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关键词： 混凝土连续梁   托架结构设计   施工技术  

摘要： 随着公路建设里程不断增加,桥梁跨径不断增大,由此出现了大跨径连续梁桥。由于大跨预应力混凝土连续梁工程具有规模大、地质环境复杂、施工条件恶劣等因素,导致大跨预应力混凝土连续梁施工技术在工程实践中的应用效率受到很大限制。为保证高墩大跨预应力混凝土连续梁托架结构设计优化与施工能够顺利完成,并达到预期的质量目标,在明确高墩大跨预应力混凝土连续梁托架结构特点的基础上,深入分析其施工工艺,探讨高墩大跨预应力混凝土连续梁的施工工艺要点显得尤为重要。高墩大跨预应力混凝土连续梁托架结构设计优化与施工技术是经济合理的,能够满足工程要求。

关键词： 预应力   混凝土   连续桥梁   结构设计  

摘要： 为探讨预应力混凝土变高连续梁桥结构设计,采用实际案例结合理论实践的方法,立足预应力混凝土变高连续梁桥结构的优缺点,以及设计的重难点,分析了具体的设计要点,以及设计中需要注意的问题。分析结果表明,预应力混凝土变高连续梁桥结构是目前桥梁工程施工中最为常见的结构形式,相比于传统钢筋混凝土结构,预应力混凝土变高连续梁桥结构具有跨度大、外观优美、抗裂性好等优势。同时结构组成比较多,对设计效果有非常严格的要求,这就要求在实际施工中,需要严格按照相关规范和标准,严控每个细节,才能设计出高品质预应力混凝土变高连续桥梁工程。

关键词： 预应力混凝土   结构设计   施工技术  

摘要： 本研究旨在探索预应力混凝土结构设计与施工技术。我们深入探讨了不同类型结构的设计案例以及实际工程中的施工技术问题和解决方法。这些研究为预应力混凝土结构的安全可靠性和长期耐久性提供了重要的指导和借鉴。通过对结构的性能评估和监测技术的应用，我们可以及时发现并解决可能存在的问题，确保结构的稳定性和使用寿命。同时，通过总结实际工程中的经验教训，我们可以改进设计方案和施工工艺，提高施工效率和质量。

关键词： 连续刚构桥   Midas有限元   计算分析  

摘要： 通过对桥型特点、适用性分析，表明预应力连续刚构桥结构刚度好、跨越能力大、养护成本低，适用范围更广。文中结合某高速60 m预应力混凝土连续刚构桥实例，根据桥位处地质、地形条件和技术标准要求，分别合理确定了上部结构、下部结构和基础方案；采用Midas有限元软件选取相应计算参数进行有限元计算分析，计算结果表明相应指标满足相关规范要求。

