至更宽。

开裂原因:(1)悬臂浇注移动支架的整体刚度不够,浇注过程中变形大;(2)混凝土浇注程序不对:先浇注后端(紧靠前一浇注节段),然后逐步向前端浇注,前端的荷载引起悬臂支架变形,导致后端混凝土裂开。

控制措施:(1)支架的刚度和强度必须满足施工要求,必须采用相当于实际荷载的荷载预压,除强度满足需要外,其最大挠度应小于或等于2.0cm。

高墩大跨连续刚构混凝土裂缝的预防和施工控制ppt

高墩大跨连续刚构混凝土裂缝的预防和施工控制ppt

养护。养护时间为14—28天。
⑶混凝土的降温和保温工作:对于厚大体积混凝土,施工时应充分考
虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等),避
免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后,应采取必要的蓄水
保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外
2021/3/7
15
202筋1/3的/7 直径,加强底板纵向预应力的锚固性能。
20
⑹ 合拢段横向收缩裂缝预防和施工控制 合拢段横向裂缝是一种收缩裂缝,首先,在合拢段混凝土的浇筑时段 选定时确定在一天的最低温度时段,即夜晚的1:00~3:00,随着混凝 土的凝固,混凝土出现收缩特性,空气温度升高,对混凝土的收缩进行 部分补偿;其次,在合拢段混凝土配置时,掺入适当的微膨胀剂,补偿 混凝土硬化过程中的收缩。
老庄河特大桥预应力混凝土 裂缝的预防和施工控制
中铁四局黄延高速公路项目经理部 二○○五年六月十五日
2021/3/7
1
一、工程概况
黄延高速公路老庄河特大桥位于陕北黄土高原南部洛川县境内,桥 址处沟壑纵横,地形崎岖。该桥桥跨布置为95m+4×170m+95m,为预 应力混凝土变截面连续刚构桥,最高墩身105m。老庄河特大桥由左右 分离的两个单箱单室截面组成,主梁跟部高度9m,每个T形刚构由22个 对称悬灌块段,块段长度从3.0m~4.0m逐渐调整,梁段高度从9m~ 3.2m逐渐变化。箱梁底板宽6.5m,顶板宽12m,翼缘板悬臂长2.75m; 箱梁端部设内横隔板外,其余部位均不设内横隔板。箱梁分别设纵向、 横向、竖向三向预应力,纵向预应力钢绞线束有22φj15.24和25φj15.24 两种,最大长度将近170m。
19
⑶ 施工时,在腹板的下弯束端头增加闭合箍筋,增加混凝土的抗剪

