midasFEA在橋梁檢測上的應(yīng)用PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1midasFEA在橋梁檢測上的應(yīng)用在橋梁檢測上的應(yīng)用midas FEA在橋梁檢在橋梁檢測上的應(yīng)測上的應(yīng)用用1. 病害成因分析2. 損傷檢測3. 荷載試驗4. 測量技術(shù)第1頁/共62頁內(nèi)容內(nèi)容原因原因詳細說明詳細說明舉例舉例裂縫成因分析(檢測單位必備能力)規(guī)范原因規(guī)范規(guī)定不清晰對D區(qū)配筋方法說明不清晰水化熱分析方法參數(shù)不清晰設(shè)計原因荷載考慮不全面分析模型不合理分析內(nèi)容不全面對于施工、溫度、收縮徐變、基礎(chǔ)沉降荷載考慮不夠全面D區(qū)依然采用桿單元，配筋無依據(jù)(例如花瓶墩)不進行大體積混凝土的水化熱分析施工原因施工方案不合理不按設(shè)計要求施工設(shè)備不安全偷工減料溫控措施不合理，合攏時機不合理改變設(shè)計

2、要求的施工工序且工序沒有經(jīng)過嚴(yán)密驗算設(shè)備支架設(shè)計不合理(變形過大)使用的材料不滿足設(shè)計要求運營管理超載嚴(yán)重長期超載引起變形過大、發(fā)生裂縫、疲勞等破壞第2頁/共62頁橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計方法(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析1. 病害病害成因分析成因分析第3頁/共62頁1.某橋墩凹槽開裂驗算報告(某施工單位)目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零

3、號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第4頁/共62頁1.某橋墩凹槽開裂驗算報告(某施工單位)基于大型有限元程序midas FEA，對橋墩結(jié)構(gòu)進行了數(shù)值模擬，在考慮材料非線性的基礎(chǔ)上對凹槽附近區(qū)域的裂縫情況進行了分析，結(jié)論如下： 在相當(dāng)于計算荷載的35%大小的荷載作用下，結(jié)構(gòu)的凹槽直角區(qū)域?qū)⑦_到混凝土的抗拉強度，首次出現(xiàn)微量的裂紋； 隨著荷載的增大，該區(qū)域?qū)⒊霈F(xiàn)沿順橋向貫通的裂紋帶，其發(fā)展方向約與水平面成45夾角，并且在緊鄰直角的區(qū)域裂紋發(fā)展較為充分，其他區(qū)域相對較弱，但整個加載過程裂紋狀態(tài)均未完全張

4、開； 當(dāng)單個支座壓力達到33294kN/時，結(jié)構(gòu)裂縫寬度和帶域都將得到充分發(fā)展，達到極限狀態(tài)，但此極限荷載僅僅為理想強度下的理論計算值，實際結(jié)構(gòu)在考慮材料的超強效應(yīng)及部分構(gòu)造筋（如分布筋）的影響后，極限荷載會相應(yīng)的有所提高； 結(jié)構(gòu)在凹槽直角區(qū)域配置了大量的水平筋和豎向筋，但是由于支座偏心荷載繞墩底外輪廓邊線（橫橋向）形成的強大彎矩導(dǎo)致在該區(qū)域出現(xiàn)了與水平面大約呈45角的較大主拉應(yīng)力，所以出現(xiàn)了與該主拉應(yīng)力垂直的裂縫帶域。目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析

5、曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第5頁/共62頁2.關(guān)于天津大道墩柱的受力特征及鋼筋合理性布置的探討(天津市政工程設(shè)計研究院)結(jié)論：（1）通過利用midas FEA的材料非線性分析，將鋼筋植入模型，計算出鋼筋應(yīng)力，然后計算裂縫；與未考慮鋼筋的線彈性模型，通過積分求出內(nèi)力，然后估算鋼筋面積比較，概念清晰，簡單、實用，具體對比見表2。（2）最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在墩帽中心開口處，設(shè)計配筋時應(yīng)予以重視，可以配置拉筋或主動加預(yù)應(yīng)力的方法，來提高混凝土的抗裂性能和極限承載能力。（3）從墩帽斜截面抗剪計算可以看出，抗剪主要由混凝土承受，墩帽內(nèi)可不設(shè)箍筋和彎起鋼筋。目 錄橋墩裂縫成

6、因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第6頁/共62頁3.花瓶形鋼筋混凝土薄壁墩設(shè)計討論(北京國道通公路設(shè)計研究院)目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第7頁/共62頁4.連續(xù)箱梁頂板裂縫成因分析研究(湖南