关键词： 预应力混凝土   钢筋混凝土   人防荷载   全过程分析   延性比  

摘要： 预应力混凝土结构是一种较为理想的浅埋地下大跨结构,具有承载能力强、耐久性和抗裂性能好等优点。但是现行人防技术标准中,关于结构构件延性的规定主要来自试验研究成果,缺少理论研究成果验证;同时缺少预应力混凝土结构的相关规定。因此,开展人防荷载下预应力混凝土结构的全过程分析和延性性能研究具有重要的工程应用价值。本文研发了全过程分析软件,并对人防荷载下预应力混凝土结构的延性性能进行了研究,主要工作如下: (1)基于现行《混凝土结构设计规范》GB50010-2010等标准,提出了适用于静态、爆炸和地震作用下的钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构全过程分析方法,研发了国内首款相应的钢筋混凝土和预应力混凝土构件全过程性能分析及设计软件(简称:PCNAD),同时用静载模型试验、静动力数值模拟方法以及国外同类型软件进行了验证。PCNAD达到了国外同类软件的精度要求,与国外同类软件相比,清晰地给出全过程分析各控制点(包括初始、零应力、开裂、钢筋屈服、均匀或非均匀受压混凝土极限应变和钢筋极限拉应变)的分析结果,更便于工程设计。 (2)给出能量延性比的定义,提出通过全过程分析计算曲率延性比和能量延性比,来解决现行规范中无预应力混凝土结构延性比计算公式,且无法通过规范中的定义进行延性比计算的问题;同时解决当受压钢筋配筋率和受拉钢筋配筋率相等时无计算方法的问题,可为规范下一步修订提供依据。 (3)开展了预应力混凝土密排框架箱形结构静载试验的全过程分析,结构在静力荷载下并未发生突然的断裂破坏,仍能保持一定的延性;就该试验而言,实测结构抗弯承载能力高于PCNAD计算结果。 (4)开展了人防荷载下预应力混凝土简支梁和钢筋混凝土简支梁的模拟分析,对比了PCNAD、拟静力法和脉冲法的差异性。三种方法计算的曲率延性比相差较小,且拟静力法计算的延性结果较脉冲法更偏安全。多个全过程分析算例表明:结构构件的延性指标受屈服点和极限点选取的影响很大;当选取钢筋拉应变达0.01作为极限点时,延性指标变化规律与选取混凝土压碎作为极限点得到的规律有所不同。 (5)基于工程实例,开展了预应力混凝土密排框架箱形结构和钢筋混凝土密排框架箱形结构的全过程分析,从承载能力、经济效益、环境效益、延性性能及施工难易程度等对两种方案进行了综合性能对比分析,为混凝土结构综合性能全过程分析提供更便捷新方法。同时对纵向钢筋配筋率、预应力度及预应力筋伸长率等因素对结构延性性能的影响进行了验证。预应力混凝土和钢筋混凝土结构均能实现浅埋地下无柱大跨空间的要求。在满足相同净宽、相同净高的使用条件下,预应力混凝土结构正常使用性能相对较好、承载力相对较高、综合抗灾和抗连续倒塌能力较强、造价较低、碳排放较少,延性稍小但能满足要求,综合性能相对较好。

关键词： 大跨度   曲线连续梁桥   有限元   受力特性   预应力效应  

摘要： 在现代桥梁建设中,曲线梁桥具有设计灵活、节约建设成本、美化景观等优点,已普遍应用于城市立交桥和公路匝道桥梁的施工设计中。但其特殊的结构受力性质,如:弯扭耦合、梁内外侧受力不均等,易导致桥梁在设计和施工过程中出现诸多问题,甚至造成桥梁坍塌等重大安全事故,给群众生命财产造成了巨大损失。因此,国内外学者对曲线梁桥的设计、施工及安全评估进行了广泛的研究,但仍存在一些关键的问题和挑战有待解决。本文基于国内外连续曲线梁桥的大量数据,从理论上研究了曲线梁桥的力学特性,并采用Midas/Civil有限元软件,结合二堡路特大桥的实际工程背景,建立了仿真模型,开展分析了不同因素对预应力混凝土曲线梁桥结构受力状态的影响规律,并针对预应力效应进行了研究。研究工作不仅有助于深化对连续曲线梁桥结构特性的分析,还为同类桥梁的施工和运营实践提供了有力的技术支持和指导,具有重要的理论意义和实践价值。主要的工作内容及结论如下: (1)基于二堡路特大桥实际工况,采用Midas/Civil软件建立空间有限元模型,并引用大跨度混凝土曲线梁桥静载试验模型,通过试验与有限元结果对比,验证该方法的可行性,以确保数据结果的可靠性。在此基础上,对桥梁在各种受力情况下的状态进行了深入分析,包括恒载、汽车活载、温度作用和支座沉降单独作用,以及各不利组合作用。通过系统的分析,可得出恒载和汽车活载对曲线梁桥的受力影响尤为显著。 (2)研究分析了曲线梁桥的受力特性。结果显示:在内侧偏载作用下,曲线形式的存在使曲线梁桥有向内侧扭转的趋势;采用抗扭支撑的曲线梁桥,不仅在支座处表现出更为合理的受力分布,且整个结构的受力更加均衡;将支座向内偏移20cm～40cm,可以有效减小扭矩;预应力施加在截面不同位置也会对曲线梁桥的受力特性产生显著影响,单侧预应力施加可能导致截面应力分布出现严重的不对称性。 (3)研究了不同张拉工况对成桥挠度、顶底板应力的影响,以期得到最佳的张拉顺序。结果表明:预应力钢束张拉应遵循以下原则:首先,张拉钢束时应该优先张拉长束,后张拉短束;其次,张拉腹板束时,先张拉中腹板束后张拉边腹板束;张拉顶底板束时,应优先考虑底板束的张拉,再进行顶板束的张拉;最后,面对同类型的预应力钢束,应从箱梁内侧向外侧有序进行张拉。这些原则有助于提升桥梁结构的整体性能,确保施工过程的安全与高效。 (4)通过对预应力失效的六种工况进行分析,得出曲线桥预应力失效显著影响桥梁结构的位移和应力分布。位移随预应力失效率增加而增大,导致桥梁整体刚度下降、更易变形。在应力方面,边跨跨中和中支点应力随顶板失效率增加而减小,超过50%时应力显著降低,甚至出现压变拉。中跨跨中处顶板应力减小,底板应力增大,当顶板完全失效时,顶板应力由压变拉;底板失效导致边跨跨中应力增加,中跨跨中顶板应力减小,底板应力增大;腹板失效使边跨跨中顶板外侧应力先增后减,底板外侧应力逐渐减小,中跨跨中顶板应力减小,底板应力先增后减。