大跨度高墩连续刚构桥抗震设计研究

大跨度高墩连续刚构桥抗震设计研究

大跨度高墩连续刚构桥抗震设计研究近年来,大跨度高墩连续刚构桥的应用越来越广泛。

由于这种类型的桥梁具有超过常规桥梁的跨度和高度,因此在抗震设计中需要特别关注其稳定性和抗震性能。

首先,对于大跨度高墩连续刚构桥的设计,通常需要进行地震剪力校核。

在进行结构设计时,应根据地震烈度、地震波效应和桥梁自身特点,确定桥墩、桥梁支座和连续梁等各部分的抗震设计参数。

同时,需要根据大跨度高墩连续刚构桥的地震作用特点,采取相应的抗震措施,如设置适当的减震装置和增设钢筋混凝土抗震墙等。

其次,大跨度高墩连续刚构桥的地震响应分析也是抗震设计的关键。

一般来说,地震响应分析是通过有限元模型来模拟大跨度高墩连续刚构桥在地震作用下的动态特性。

这个模型应能够准确地反映桥梁的刚度和阻尼特性,以及地震波对桥梁结构的影响。

通过地震响应分析,可以评估桥梁在地震下的位移、加速度和应力等参数,确定其在地震作用下的稳定性和安全性。

此外,大跨度高墩连续刚构桥的抗震设计还需要考虑材料的抗震性能。

在选择桥梁结构材料时,应优先选择具有较好抗震性能的材料,如高强度钢材和高性能混凝土等。

同时,在材料的加工和施工过程中,还需要严格遵守相关的抗震设计规范和施工标准,确保材料和构件的质量符合设计要求。

最后,大跨度高墩连续刚构桥的抗震设计还需要进行可靠性分析。

可靠性分析是通过对设计参数和地震作用参数进行概率统计和分析,来评估桥梁在地震作用下的实际性能和安全性。

通过可靠性分析,可以有效提高大跨度高墩连续刚构桥的抗震能力,减少地震灾害的风险。

综上所述,大跨度高墩连续刚构桥的抗震设计需要关注地震剪力校核、地震响应分析、材料抗震性能和可靠性分析等方面。

通过合理的抗震设计和措施,可以确保大跨度高墩连续刚构桥在地震作用下具有足够的稳定性和安全性,为我们的交通运输事业提供可靠的保障。

大跨刚构—连续梁桥的全寿命性能监测与分析

大跨刚构—连续梁桥的全寿命性能监测与分析

2、车辆荷载:车辆在桥梁上行驶时,会对结构产生一定的冲击效应,应考虑 车辆荷载对结构稳定性的影响。
3、风荷载:风荷载对高墩大跨径连续刚构弯桥的稳定性产生较大影响,需对 风载引起的倾翻力矩进行计算和分析。
结论
通过对高墩大跨径连续刚构弯桥的全过程稳定性进行分析,可以得出以下结论:
1、合理的材料选择和结构设计是保证高墩大跨径连续刚构弯桥稳定性的关键 因素。
2、墩身尺寸:墩身的设计应考虑桥梁的整体造型和稳定性,选用合理的截面 形状和尺寸。
3、支座布置:支座是保证桥梁稳定性的重要组成部分,需根据主梁和墩身的 布置,选择合适的支座形式和数量。
稳定性分析
针对高墩大跨径连续刚构弯桥的全过程,应进行以下稳定性分析:
1、施工阶段:在施工过程中,应考虑混凝土收缩、徐变以及预应力对结构稳 定性的影响。同时,对临时支撑体系进行稳定性分析,以避免施工过程中的安 全事故。
大跨刚构—连续梁桥的基本结构由上部结构的刚架和下部结构的连续梁组成。 刚架作为主要承重结构,具有较大的抗弯和抗剪能力;连续梁则具有较好的承 受压力和分布荷载的能力。这种组合结构可以满足大跨度、高荷载的要求,适 应现代交通发展的需要。
为了及时掌握大跨刚构—连续梁桥的性能状况,需要对以下关键性能指标进行 监测:
3、异常检测:通过比较监测数据与历史数据或预设阈值,及时发现异常情况。 当数据超过预设阈值时,发出警报提示,以便采取相应的处理措施。
4、模型拟合:利用数学模型对监测数据进行拟合,以了解结构的实际工作状 态。例如,可以采用有限元分析、神经网络等模型对数据进行拟合,以更准确 地评估结构的性能。
在实际案例中,可以结合具体桥梁工程进行全寿命性能监测与分析。例如,某 地一座大跨刚构—连续梁桥在经过多年的运营后,出现了明显的挠曲变形和应 力异常。通过安装传感器和数据采集系统,对该桥的挠度、应力和应变进行了 长期监测。

大跨度连续刚构桥抗震性能评估

大跨度连续刚构桥抗震性能评估

大跨度连续刚构桥抗震性能评估研究桥梁在地震过程中的动力响应规律,提高桥梁的抗震性能,已经成为目前抗震研究工作的一个重点。

连续刚构桥作为一种重要桥型,在实际工程中也被大量采用,大跨度连续刚构桥在待建和已建桥梁中占了很大的比重。

文章选取兰渝铁路线上一座连续刚构桥运用能力谱方法评估了其设防烈度和桥址场地条件下的抗震性能,并研究了不同地震烈度和不同场地条件对桥梁抗震性能的影响。

标签:桥梁结构;PUSHOVER分析方法;抗震性能评估;能力谱分析方法1 引言地震是地球内部某部分急剧运动而发生的传播振动的现象。

大地震爆发时会释放巨大的地震能量,造成地表和人为工程的大量破坏,并且严重危及人民的生命和财产安全[1]。

为了减小桥梁工程在地震作用下的损害以及避免桥梁出现倒塌情况,急待需要对待建和已建桥梁在可能遭遇的不同强度地震中的震害情况进行预测,以及时加固那些抗震能力不足的桥梁结构。