7、省交通科學(xué)研究院)裂縫特征：5號8號墩右幅箱梁頂板，共發(fā)現(xiàn)324條裂縫，其中橫向315 條，占97%；斜向7條，縱向2條，占3%。通長裂縫164條，占50%，部分裂縫貫通頂板( 滲水見圖2) 。裂縫長度在0.43.4 m 之間，寬度在0.050.30mm之間。目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第8頁/共62頁4.連續(xù)箱梁頂板裂縫成因分析研究(湖南省交通科學(xué)研究院)裂縫成因分析：1) 溫度作

8、用：本橋箱梁澆筑時，室內(nèi)空氣不流通，水泥水化產(chǎn)生熱量使室內(nèi)溫度逐漸升高，而室外空氣流通快，混凝土表面溫度較穩(wěn)定，因此頂板內(nèi)外表面溫度差逐漸增加，當(dāng)溫度差超過一定限值時，混凝土溫度自應(yīng)力超過混凝土抗拉能力導(dǎo)致開裂。2) 約束作用: 澆筑箱梁頂板時，型腹板已達到足夠的強度，剛度大，基本上完成了水泥的熱耗散過程。腹板間距較小(3.4m) ，約束作用大，限制了箱梁頂板混凝土散熱收縮過程，混凝土易因收縮應(yīng)力而拉裂。隨著溫度的變化和裂紋尖端應(yīng)力的集中，裂縫會迅速向前發(fā)展。因此右幅箱梁頂板裂縫特征為頂板與腹板結(jié)合處開始發(fā)育3) 收縮作用:右幅箱梁澆筑時間從晚上22 點至次日8 點，澆筑順序為兩端向中間澆筑，

9、養(yǎng)護時氣溫變化從20 到30 。因此箱梁頂板兩端混凝土在氣溫升高時已完成終凝，受水份蒸發(fā)影響較小，裂縫較少；中間部分混凝土受水份蒸發(fā)影響較大，裂縫較密集。結(jié)論：小箱梁澆筑不屬于大體積混凝土施工，施工方案制定時易忽略其水化熱影響，從而導(dǎo)致混凝土水化熱產(chǎn)生的溫度影響占主導(dǎo)因素，其它因素相互耦合而開裂。因此薄壁小箱梁澆筑時建議如下: 加強箱室內(nèi)通風(fēng)；降低混凝土入模溫度；水泥過熟化期后再使用以降低水泥水化熱。目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因

10、分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第9頁/共62頁5.連續(xù)剛構(gòu)箱梁橋腹板開裂原因分析(東北林業(yè)大學(xué))裂縫特征： 該橋腹板斜裂縫基本對稱于跨中，邊跨斜裂縫主要集中在8L/3531L/35之間，次邊跨斜裂縫主要集中在距邊墩1.6mL/4之間，中跨斜裂縫主要集中在2L/9L/2之間，裂縫長度8106cm，寬度0.080.29mm，裂縫基本沿著主拉應(yīng)力方向。 總體來講，就T構(gòu)的斜裂縫而言，腹板厚度0.55m的箱梁段在有下彎束提供預(yù)剪力的梁段（5#塊以前）沒有斜裂縫，取消下彎束的，均產(chǎn)生了較嚴(yán)重的斜裂縫；在腹板厚度為0.4m的梁段大部分均產(chǎn)生了較嚴(yán)重的斜裂縫，這些裂縫表現(xiàn)為明顯的主拉應(yīng)力開裂

11、的特征，即主梁抗剪不足，典型腹板斜裂縫見圖3。目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第10頁/共62頁5.連續(xù)剛構(gòu)箱梁橋腹板開裂原因分析(東北林業(yè)大學(xué))裂縫成因分析：1) 縱向預(yù)應(yīng)力損失：大跨度連續(xù)剛構(gòu)箱梁橋在縱橋向一般將梁高設(shè)計為按高次拋物線變化，而在實際施工中通常采用分段懸臂現(xiàn)澆施工，設(shè)計的線形變化實際上是由多個直線段組成，同時主梁須經(jīng)歷預(yù)拋高、張拉預(yù)應(yīng)力鋼束、合龍等施工過程，因此預(yù)應(yīng)力管

