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大跨径预应力混凝土箱梁桥设计中的几个问题

土木工程学报 2010年第1期43卷 70-76页

作者：吕志涛潘钻峰东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京210096

预应力混凝土箱梁桥以其良好的结构性能和简洁优美的外形,在世界各地得到了广泛应用。但近年来,一些大跨径预应力混凝土箱梁桥在运营一段时间后,普遍出现箱梁腹板开裂和跨中下挠等病害,这些病害影响了桥梁结构的使用性能和耐久性,而导... 详细信息

预应力混凝土箱梁桥以其良好的结构性能和简洁优美的外形,在世界各地得到了广泛应用。但近年来,一些大跨径预应力混凝土箱梁桥在运营一段时间后,普遍出现箱梁腹板开裂和跨中下挠等病害,这些病害影响了桥梁结构的使用性能和耐久性,而导致这些病害的原因还没有完全明确。针对这些病害,从箱梁纵向预应力设计、竖向预应力设计、竖向预应力损失、结构构造设计、箍筋配置、混凝土材料特性等方面对箱梁进行了研究分析,得出了一些具有实用价值的结论。重点比较了两种纵向预应力配束方案,结果表明,设置下弯束是抵抗腹板主拉应力过大的有效方式。对导致箱梁结构长期下挠的主要成因在机理上进行了解释,剪切变形与斜裂缝发展对薄壁箱梁的长期变形影响不可忽视,并对开展控制跨中长期下挠等方面的研究提出了建议。

关键词：箱梁预应力混凝土腹板下弯束裂缝下挠

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广州新化路官洲河连续刚构桥设计

公路 2009年第7期54卷 193-197页

作者：吴明远梅刚李永军中交公路规划设计院有限公司北京市100088

广州新州至化龙快速路上的官洲河连续刚构桥,跨径布置为99 m+180 m+99 m。重点介绍该桥的建设条件、孔跨布置、结构形式以及关键构造设计,并对全桥进行静力分析。提出了防止大跨连续刚构桥出现跨中下挠以及箱梁开裂的一系列关键技术,对... 详细信息

广州新州至化龙快速路上的官洲河连续刚构桥,跨径布置为99 m+180 m+99 m。重点介绍该桥的建设条件、孔跨布置、结构形式以及关键构造设计,并对全桥进行静力分析。提出了防止大跨连续刚构桥出现跨中下挠以及箱梁开裂的一系列关键技术,对于同类桥梁设计有借鉴意义。

关键词：连续刚构桥腹板下弯束竖向预应力钢筋预埋钢管体外预应力

PC连续刚构桥预应力盲区研究及相关布束优化

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PC连续刚构桥预应力盲区研究及相关布束优化

作者：孙磊重庆交通大学

学位级别：硕士

PC连续刚构桥以其整体性好,结构刚度大、行车舒适、抗震性能好等优点,在我国得到了广泛的应用。但连续刚桥的大量修建,亦暴露出了一些问题。其中,由于设计缺陷造成的箱梁腹板预应力盲区的普遍出现,使得腹板出现了裂缝。本文针对现阶段大... 详细信息

PC连续刚构桥以其整体性好,结构刚度大、行车舒适、抗震性能好等优点,在我国得到了广泛的应用。但连续刚桥的大量修建,亦暴露出了一些问题。其中,由于设计缺陷造成的箱梁腹板预应力盲区的普遍出现,使得腹板出现了裂缝。本文针对现阶段大跨PC连续刚构桥中存在的典型预应力盲区展开分析,通过有限元数值分析,验证了预应力盲区的存在,以及其产生的原因,并在此基础上,对竖向预应力和纵向预应力进行了相关的优化配置,不仅使预应力盲区范围减少,而且改善了桥梁的受力性能。本文研究的主要内容有:①该文介绍了连续刚构桥的几种典型的预应力盲区:腹板下弯束纵向间距较大,使得腹板0.39倍梁高范围内预应力无效;顶板预应力直线束在箱梁截面的下缘也会产生了一定的盲区;相邻竖向预应力筋之间,由于预应力的扩散作用,会产生盲区。②该文提出了竖向预应力筋倾斜布置的优化方案,通过相关理论的研究,当竖向预应力的倾角β取为不设腹板竖向筋时腹板主拉应力与水平轴方向夹角θ0时,预应力作用方向跟主拉应力方向一致,竖向筋的作用效率最高,也减小了相邻竖向筋间的应力盲区。③该文介绍了现今三种纵向预应力筋的布置方案,其中顶板直线束加竖向预应力束,并配以腹板下弯束的方案为最合理。并指出平面杆系的设计方法需配合局部实体分析,下弯束可以提高截面的抗剪能力,下弯半径根据梁高不同取6～9m,下弯点锚固在梁高H/2高度处较为合理。顶、底板纵向筋搭接处锚固位置应有适当间隔,纵向预应力布束还应减少预应力损失的影响。④该文提出了分段锚固纵向短束代替集中锚固的纵向长束的方案,该方案避免了长束预应力损失严重的问题,并增加了箱梁根部截面的预压应力,有效防止了预应力盲区的出现,并提高1/4L处截面的抗剪能力。