桥梁抗震能力评估可以为交通系统可靠性分析、桥梁加固优先级评价以及损失评估和地震应急决策提供必要的依据[2],是城市防震减灾的基础性工作之一。

2 静力弹塑性分析方法2.1 静力弹塑性分析方法的基本原理和基本假定Pushover分析方法是一种静力分析方法,该方法突出优点在于考虑了结构的弹塑性特征,又引入设计反应谱,解释了计算过程和计算成果,比时程分析法工作量小[3]。

其基本做法:对结构逐级单调施加按某种分布模式模拟地震水平惯性力的水平侧向力并进行静力弹塑性分析,直至结构达到预定状态(成为机构、位移超限或达目标位移)。

Pushover分析方法建立在以下面两个假定[4]基础之上:第一假定:结构的地震反应与某一等效单自由度体系相关;第二假定:结构沿高度的变形可由形状向量{Φ}表示,且在整个地震反应过程中变形形状保持不变。

2.2 能力谱方法美国应用技术协会1996年发表文件《混凝土结构的抗震性能评估和加固》(ATC-40),文件的理论核心就是應用Pushover分析方法来进行基于性能的抗震设计,而其中的Pushover分析方法就是能力谱方法[5]。

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端和使用荷载基本组合下截面 3 2号块 的外端截 ( 面) 的内力 , 并作等效处理后施加于局部空问实体
模型。
分析 。本文使用 MIA / il A S S计算 软 D S Cv 和 N Y i
件 , 别 建 立 主 桥 的 平 面 杆 系 有 限 元 模 型 和 局 分
部空 间实体 模 型 , 中 , 用 A S S建立 局 部 其 利 NY 空 间实体模 型 时 , 据 圣 维南 原理 ,只考 虑箱 依
足抗 裂要 求 。
关键 词 : 连 续刚构桥 ; 墩顶 块 ; 仿真 分析 ; 抗裂性 能 中图分类号 :4 15 U 4 . 文献标识码 : A
0 引言
预应力 混 凝 土 连 续 刚构 桥 以其 跨 越 能力 强 、
解墩顶块 的受力状 况, 本文综 合利用 M D S Cv IA / il i 和 A S S计算软件 , NY 对广东 省境 内某大跨度连续 刚构桥墩顶块在施工 阶段和运营阶段 的应力状况 进行空间分析 , 对其局 部抗裂 性能及 抗裂措施 并 进行初步的探讨。
平面杆系有限元模型 , 系采用 M D S Cv 按 IA / il i 正装法建模 , 主桥共分单元 7 8 个 , 14 节点 50 个。 65
结构 中仅作安全储 备 , 计算 时未 考虑竖 向预应力
的作用。
图 4 2块 实体计算模型 0 ~
图 5 横 隔板 处局部放大图