12、道很不平順，管道摩阻偏大，致使部分截面有效預(yù)應(yīng)力不足；另外，混凝土的收縮、徐變等因素會進一步降低預(yù)應(yīng)力鋼束的有效預(yù)應(yīng)力從而降低腹板的抗剪承載能力。2) 豎向預(yù)應(yīng)力損失：該橋的縱向預(yù)應(yīng)力布置情況為：除了0#4# 采用下彎束外，其余梁段均無下彎束，由于下彎束可以有效地減小主拉應(yīng)力，而無下彎鋼束的梁段，主拉應(yīng)力則主要依靠豎向預(yù)應(yīng)力來克服，如果豎向預(yù)應(yīng)力損失過大，腹板的主拉應(yīng)力將超過文獻規(guī)定的限值，有可能出現(xiàn)斜裂縫。 實際施工中豎向預(yù)應(yīng)力損失為25%左右，各控制截面已經(jīng)非常接近甚至超過了容許值，很可能出現(xiàn)裂縫。3) 活載超載目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成

13、因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第11頁/共62頁6.懸澆箱梁底板崩裂原因分析及預(yù)防措施(杭州市交通工程安全質(zhì)量監(jiān)督局)裂縫特征： 當(dāng)中跨合龍后，底板束張拉到最短束時，位于中跨跨中附近的底板混凝土發(fā)生崩裂現(xiàn)象，裂縫長度約為1.2m，寬度約為34mm，深度約100mm。局部位置底板外側(cè)混凝土崩碎，混凝土的破壞形態(tài)為抗拉和抗剪破壞，鋼筋發(fā)生向下變形，預(yù)應(yīng)力管道變形破裂，底板內(nèi)側(cè)的混凝土未發(fā)現(xiàn)裂縫。目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板

14、裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第12頁/共62頁6.懸澆箱梁底板崩裂原因分析及預(yù)防措施(杭州市交通工程安全質(zhì)量監(jiān)督局)裂縫成因分析及結(jié)論： 管道的定位誤差，造成預(yù)應(yīng)力束波浪形布置，產(chǎn)生徑向力遠遠大于原設(shè)計的徑向力，對底板的局部應(yīng)力影響很大;因此，必須嚴(yán)格將預(yù)應(yīng)力管道的豎向定位誤差控制在士1cm以內(nèi)。 抵抗預(yù)應(yīng)力徑向力的最好方法是底板防崩鋼筋的設(shè)置。一般情況下， 如果采用d8的防崩鋼筋， 間距須小于40cm，在跨中附近， 間距須加密到20cm，或者采用d10

15、的防崩鋼筋， 間距不小于30cm。遇特殊情況， 也可采用公式計算。 底板混凝土強度、底板厚度等對抵抗預(yù)應(yīng)力束徑向力有一定的影響， 預(yù)應(yīng)力束最小間距設(shè)置及分批張拉對預(yù)防底板混凝土崩裂也有好處目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第13頁/共62頁7.大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋0#塊施工過程中裂縫成因淺析(陜西高速公路工程試驗檢測有限公司)目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁

16、腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第14頁/共62頁7.大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋0#塊施工過程中裂縫成因淺析(陜西高速公路工程試驗檢測有限公司)裂縫成因分析及結(jié)論： 引起大橋0#塊裂縫的原因: 設(shè)計已經(jīng)多方論證，無缺陷；原材料、配合比、混凝土強度均經(jīng)過試驗，屬于合格產(chǎn)品；施工工藝及養(yǎng)護符合相關(guān)規(guī)范要求;施工期間天氣為小雨1725 ，溫度穩(wěn)定。目前能引起0#塊裂縫的因素主要有: 自重、墩頂對箱梁的位移約束、混凝土水化熱3個因素。 通過有限元計算，在混凝土凝固初期(2

17、0h) ，腹板表面溫度比內(nèi)部溫度要低，內(nèi)部會產(chǎn)生膨脹，導(dǎo)致腹板產(chǎn)生拉應(yīng)力。底板與腹板交界處主拉應(yīng)力最大，底板與橋墩頂部接觸，腹板外模板與外界空氣接觸，由于兩部分之間所處環(huán)境不同，對流情況差別也較大，因此在底板與腹板交界處溫度雖然并不是最高，但溫差較大，直接導(dǎo)致此處主拉應(yīng)力過大，有產(chǎn)生裂縫的可能。結(jié)合目前的裂縫調(diào)查結(jié)果分析，開裂首先出現(xiàn)在箱梁底板和腹板內(nèi)側(cè)交界位置，裂縫產(chǎn)生后，裂縫的擴展方向?qū)⒀貏偠容^小的腹板向上延伸，導(dǎo)致了目前的3條裂縫。 此外，墩身混凝土和0#塊混凝土澆注相隔時間過長也是引起裂縫的原因之一。0#塊與墩身混凝土澆注時間間隔均為60 天左右，墩身混凝土的收縮先期基本完成，而0#塊

