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重载铁路桥梁疲劳变形和裂缝扩展规律研究

土木工程学报 2013年第9期46卷 72-82页

作者：李进洲余志武宋力中南大学湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075

按照"动静结合,以静制动"的试验方法,通过6片1/6缩尺模型梁疲劳试验,研究重载铁路桥梁疲劳变形和裂缝扩展规律。研究表明:重载铁路预应力混凝土桥梁疲劳开裂后的跨中挠度和裂缝扩展基本符合快速增长、稳定发展和急剧变化的"三阶段"发展... 详细信息

按照"动静结合,以静制动"的试验方法,通过6片1/6缩尺模型梁疲劳试验,研究重载铁路桥梁疲劳变形和裂缝扩展规律。研究表明:重载铁路预应力混凝土桥梁疲劳开裂后的跨中挠度和裂缝扩展基本符合快速增长、稳定发展和急剧变化的"三阶段"发展规律;重载铁路预应力混凝土桥梁疲劳开裂后的跨中挠度可以按残余挠度和瞬时挠度进行计算;疲劳开裂后的裂缝不仅包括纯弯段内的正截面裂缝,还包括剪跨区内的弯剪斜裂缝和腹剪斜裂纹,前者主要出现在疲劳稳态阶段,后者主要出现在疲劳破坏阶段。根据试验结果,提出"损伤梁单元模型"和"经验公式拟合"两种跨中挠度计算方法,结果表明在疲劳稳态过程中,跨中挠度的放大系数在20%～30%左右,临近疲劳破坏时在80%～100%左右。此外,利用统计方法提出一个用疲劳循环次数比表征的增大系数,以此来考虑循环次数和疲劳寿命的影响,进而描述疲劳裂缝发展的"三阶段"规律,计算结果表明混合配筋合适的预应力混凝土梁发生梁底普通钢筋疲劳断裂破坏时,对应纯弯段最大主裂缝宽度约在0.50～0.55mm左右,该方法可以满足工程上的精度要求。

关键词：重载铁路预应力混凝土梁疲劳变形疲劳裂缝扩展

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西藏努格沙大桥柔性桥墩的分析与计算

公路 2007年第2期52卷 64-69页

作者：李进洲西藏交通公路勘察设计院拉萨市850001

本文就西藏努格沙大桥柔性桥墩的受力进行了分析,以供同行设计参考。

关键词：公路桥梁柔性桥墩分析与计算

疲劳重复荷载下重载铁路桥梁中和轴变化规律研究

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铁道学报 2013年第6期35卷 96-103页

作者：李进洲余志武宋力中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075

基于传统应变片的疲劳试验实时测试系统,通过19片重载铁路预应力混凝土梁的疲劳和腐蚀疲劳试验,研究预应力混凝土梁疲劳破坏形态以及混凝土应变随重复荷载次数的变化规律,对预应力混凝土梁在疲劳加载过程中截面的应变分布与中和轴变化... 详细信息

基于传统应变片的疲劳试验实时测试系统,通过19片重载铁路预应力混凝土梁的疲劳和腐蚀疲劳试验,研究预应力混凝土梁疲劳破坏形态以及混凝土应变随重复荷载次数的变化规律,对预应力混凝土梁在疲劳加载过程中截面的应变分布与中和轴变化情况进行重点分析。结果表明,经过多次重复荷载作用后,预应力混凝土梁在疲劳上限静载作用下受压区混凝土仍处于弹性阶段,其应力-应变呈线性关系,但是混凝土疲劳变形模量在不断衰减,大致呈现三阶段衰减特征。对于非锈蚀预应力混凝土梁,疲劳幅值越大,中和轴变化越明显,呈直线式上移;中等幅值下,中和轴位置出现明显长稳定期约占整个疲劳寿命的75%～85%;疲劳下限荷载相同的梁,无论上限值多大,发生梁底普通钢筋疲劳断裂时对应的受压区混凝土高度基本相同。对于锈蚀预应力混凝土梁,疲劳反复荷载作用下构件的中性轴位置基本保持不变,不像非锈蚀试件那样呈现出明显的"三阶段"变化过程。本文的研究结果对疲劳重复荷载作用下重载铁路预应力混凝土梁疲劳损伤全过程非线性分析具有参考价值。