5・
2 1 年第 2 01 期
广东公路交通
总第 16 1 期

婴 Q

图 2 0~ 2号块 纵 断 面
图 3 横 隔板构造
为 了较 准 确 地 了 解 墩 顶 块 的 受 力 状 况 , 对
按 现浇段 划 分为 2 施 工 阶段 , 8个 以求 得 最 大悬 臂
其 在 施 工 阶 段 和 运 营 阶 段 的 应 力 状 况 进 行 空 间
口 。
1 数值仿真 方法
11 计算模型 . 广东某大跨度 预应力 混凝 土连续刚构桥 , 主 桥桥孔布置为 12 2× 0 m+ 1m( 1 , 1m+ 20 12 图 ) 半 幅桥宽 1.8 。桥墩为双薄壁空心墩 , 63m 上部结构 采用 C 0砼箱梁 , 6 为单箱单室断面 , 箱宽 8O 两 .m, 侧翼缘板悬臂宽 4 1m。主梁高和底板厚度按16 .9 .
2 1 年第 2 01 期
广 东 公 路 交 通 G ag og ogu i T n unD n nL a og G Jo
总第 16 1 期
文 章编 号 :6 1 7 1 (0 1 0 00 0 17 — 69 2 1 )2— 05— 6
大 跨 度 连 续 刚构 桥 墩 顶 块 应 力 仿 真 及 抗 裂 性 能 分 析
分析存在较大 的局 限性 , 主要表 现在力学模 型过
次抛物线变化 , 腹板厚 由墩顶块 ( O号块 ) 9e 的 0m
变化到合拢段 的 5 c 在主墩墩顶块设置 4道横 0m, 隔板 , 度为 5 c 厚 0m。0— 2号块箱梁截 面、 隔板 横
于简单 、 计算精度不高。为了更全面和更准确地了
在结构构造 上 , 了抵抗箱 梁截 面形状变形 为 和扭转共 同引起的横 向弯 曲畸变应力 和纵向正应
力, 约束截 面扭 曲 , 在墩 顶块上通 常设 置横隔板 ,
这也使得墩顶块 的受力更加 复杂 。 目前 , 国内对
于大型桥梁结构的局部应力分析大多采用商 ,
营运阶段的受力情况进行 了空间仿真及其抗裂 性能分析。研究结果 表 明, 在施 工 阶段 最大 悬臂端 荷载作用 下 ,
横隔板的人洞顶部 、 横隔板与底板 的交界处 、 隔板与腹板 的连 接处等局部 区域 均产 生较大 的拉应力 。若采用 横
C 0混凝土 , 6 则不能满足 0 4规范的抗裂要求 ; 若采用 新材 料“ 纤维 聚合物结 构混 凝土 ( F S ) , 钢 S P C ” 则可全 面满
构造分别如图 2 图 3 、 所示。
图 1 某连续 刚构桥立面布置图 ( 单位 : ) c m
基金项 目: 广东省交通科技计划项 目( 号 :0 7—1 ) 编 20 6 作者简介 : 韩品甲(98 )男 , 17 一 , 江苏淮 阴人 , 工程师 , 主要从 事桥梁结构 的研究。E a : p j @g c.o m i hii z cc l na p n r
韩 品甲 , 郑顺潮
( .佛山广明高速公路有 限公司 , 东佛 山 5 8 0 ; .华南理工大学 土木与交通学 院,广州 5 04 ) 1 广 25 0 2 16 0
摘要 : 运用 M D S A S S 综合 IA 和 N Y 计算软件 , 对广东省 内某大跨径连续 刚构桥 主桥墩顶块 ( 号块 ) 0 在施工 阶段和
承载能力高 、 经济合理、 外观 刚劲简洁而得到广泛 运用…。连续刚构桥的墩 顶块 ( 0号块 ) 位于主梁
与桥墩的连接处 , 空间形 状复杂 , 而且墩顶块是悬 臂施工中的中心块体 , 又是体 系转换 的控制块体 ,
因此, 墩顶块的应力最为敏感 , 往往出现裂缝 等病
由 [ .] 12
12 计算参数 .
1 2 1 荷 栽 工况 ..
且, 在每种工况下均考虑了恒载、 预应力 、 收缩和徐 变的作用。
12 2 混 凝 土材料 性 能参 数 ..
为分 析墩顶 块 在桥 梁施 工 、 营全 过 程 中 的最 运 不 利应力 状态 , 本文 考 虑 了 2种 荷载 工况 : 1 最大 ()
梁 的 0~2号 块 和 薄 壁 空 心 墩 所 构 成 的 空 间 实 体。
局部空间实体模型 , 系采用 A S S建模 , NY 应用
Sl 6 元建 立包 含 0~ oi 5单 d 2号 块 的有 限元模 型 ( 图
4, )共计单元 8 1 , 7 5个 节点 4 6 个 。顶板横 向预 23 应力 以等效荷载 的形 式施加 , 因此竖 向预应力在
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