18、混凝土澆注后，開始收縮，這種收縮受到墩身接觸面( 約束面) 的約束，在0#塊內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，導(dǎo)致開裂，即基巖約束效應(yīng)。目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第15頁/共62頁8.現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁后澆段施工縫開裂分析(陜西省通宇公路研究所有限公司)目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成

19、因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第16頁/共62頁8.現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁后澆段施工縫開裂分析(陜西省通宇公路研究所有限公司)裂縫特征： 該立交橋建成通車一年后，新建鐵路線要通過該立交橋位，與該匝道橋橋墩位置相沖突，需要對該匝道橋進行改建。為保證施工安全，采用MIDAS FEA 對上部結(jié)構(gòu)建立整體實體模型進行計算，驗算整個結(jié)構(gòu)及頂升部位局部的承載能力及安全性。在查看計算結(jié)果時，意外發(fā)現(xiàn)梁端后澆段附近施工縫處正截面應(yīng)力、主拉應(yīng)力及剪應(yīng)力均嚴(yán)重超出混凝土所能承受的應(yīng)力。 在進行該橋改造施工時，發(fā)現(xiàn)主梁梁端后澆段施工縫處有裂縫存在，且裂縫

20、寬度較大。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，除本匝道橋外，該立交內(nèi)其余采用后澆段施工方法的箱梁，施工縫處均有裂縫出現(xiàn)，表明該問題的出現(xiàn)并非偶然。后來在某市政橋梁的檢測中，也發(fā)現(xiàn)了大批采用該施工方法現(xiàn)澆的箱梁施工縫處均有開裂的現(xiàn)象，最大裂縫寬度寬達2mm5mm。主梁梁端后澆段施工縫處裂縫見圖7，圖8。目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第17頁/共62頁8.現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁后澆段施工縫開裂分析(陜西省通宇公路研

21、究所有限公司)裂縫成因及結(jié)論： 設(shè)計時僅采用桿單元及梁格法計算，計算截面應(yīng)力均為平均應(yīng)力，與實體單元計算有一定的誤差。 在施工縫兩側(cè)的正應(yīng)力，出現(xiàn)了一側(cè)為拉應(yīng)力，另一側(cè)為壓應(yīng)力，使得施工縫早期開裂。 施工縫開裂具有必然性，要求設(shè)計上增加大梁端頭段必要預(yù)應(yīng)力索的配置。 合理選取施工縫位置值得研究，設(shè)計上對施工縫的選取宜離開正拉、主拉應(yīng)力較大的區(qū)域。 現(xiàn)實橋施工縫的開裂屬破壞性裂縫，影響結(jié)構(gòu)的安全和耐久性，需要根據(jù)各實橋特征進行具體研究目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板

22、裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第18頁/共62頁9.現(xiàn)澆空心板梁橋梁底縱向開裂分析與加固(機械工業(yè)第三設(shè)計研究院)裂縫特征： 通過檢測發(fā)現(xiàn)該橋上部結(jié)構(gòu)普遍存在沿板孔底部薄弱截面處縱向裂縫，裂縫間距約670mm(與板孔間距相符合），裂縫寬度0.050.25 mm，部分裂縫滲水。目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第19頁/共62頁9.現(xiàn)澆空心板梁

23、橋梁底縱向開裂分析與加固(機械工業(yè)第三設(shè)計研究院)裂縫成因分析及結(jié)論： 通過檢測發(fā)現(xiàn)該橋上部結(jié)構(gòu)普遍存在沿板孔底部薄弱截面處縱向裂縫，裂縫間距約670mm(與板孔間距相符合），裂縫寬度0.050.25mm，部分裂縫滲水。 通過查閱橋竣工圖，該橋空心板梁橫向鋼筋配置為10200，空腔處配筋率為0.26%，滿足公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范中對構(gòu)件最小配筋率的要求。經(jīng)驗算該橋空腔處橫向抗彎承載力為41.40kNm，裂縫寬度驗算結(jié)果為0.337mm。其截面抗彎承載力及裂縫寬度均不滿足公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范的要求。 計算結(jié)果與橋梁檢測報告中所描述的裂縫位置相符，說明本文采用

24、的有限元分析模型和方法是正確可靠的。 該橋空心板梁底部縱向開裂的原因是由于該橋橫向受力特征明顯，而設(shè)計時僅按規(guī)范規(guī)定的最小配筋率進行配筋，未對構(gòu)件橫向受力進行分析及驗算。目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第20頁/共62頁10.預(yù)應(yīng)力混凝土曲線梁橋支座病害成因分析(廣東省深圳市建筑工務(wù)署)目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分