关键词： 装配式预应力混凝土路面   路面设计   接缝材料   工程应用  

摘要： 随着我国道路运输行业迅速发展,路面交通荷载趋于重载化,在新建的平交路口、爬坡段、BRT车道、以及港口道路等重载路段,沥青混凝土路面普遍遭受严重的车辙问题。与之相比,普通水泥混凝土路面具有较大的刚度优势,可有效避免车辙问题的产生。但其在整个建造和养护施工过程中需封闭交通,严重影响车辆的正常行驶,给交通带来压力。装配式预应力混凝土路面技术,具有摊铺速度快、材料节约、碳排放低、重复利用率高、结构寿命长等特点,可满足快速开放交通的要求,又能适应日益繁重的交通荷载,具有良好的市场运用前景。 为提出便于装配、拆卸并符合路面使用强度的装配式水泥混凝土路面结构设计和施工方法,本文依托于山东省交通运输厅科技计划(2022B29)“快速修复装配式预应力混凝土路面应用关键技术研究”项目。对装配式预应力混凝土路面的设计优化、接缝材料的配比与性能测试以及实际工程应用效果三个方面进行研究。主要研究内容与研究成果如下: (1)通过建立有限元模型,对预应力钢筋布置和吊点位置进行设计优化,其中横向预应力钢筋根数从2根增加到4根,板体的横向应力提高了约3.75倍。从整体数值变化幅度来看,增加2根横向预应力钢筋对板体影响较大,继续增加根数后数值基本无变化。纵向钢筋的根数主要体现在对横向钢筋的应力影响上,布设18根预应力筋路面板横向应力数值提高了约15%。板底摩擦系数对纵向的预应力损失在0.22%～0.42%之间,横向预应力损失在0.07%～0.12%之间,故建议横向(3.5m)范围内设置3～4根之间,纵向(8m)范围内设置14～18根之间的方案,且最好为均匀布置。当采用尺寸较小预应力板块施工时或施工条件不允许的情况下,可不设滑动层。 (2)通过对接缝混凝土材料进行配合比设计与基本力学强度试验,得出其有着更短的固结时间,并且克服了普通混凝土脆性断裂的特性,抗压强度达到了63MPa,较普通C40混凝土提高21%以上,最高抗折强度达到10.2MPa,平均提高33%以上。根据试验结果,本文建议钢纤维掺量控制在1%以下。 (3)通过自研设备,对标准养护环境下不同配比混凝土进行连续28d的膨胀变形观测,记录试件每天温度变化及应力变化,得出了混凝土膨胀性能变化规律;在标准养护环境下最大可达到7.4MPa。且应力数值变化主要受到水分、配筋率和钢纤维掺量影响,通过对比应力数值,以环境影响占主导。并推导了适用于该结构的自应力值计算公式。 (4)通过对不同配比混凝土进行150次不同环境下的冻融循环循环试验,结果表明:试件在盐冻环境下质量仅损失0.45%,试件抗冻能力仍存有部分剩余安全储备空间。从质量损失数值提高来看,钢纤维对混凝土抗冻性能提高并不显著,提高0.5%钢纤维体积掺量,质量损失仅降低约0.1%。故采用提高钢纤维来提高混凝土抗冻性能,是不必要的。 (5)通过记录装配式预应力混凝土路面结构通车1年半内,路面内力变化数值,得出路面内力结构变化规律。即装配式预应力路面自身应力变形主要受到温度影响,全天轴力差在25k N以内,应变差最大约625με,观测周期累计应变达296με。接缝材料在纵向方面展现出膨胀性能达到了206.7με以上,之后稳定在105με,横向则稳定在-59.2με左右。从长期预应力损失看,主要预应力损失在30d前基本完成。行车方向损失开始较低在20k N以内,但持续时间较长,并伴随阶段性的回升趋势。横向则损失较大在30d内从170kN下降到145kN,损失在25kN左右。