关键词：疲劳重复荷载重载铁路桥梁预应力混凝土梁应变分布中和轴

疲劳荷载后重载铁路桥梁剩余静载承载力试验研究

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铁道学报 2014年第4期36卷 76-85页

作者：余志武李进洲宋力中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075

基于应变和振幅的疲劳试验实时测试系统，通过10片1/6缩尺模型梁疲劳试验，研究重载铁路桥梁疲劳后静载破坏形态以及振幅、刚度、非预应力筋和预应力筋应变、混凝土应变随反复荷载次数的变化规律。研究表明：重载铁路32 m预应力混凝土... 详细信息

基于应变和振幅的疲劳试验实时测试系统，通过10片1/6缩尺模型梁疲劳试验，研究重载铁路桥梁疲劳后静载破坏形态以及振幅、刚度、非预应力筋和预应力筋应变、混凝土应变随反复荷载次数的变化规律。研究表明：重载铁路32 m预应力混凝土梁疲劳后剩余静载承载力演变呈现“Z”字形三折线的3个阶段，即基本不变阶段、直线下降阶段和压弯失稳破坏阶段。第一阶段，疲劳后试件静载破坏形态与普通静载破坏形态相同，试件静载承载力基本保持不变；第二阶段，试件静载承载力直线下降，直至压弯失稳破坏，最终梁的剩余静载承载力降至原有承载力的50％～60％，主要由预应力筋提供。与普通静载破坏试验相比，疲劳后静载破坏试验不同的地方主要表现在混凝土、梁底普通钢筋和预应力筋等材料的应力-应变本构关系上，受压区混凝土残余应变不断增加，变形模量降低了20％～30％，普通钢筋和预应力筋残余应变也明显增加，但弹性模量和屈服强度（预应力筋极限强度）基本不变。

关键词：剩余静载承载力重载铁路预应力混凝土梁疲劳试验疲劳损伤

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西藏地区预制空心板的质量问题与处治方法

公路 2005年第4期50卷 36-37页

作者：李进洲西藏交通公路勘察设计院拉萨市850001

针对西藏地区公路桥梁预制空心板的质量问题,提出了具体的处治方法。

关键词：西藏预制空心板质量问题处治方法板梁

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥施工控制关键技术

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世界桥梁 2023年第3期51卷 43-50页

作者：李进洲中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥为(140+336+140)m刚性梁柔性拱桥,主梁为三主桁双层板桁组合结构,采用“先梁后拱,主梁双悬臂拼装,拱肋竖向转体”方案进行施工。为确保成桥线形和内力满足设计要求,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限... 详细信息

沪苏通长江公铁大桥天生港专用航道桥为(140+336+140)m刚性梁柔性拱桥,主梁为三主桁双层板桁组合结构,采用“先梁后拱,主梁双悬臂拼装,拱肋竖向转体”方案进行施工。为确保成桥线形和内力满足设计要求,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,进行施工全过程和成桥分析,基于无应力状态法开展施工控制。钢梁墩顶节间施工时,设置墩旁托架,利用浮吊拼装;对称悬拼期间,为保证纵向稳定性,采用水袋对边跨进行配重,利用扣塔分别张拉2对扣索以改善钢梁受力并调整钢梁线形;采用预降边支点、4号墩钢梁整体预偏,以及扣索索力调整等措施进行钢梁中跨合龙;拱肋竖转后,主要通过扣索完成拱肋合龙调位;拱肋合龙后,从中间向两边张拉吊杆。经实测,该桥钢梁合龙口相对高差在10 mm以内;拱肋合龙口轴向偏差最大2 mm,相对高差最大1 mm;吊杆索力与设计目标索力偏差均在5%内,满足施工控制要求。

关键词：刚性梁柔性拱桥板桁组合结构钢梁合龙拱肋合龙线形索力施工控制

两种不同环境下预应力混凝土梁疲劳破坏试验对比分析

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铁道标准设计 2015年第9期59卷 76-82页

作者：李进洲中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

以我国目前普通铁路既有线上32 m跨度全预应力混凝土简支T梁为工程背景,通过12片1/6预应力混凝土模型梁非腐蚀环境和腐蚀环境下疲劳试验,对预应力混凝土梁疲劳破坏形态进行研究,对其破坏机理进行分析,结果表明非腐蚀环境下,恒、活载跨... 详细信息