25、析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析第21頁/共62頁10.預(yù)應(yīng)力混凝土曲線梁橋支座病害成因分析(廣東省深圳市建筑工務(wù)署)目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析曲線梁支座常見病害及分析:(1) 支座脫空 從曲線梁橋的運營現(xiàn)狀來看，曲線梁內(nèi)側(cè)支座，特別是邊墩內(nèi)側(cè)支座脫空是其典型病害之一，在主梁

26、的架設(shè)、運營及拆除過程中均有可能發(fā)生。曲線梁內(nèi)外側(cè)支座反力不一致，且隨著結(jié)構(gòu)運營不斷變化，支座可能由反力較小狀態(tài)逐漸發(fā)展為局部脫空、整體脫空。 曲線梁支座脫空主要由施工工序不當(dāng)或設(shè)計缺陷引起，從根本上說是由于對結(jié)構(gòu)施工及運營期間的扭轉(zhuǎn)荷載未引起重視或估計不足。(2) 支座橫向限位不當(dāng) 采用板式橡膠支座的曲線梁，若不設(shè)橫向限位裝置將發(fā)生明顯的橫向位移，結(jié)構(gòu)整體呈“漂浮”狀態(tài)，并在梁端伸縮縫處呈明顯豎向高差，造成“跳車”，且板式橡膠支座在往復(fù)荷載作用下極易發(fā)生破壞。 若板式橡膠支座設(shè)擋塊( 通常為混凝土構(gòu)件) ，擋塊在曲線梁徑向力作用下也極易發(fā)生破壞。 若采用具有橫向限位的盆式橡膠支座，支座限位鋼

27、板亦將頂緊，使得主梁及墩柱產(chǎn)生約束內(nèi)力，嚴(yán)重時將導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開裂; 當(dāng)結(jié)構(gòu)平面內(nèi)變位較大時，即使是盆式橡膠支座也可能因構(gòu)件局部承壓過大而發(fā)生如四氟滑板滑脫、橡膠體由鋼盆脫出等形式的破壞。第22頁/共62頁11.鉸縫破壞對裝配式空心板橋荷載橫向分布影響的分析(同濟大學(xué)橋梁工程系)目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析 裝配式板橋主要通過鉸縫中豎向剪力來實現(xiàn)車輛的橫向分配。 早期的裝配式板橋設(shè)計

28、所采用的鉸縫尺寸較小，在強度與剛度方面，小鉸縫都無法滿足荷載反復(fù)作用下的變形和受力要求。 隨著交通流量和車載重量的增加，空心板鉸縫常會出現(xiàn)破壞，嚴(yán)重時會導(dǎo)致單板受力現(xiàn)象。 鉸縫彈性模量折減到千分之一時，主板跨中截面正應(yīng)力變化不大；繼續(xù)折減時，正應(yīng)力迅速增大，鉸縫兩側(cè)主板錯位迅速增大。第23頁/共62頁11.鉸縫破壞對裝配式空心板橋荷載橫向分布影響的分析(同濟大學(xué)橋梁工程系)目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分

29、析 膨脹土危害分析第24頁/共62頁12.淺談膨脹土對橋梁的危害(陜西通宇公路研究所有限公司)目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析病害情況： 該橋養(yǎng)護人員巡查中發(fā)現(xiàn)該橋3#、4#、5#蓋梁向下游嚴(yán)重偏移，且部分橋墩蓋梁、墩柱、橫系梁出現(xiàn)明顯開裂現(xiàn)象。土對橋墩的水平作用力： 考慮到在4#橋墩下游側(cè)的新填土基本為虛土，上游側(cè)新填土的密實度遠遠大于下游側(cè)新填土的密實度，所以假定填土僅對橋墩上游柱的

30、上游側(cè)有水平土壓力；再加該地區(qū)土質(zhì)基本以膨脹土為主。綜合以上兩個因素，最后假定土對橋墩的水平作用力就只包括土壓力和土的膨脹力。第25頁/共62頁12.淺談膨脹土對橋梁的危害(陜西通宇公路研究所有限公司)目 錄橋墩裂縫成因分析花瓶墩配筋設(shè)計(兩例)箱梁頂板裂縫成因分析箱梁腹板裂縫成因分析箱梁底板崩裂原因分析箱梁零號塊裂縫成因分析箱梁后澆段施工縫開裂成因分析空心板底板裂縫成因分析曲線梁橋支座病害成因分析預(yù)支空心板鉸縫破壞影響分析 膨脹土危害分析結(jié)論： 把土壓力按實際位置和高度作用在橋墩上后，經(jīng)計算4#墩發(fā)生的最大位移為318.4mm；計算得出4#墩最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力均超過混凝土標(biāo)準(zhǔn)值，直接導(dǎo)致