关键词： 装配式   预应力   节点连接   干连接   UHPC   施工方法  

摘要： 结合三林环外区域公交停车场新建工程实践应用情况，分析了在装配式预应力框架结构体系下，现场预制构件的节点连接、施工安装中存在的重点和难点，从项目设计及施工层面提出了深化设计理念，介绍了新型施工工艺在实用场景中的应用，为装配式预应力混凝土结构的施工质量提供可靠保障，并为其他地上交通工程项目提供设计与施工参考。

关键词： 大跨度   预应力混凝土   施工过程   结构变形   受力分析  

摘要： 近年来城市建设快速发展,体育馆、会展中心等各种大跨度、大开间的复杂建筑结构不断涌现,这对建筑的设计和施工提出了更严格的要求。大跨度空间结构往往规模大,形状复杂,且构件截面尺寸较大,对预应力筋的张拉和混凝土的浇筑养护带来很大困难,结构在施工过程中承受更大的自重和施工荷载,若不考虑结构施工期受力,只按设计和使用进行分析是不合理也是不安全的。论文在理论分析的基础上,结合实际工程背景,对大跨度预应力混凝土框架结构施工过程中的重难点问题展开分析和讨论,论文主要开展了以下工作: (1)运用Midas/Gen软件建立有代表性的一榀框架模型,考虑施工过程,对结构进行施工期和使用期收缩徐变分析,结果表明,施工过程中混凝土徐变对一层梁跨中变形影响较大,大部分徐变在施工结束后三年内完成。结合施工期荷载和长期收缩徐变对一层预应力混凝土梁跨中位移的影响,确定梁预起拱高度。 (2)以一榀框架为例,对整个施工过程进行模拟,根据预应力荷载和上部结构荷载相平衡的原则,预应力筋张拉和混凝土浇筑分阶段交替进行,研究一层预应力筋不同张拉工况对一层预应力混凝土梁受力和变形的影响。在上文基础上,对二层主框架结构采用混凝土分层浇筑方案,结果表明二层结构分层浇筑可明显减小一层混凝土梁在施工过程中的内力。 (3)通过一层结构在自重荷载下的变形规律对其进行分区,对各区预应力混凝土梁拟定不同张拉顺序,分析各张拉顺序下梁跨中内力、变形及各梁跨中弯矩随施工阶段的变化规律,并从理论角度给出各分区较优的预应力张拉工况。 (4)建立结构整体有限元模型,对结构进行考虑施工阶段的模拟,选取有代表性的梁柱,分析其在施工过程的内力变化规律。对比考虑施工阶段和不考虑施工阶段的模拟结果,从预应力损失、位移、弯矩来看,二者均存在较大差距,梁内力及变形最大值均出现在施工过程中,因此对大跨度预应力混凝土框架结构进行施工期结构性能分析是十分必要的。 (5)结合工程特点,阐述了大跨度预应力混凝土框架结构模板工程、预应力工程及混凝土工程的施工技术要点,并对本工程的施工工艺和流程进行阐述。

关键词： 预应力混凝土结构   服役离散性   高斯混合模型   判定准则   性能评价方法  

摘要： 依据工程实测数据,验证了单筋有效预应力概率分布特征,提出了基于高斯混合理论的结构预应力系统概率分析模型,确定了峰度、偏度和函数差值控制的正态显著性判定准则,建立了适用于工程抽样的高斯混合模型正态化简化分析方法.以95%保证率为约束参数,建立了基于实测数据的结构有效预应力性态和服役性能评价方法.结果表明:结构有效预应力概率分布可采用单个正态或多个子分布高斯混合模型近似表征;以95%保证率为约束参数,可协调估计精度与实测效率之间的矛盾,满足工程测试需求,实现了预应力服役离散性的科学量化分析.