以我国目前普通铁路既有线上32 m跨度全预应力混凝土简支T梁为工程背景,通过12片1/6预应力混凝土模型梁非腐蚀环境和腐蚀环境下疲劳试验,对预应力混凝土梁疲劳破坏形态进行研究,对其破坏机理进行分析,结果表明非腐蚀环境下,恒、活载跨中弯矩在0.45Mu时为配筋合适的预应力混凝土梁疲劳破坏时的临界荷载点(Mu为跨中静载极限弯矩,临界点以疲劳寿命为200万次进行定义),超过该临界点后,需要适时加固;腐蚀环境下,梁底普通钢筋锈蚀后(预应力筋不锈蚀),疲劳损伤程度随锈蚀率增大而增大,锈蚀率越大疲劳寿命越短;锈蚀率7%为腐蚀疲劳破坏的临界点(临界点以疲劳寿命为200万次进行定义),超过腐蚀临界点以后,需要对预应力混凝土梁进行加固。两种不同环境下预应力混凝土梁疲劳破坏试验对比分析结果表明,预应力混凝土梁中非预应力筋虽然对静载承载力贡献不大,但是对疲劳抗裂作用明显,设计中应保证非预应力钢筋配置充足,包括充足的细密的箍筋、侧面纵向补充钢筋和梁底纵向抗裂钢筋、锚下螺旋钢筋等非预应力筋,以便分散裂缝宽度,提高疲劳破坏时的延性。

关键词：普通铁路预应力混凝土梁疲劳破坏机理分析临界荷载疲劳延性

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沪通长江大桥超长钻孔灌注桩施工质量监理

施工技术 2015年第S2期44卷 151-158页

作者：李进洲王远立中铁第四勘察设计院有限公司湖北武汉430063

沪通铁路沪通长江大桥为公铁两用桥,其3号墩和4号墩为140m+336m+140m三跨连续刚性梁柔性拱专用航道桥中的2个主墩,钻孔灌注桩桩径2.50m,有效桩长115~120m,实际钻孔深度130~140m。针对桥址区长江厚砂层河床区钻孔施工易塌孔、成孔质量差... 详细信息

沪通铁路沪通长江大桥为公铁两用桥,其3号墩和4号墩为140m+336m+140m三跨连续刚性梁柔性拱专用航道桥中的2个主墩,钻孔灌注桩桩径2.50m,有效桩长115~120m,实际钻孔深度130~140m。针对桥址区长江厚砂层河床区钻孔施工易塌孔、成孔质量差的实际情况,从钻孔灌注桩成孔、钢筋笼制作与下放安装以及水下混凝土浇筑等关键环节进行质量控制,对其控制过程进行了全面总结,提出了"四明确"、"五要求"、"六检查"、"七严格"、"八到位"的监理工作方法,有力保证了钻孔灌注桩施工质量,合格率100%,I类桩100%。

关键词：桥梁工程超长灌注桩施工质量控制过程监理

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体外预应力加固桥梁正截面强度的计算

公路交通科技 2006年第2期23卷 98-101页

作者：王晓东李进洲重庆交通学院重庆400074 西藏交通公路勘察规划设计院西藏拉萨850001

针对体外预应力加固梁时的受力机理和破坏形式,推导出了采用体外预应力加固设计的计算公式和应满足的条件,并应用于川藏公路某大桥的加固实践。该大桥根据本文所论述的原理进行加固后,一直维持了正常的通车和承载力,取得了良好的使用效... 详细信息

针对体外预应力加固梁时的受力机理和破坏形式,推导出了采用体外预应力加固设计的计算公式和应满足的条件,并应用于川藏公路某大桥的加固实践。该大桥根据本文所论述的原理进行加固后,一直维持了正常的通车和承载力,取得了良好的使用效果。该加固方法施工简单易行,加固效果明显。本文中所建立的体外预应力加固设计计算公式可供同类加固设计参考使用。

关键词：体外预应力桥梁加固正截面计算