31、混凝土被拉裂和壓碎，混凝土開裂的位置與現(xiàn)場調(diào)查的位置也基本吻合；4#墩部分位置的鋼筋被屈服。 計算結(jié)果與實際情況基本吻合，由此可以判斷出4#橋墩主要受新填土的作用才發(fā)生變形。 膨脹土是影響道路及其它構(gòu)造物建設(shè)的一種特殊土質(zhì)，在實際工程中，其破壞力是巨大的。解決膨脹土的問題，應(yīng)著重從影響其物理力學(xué)性質(zhì)變化的內(nèi)在因素和外在因素上考慮，從而通過改變土的力學(xué)性質(zhì)達到處理的目的。在實際工程施工中，對膨脹土合理的處理對施工工程質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。第26頁/共62頁箱梁被砸擊損傷損傷前后比較分析火災(zāi)影響分析2. 損傷檢測及分析損傷檢測及分析第27頁/共62頁1.預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁砸擊后損傷檢測與仿真分析(

32、常州市市政管理處)目 錄箱梁被砸擊損傷損傷前后比較分析火災(zāi)影響分析損傷情況： 2012 年12 月22 日上午11 時左右，常州某大橋引橋第五聯(lián)附近打樁機倒塌，橋梁受到撞擊多處受損。 砸擊事故造成引橋橋面鋪裝與箱梁頂板面積約（1.51.5）m2 的區(qū)域直接被砸穿，箱梁頂板3根縱向、3根橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋被砸外露且局部下凹變形，主筋被砸彎。有2個箱室頂板混凝土受沖擊破碎、劈裂、脫空，腹板與頂板交接處縱向開裂，腹板混凝土產(chǎn)生5條斜向裂縫。縱向預(yù)應(yīng)力筋錨固齒板混凝土在頂板連接處破碎，鋼筋露出。第28頁/共62頁1.預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁砸擊后損傷檢測與仿真分析(常州市市政管理處)目 錄箱梁被砸擊損傷損傷前后比

33、較分析火災(zāi)影響分析第29頁/共62頁1.預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁砸擊后損傷檢測與仿真分析(常州市市政管理處) C、D、E 箱室檢查結(jié)果表明：箱室內(nèi)混凝土頂、底、腹板混凝土基本完好，未發(fā)現(xiàn)劈裂、破碎區(qū)域。目 錄箱梁被砸擊損傷損傷前后比較分析火災(zāi)影響分析第30頁/共62頁1.預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁砸擊后損傷檢測與仿真分析(常州市市政管理處) 此次計算分析取倒塌的打樁機重量6 t，動荷系數(shù)約200。砸擊荷載采用面荷載模擬，作用面積約（1.51.5）m2。結(jié)論： 在假定的砸擊荷載作用下，箱梁頂板理論受損區(qū)域大于實測受損區(qū)域，大致在(5.57.0)m2 左右，頂板理論受損區(qū)域如圖10 所示。 受砸區(qū)同一箱室內(nèi)邊、中腹

34、板應(yīng)力水平較大，其他箱室內(nèi)腹板應(yīng)力水平相對較小。其中，受砸擊影響最顯著部位位于中腹板與頂板交接區(qū)域，大致在(4.00.5)m2左右。 底板受砸擊影響最顯著部位位于邊、中腹板交接區(qū)域，均在(1.51.5)m2 左右。受損區(qū)域中心縱向位置與砸擊區(qū)域相同。目 錄箱梁被砸擊損傷損傷前后比較分析火災(zāi)影響分析第31頁/共62頁2.基于損傷梁橋在控制荷載作用下的有限元分析(吉林省白城市公路管理處)目 錄箱梁被砸擊損傷損傷前后比較分析火災(zāi)影響分析主要病害： 1/4L、1/2L處有受力裂縫，3號4號主梁之間微彎板處有縱向裂縫，在橋下底部觀測時發(fā)現(xiàn)行車作用下主梁變形過大。損傷模擬簡化方法： 將梁底相應(yīng)位置處節(jié)點分