关键词： PC连续刚构预应力盲区腹板下弯束预应力损失布束优化

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预应力混凝土梁式桥下挠影响因素及对策

预应力混凝土梁式桥下挠影响因素及对策

作者：常亚辉长安大学

学位级别：硕士

大跨度混凝土梁式桥发展迅速。而近年来,其跨中下挠问题却日益突显,困扰着桥梁建设者。本文围绕影响大跨度梁式桥中跨挠度的因素而展开研究分析。 (1)总结了近10年来我国大跨度PC连续刚构桥下挠成因分析的现状,并指出问题的所在。 (2)... 详细信息

大跨度混凝土梁式桥发展迅速。而近年来,其跨中下挠问题却日益突显,困扰着桥梁建设者。本文围绕影响大跨度梁式桥中跨挠度的因素而展开研究分析。 (1)总结了近10年来我国大跨度PC连续刚构桥下挠成因分析的现状,并指出问题的所在。 (2)归纳了国内外主要桥梁规范关于温度梯度模式的规定,并利用有限元软件进行温度梯度总应力、自应力和次应力的对比分析;研究表明,设计中合理选用适当的温度梯度模式及桥面铺装模式对结构受力非常重要;按《JTG D60—2004.公路桥涵设计通用规范[S]》规定,对比了三种常用桥面铺装的温度梯度效应,在升温模式下,水泥混凝土铺装比沥青混凝土铺装的跨中顶板压应力大3.82Mpa,跨中底板拉应力大0.69MPa。 (3)对腹板下弯束设置与否进行了对比分析。腹板下弯预应力筋的作用为减小了箱梁腹板混凝土主拉应力,提高了腹板混凝土的主压应力;提供了与荷载剪力方向相反的竖向分力,减小剪应力,从而减少截面的主拉应力;腹板下弯束还能提高截面的抗剪能力,中跨1／4截面提高12.7%。若能保证竖向预应力的有效性,能有效抑制主拉应力的产生。 (4)对主梁腹板厚度、梁高及变化规律进行参数化分析。腹板厚度的变化,对结构重量影响显著,对提高结构的承载没有太大帮助;跨中梁高变化,对主梁效应影响比墩顶梁高变化带来的影响大;主梁高度变化抛物线次数越低,梁底曲率越大,底板所受径向力也越大。抛物线次数低于1.8次时应加强中跨跨中底板束的防崩钢筋设置。 (5)按《JTG D62—2004))设计特大跨度预应力混凝土梁式桥时,既要满足抗裂性,又要使最大压应力满足规范要求,而压应力限值减少了2.35Mpa,主拉应力限值减少了1.6Mpa,因此比以往要求更加严格。 (6)基于全文分析,提出控制大跨度预应力混凝土梁式桥跨中下挠病害的设计对策,如：进行预应力的敏感性分析,设置腹板下弯束,充分考虑箱梁非线性温差应力,选择合适的桥面铺装等。

关键词：预应力混凝土梁式桥下挠影响因素温度梯度效应腹板下弯束竖向预应力有效性截面尺寸优化梁底曲率

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大跨径预应力混凝土箱梁开裂与下挠探讨

科技创新与应用 2013年第6期3卷 194-194页

作者：毛红涛郑州同力工程咨询有限公司河南郑州450000

大跨径连续梁桥和刚构桥的预应力混凝土箱梁,结构刚度大而变形小,同时抗风、抗震能力强,经济,耐久,因此,对跨径在30～350m范围的公路桥,广泛采用箱梁桥方案。但是,箱梁桥在使用期间,常出现"腹板开裂"和"跨中下挠"等病害问题,且随着时间... 详细信息

大跨径连续梁桥和刚构桥的预应力混凝土箱梁,结构刚度大而变形小,同时抗风、抗震能力强,经济,耐久,因此,对跨径在30～350m范围的公路桥,广泛采用箱梁桥方案。但是,箱梁桥在使用期间,常出现"腹板开裂"和"跨中下挠"等病害问题,且随着时间的延续而不断发展,给桥梁的安全埋下隐患,也给桥梁设计技术人员带来很大困扰。文章从桥梁设计中的问题以及材料选用等方面提出建议并展开探讨。

关键词：预应力混凝土箱梁腹板下弯束下挠