35、割，以期實現(xiàn)主梁橫向裂縫處損傷位置)、3號4號梁微彎板間的縱向裂縫。第32頁/共62頁3.地鐵發(fā)生火災(zāi)時的耐火性能分析(韓國OO地鐵)目 錄箱梁被砸擊損傷損傷前后比較分析火災(zāi)影響分析截面設(shè)計截面設(shè)計 按照規(guī)范要求進行截面設(shè)計熱傳遞分析熱傳遞分析計算規(guī)定耐火時間內(nèi)的熱應(yīng)力和溫度分布計算強度減少計算強度減少程度程度計算溫度作用下的強度(fck, fy) 重新驗算截面重新驗算截面計算耐火時間內(nèi)的 承載能力Mn (+)Mn (+)Mmax(使用荷載) 發(fā)生火災(zāi)發(fā)生火災(zāi)1 1小時后溫度沿板厚的分布小時后溫度沿板厚的分布 加腋處應(yīng)力變化加腋處應(yīng)力變化 -60-40-20020406005101520253

36、035404550時間時間(小時小時)最大拉應(yīng)力最大拉應(yīng)力最小壓應(yīng)力最小壓應(yīng)力溫度()2070300 600 850彈模(104 MPa)2.52.51.250.90.6第33頁/共62頁空心板梁橋荷載試驗曲線箱梁匝道橋荷載試驗3. 荷載試驗荷載試驗第34頁/共62頁1.某斜交空心板梁橋荷載試驗空間效應(yīng)分析(佛山市路橋建設(shè)有限公司)目 錄空心板梁橋荷載試驗曲線箱梁匝道橋荷載試驗 從表1可以看出，按斜交板計算的校驗系數(shù)為0.8810.936(偏載側(cè)1#梁4#梁)，而按正交板計算的校驗系數(shù)為0.7240.737，這是由于斜交梁橋彎扭耦合，導(dǎo)致了跨中彎矩折減，故按正交梁橋計算的應(yīng)變理論值偏大。 從圖

37、5可以看出，按斜交計算的理論應(yīng)變與實測應(yīng)變的變化情況相吻合，斜交板計算模型比正交板計算模型更貼近實際情況。第35頁/共62頁1.某斜交空心板梁橋荷載試驗空間效應(yīng)分析(佛山市路橋建設(shè)有限公司)目 錄空心板梁橋荷載試驗曲線箱梁匝道橋荷載試驗 從表2可以看出，按斜交板計算的校驗系數(shù)為0.6270.692(偏載側(cè)1# 梁4# 梁)，而按正交板計算的校驗系數(shù)為0.4890.554，這是由于斜交梁橋彎扭耦合，導(dǎo)致了跨中彎矩折減，故按正交梁橋計算的位移理論值偏大。從圖6可以看出，按斜交計算的理論位移與實測位移的變化情況相吻合，斜交板計算模型比正交板計算模型更貼近實際情況。 從表3 可以看出，實測1 階豎彎振

38、動頻率為6.413Hz，按斜交板計算的理論值為6.024Hz，而按正交板計算的理論值為5.386Hz，按斜交計算的1階頻率更符合實際情況。雖然24階頻率的斜交計算值與正交計算值相差不大，但它們的振動模態(tài)有所不同。第36頁/共62頁2.小半徑曲線箱梁獨柱墩匝道橋荷載試驗研究(安徽省公路工程檢測中心)目 錄空心板梁橋荷載試驗曲線箱梁匝道橋荷載試驗第37頁/共62頁2.小半徑曲線箱梁獨柱墩匝道橋荷載試驗研究(安徽省公路工程檢測中心)目 錄空心板梁橋荷載試驗曲線箱梁匝道橋荷載試驗第38頁/共62頁2.小半徑曲線箱梁獨柱墩匝道橋荷載試驗研究(安徽省公路工程檢測中心)目 錄空心板梁橋荷載試驗曲線箱梁匝道橋

39、荷載試驗第39頁/共62頁2.小半徑曲線箱梁獨柱墩匝道橋荷載試驗研究(安徽省公路工程檢測中心)目 錄空心板梁橋荷載試驗曲線箱梁匝道橋荷載試驗結(jié)論： 從支座反力計算結(jié)果來看，在邊跨內(nèi)外偏載作用下，邊跨過渡墩支座反力較大，最大值超過自重作用下的支座反力，說明車輛荷載在邊跨偏載作用下，產(chǎn)生的扭矩較大。 內(nèi)偏載作用下，中墩內(nèi)外側(cè)側(cè)向位移預(yù)偏載為25cm時為最小值；外偏載作用時，中墩內(nèi)外側(cè)側(cè)向位移預(yù)偏載為35cm 時為最小值，設(shè)計預(yù)偏載對內(nèi)偏載較為有利。 從實測結(jié)果來看，邊跨無論在內(nèi)偏載還是外偏載作用下實測內(nèi)外側(cè)應(yīng)變比和內(nèi)外側(cè)位移之和均大于中跨。 從內(nèi)偏載和外偏載的內(nèi)外側(cè)位移之和來看，內(nèi)偏載均大于外偏載

40、，說明結(jié)構(gòu)的主要控制扭矩在內(nèi)偏載，從測試值均小于理論值看，結(jié)構(gòu)抗扭性能較好。 扭轉(zhuǎn)荷載作用下，產(chǎn)生的應(yīng)變值、位移之和、側(cè)向位移均小于內(nèi)外偏載作用下的對應(yīng)值。 從支座預(yù)偏載來看，考慮該橋的內(nèi)偏載作用下，產(chǎn)生的效應(yīng)較大，設(shè)計采用25cm的預(yù)偏載對減小獨柱墩的側(cè)向位移較為有利。第40頁/共62頁應(yīng)變測量技術(shù)4. 測量技術(shù)測量技術(shù)第41頁/共62頁1.工程試驗檢測中應(yīng)變測量技術(shù)方法的試驗研究(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院)目 錄應(yīng)變測量技術(shù)電阻應(yīng)變計 斷面圖(見圖)中為電阻應(yīng)變片測點位置，斷面圖中中為數(shù)碼應(yīng)變傳感器測點位置。 通過對一試驗梁采用兩種不同的應(yīng)變測試儀器進行應(yīng)變測試，從而對應(yīng)變（應(yīng)

41、力）測試方法中應(yīng)該注意的問題提出建議，并分析兩種應(yīng)變測試儀器的優(yōu)劣與理論計算的差異。第42頁/共62頁1.工程試驗檢測中應(yīng)變測量技術(shù)方法的試驗研究(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院)目 錄應(yīng)變測量技術(shù)第43頁/共62頁1.工程試驗檢測中應(yīng)變測量技術(shù)方法的試驗研究(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院)目 錄應(yīng)變測量技術(shù)第44頁/共62頁1.工程試驗檢測中應(yīng)變測量技術(shù)方法的試驗研究(廣西壯族自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院)目 錄應(yīng)變測量技術(shù)結(jié)論： 對于電阻應(yīng)變計與磁性應(yīng)變傳感兩種應(yīng)變測量設(shè)備來說，建議采用磁性應(yīng)變傳感器，由于電阻應(yīng)變計受到環(huán)境的影響較大，尤其是受到大氣中的溫度影響極大，而磁性應(yīng)

42、變傳感器完全不受到大氣溫度的限制。 在工程試驗檢測中時常會出現(xiàn)對鋼筋應(yīng)力測點失效的情況。此時，可采用本文所介紹的方式，由實測的混凝土應(yīng)變值通過分布函數(shù)推算出該失效測點的鋼筋應(yīng)變值。 在對大型復(fù)雜橋梁進行應(yīng)變測試時，建議采用磁性傳感器對應(yīng)變數(shù)據(jù)進行采集，由于此測試元件對環(huán)境要求不高，且目前已能做到無線傳輸?shù)墓δ?，為橋梁荷載試驗過程中的數(shù)據(jù)傳輸層提供了極大的便利，也減輕了大量人力，提高了試驗效率。第45頁/共62頁支架預(yù)埋件部位細部分析腳手架節(jié)點細部分析塔柱施工支撐系統(tǒng)分析鋼圍堰施工期受力分析鋼梁澆筑瀝青時對鋼梁的影響分析3. 施工設(shè)備安全分析施工設(shè)備安全分析第46頁/共62頁1. 0號塊托架的模塊化設(shè)計(中鐵四局集團有限公司設(shè)計研究院)目 錄支架預(yù)埋件部位細部分析腳手架節(jié)點細部分析塔柱施工支撐系統(tǒng)分析鋼圍堰施工期受力分析鋼梁澆筑瀝青時對鋼梁的影響分析結(jié)論： 對橋墩中預(yù)留孔洞后插入鋼箱構(gòu)件用MIDAS/FEA進行實體結(jié)構(gòu)的細部建模，并進行應(yīng)力計算承插部位的細部結(jié)構(gòu)最大Von Mises 應(yīng)力為125.9MPa，小于結(jié)構(gòu)允許應(yīng)力，結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計要求。第47頁/共62頁2.橋梁施工中碗扣式腳手架