火灾后混凝土结构的检测鉴定及加固修复

准确评估火灾后混凝土结构的安全性，对建筑的后续使用及人民群众的生命财产安全至关重要。某住宅楼发生火灾，其地下室混凝土构件受损。对过火区域混凝土构件进行现场勘察、检测、材料性能试验等综合分析，评价构件烧损程度，然后选择合理的加固修复措施，并对受损构件进行局部置换加固和表面修复。     

基于检测试验与数值模拟的分离式小箱梁桥损伤评估

以某新建分离式小箱梁桥为研究对象，通过外观检测发现有主梁横向裂缝、纵向裂缝和混凝土强度缺陷等病害，通过荷载试验明确了小箱梁桥承载力不能满足设计要求，其根本原因是预应力损失。采用有限元软件开展小箱梁桥的损伤模拟，量化混凝土裂缝缺陷和强度缺陷，获取最接近主梁实际状况的损伤模型，并分阶段进行预应力试算，模拟结果显示，该小箱梁损伤模型现有承载力不满足设计要求。     

FRP-混凝土组合桥面结构热应力分析

采用我国现行桥梁规范中最不利的三种环境温差作用(两种均匀温度变化和一种梯度温度变化),利用有限元软件ABAQUS对一种FRP-混凝土组合桥面结构进行热应力分析,得到了该组合桥面结构在这三种温差作用下的变形特征和应力分布状况。有限元模拟结果表明,均匀温度变化效应大于梯度温度变化效应;温差作用对FRP-混凝土组合桥面结构非常不利,在以后FRP-混凝土组合桥面结构设计中需将此作用作为重要的荷载之一加以考虑。     

钢管混凝土系杆拱桥拱脚局部分析

本文以一座钢管混凝土系杆拱桥为实例,采用有限元分析软件MIDAS FEA建立拱脚局部模型,通过有限元计算分析得到不同工况下,拱脚的应力分布情况,对拱脚构造的合理性作出综合评价,并采用"应力配筋法"对拱脚的主拉应力进行配筋验算,为同类型的系杆拱桥拱脚设计作为参照。     

大跨无推力刚性系杆刚性组合拱桥分析建模方法及受力性能分析

为探索大跨无推力刚性系杆刚性组合拱桥的受力特性,本文以某钢箱—混凝土组合系杆拱桥为研究对象,采用MIDAS/CIVIL有限元软件对该桥进行建模和计算,分析该桥的结构特性及其受力性能。在建模时考虑单元选取、边界条件、构件连接方式、荷载处理方式。分析得出该桥的稳定性及内力,为这一类拱桥的建模方式提供理论依据。     

下承式系杆拱桥吊杆张拉控制分析

中承式与下承式的系杆拱桥设计施工中,最为重要的问题就是确定吊杆索力和吊杆的张拉。下承式是杆拱桥它可降低桥面的高度并且跨越强力大,得到了国家对于城市桥梁的重视。吊杆属于中承式系杆拱桥中的主要的受力体系,它可将桥面荷载传递给拱肋,这对于全桥的安危来说十分重要。通过了对一座系杆拱桥的吊杆张拉时进行应力、线形和索力的全过程监测,总结出一些实践经验,供相关技术人员参考。并采用大型通用有限元程序建立拱桥系杆下挠、整体顶升纠偏受力三维实体单元模型,对拱桥系杆下挠、顶升纠偏措施进行仿真模拟。可为同类桥梁施工提供参考。总结出一些实践经验,供相关技术人员参考。     

刍议现浇预应力混凝土连续箱梁施工工艺

在近几年当中,现浇预应力混凝土箱梁在城市道路、公路以及铁路当中得到了广泛的应用,其作为一种比较常见的上部结构,施工质量直接影响着整体结构。本文以某预应力混凝土连续梁桥工程作为案例,详细的分析了现浇预应力混凝土连续箱梁的施工的工艺,同时也对质量控制的要点进行了相应说明,希望能够为此类工程提供必要的借鉴和指导。     

简支连续小箱梁桥施工质量控制影响因素探讨

简支连续小箱梁桥是桥梁中的重要结构,是一种明显的体系转换桥型。在小箱梁安装后进行横隔板、湿接缝及连续湿接段混凝土浇筑、负弯矩钢绞线张拉等,使其形成一个连续结构体系。但在实际施工中,通常存在一定的问题,对其施工质量造成影响,不利于工程的顺利推进。因此,本文以简支连续小箱梁桥施工质量控制影响因素为探讨的主要内容,通过对其使用现状、结构特点进行分析,探讨其质量控制影响因素,并提出了提升施工质量的措施。     

沫若大桥系杆吊杆的初次更换及再次更换设计

结合乐山市沙湾区沫若大渡河大桥,对主跨为150 m的钢管混凝土系杆拱桥进行了分析,总结了大桥系杆吊杆的病害情况,从系杆吊杆的初次更换设计、新系杆吊杆的更换位置、结构形式、更换设计要点以及置换的施工工序等方面进行了系统的研究,制定了详细的更换步骤和施工要点,对国内系杆拱桥的加固和维修提供宝贵的建议。     

基于可靠指标的混凝土箱梁桥氯离子扩散效应分析与寿命预测

为了准确模拟和分析氯离子在混凝土中扩散的随机效应,从概率论的角度出发,在Fick第二定律的基础上,建立了考虑氯离子随机扩散效应的元胞自动机模型.同时结合结构可靠度设计理论,基于结构可靠指标,提出了一种能够预测结构耐久性使用寿命的预测方法.以某单箱双室系杆拱桥为例,对氯离子的侵蚀过程进行了模拟,并对结构耐久性使用寿命进行了预测.研究结果表明:建立的氯离子随机扩散模型可以有效模拟氯离子在扩散过程中的随机性和不确定性,能够反映工程中氯离子的实际侵蚀过程;对具有复杂截面形式的混凝土箱梁而言,为了能够获得准确的计算结果,在进行氯离子扩散效应分析时应充分考虑截面的几何特征;预测结果表明,该结构服役45年左右时将达到结构耐久性极限设计状态.     

基于分形理论和扩展有限元法的钢纤维混凝土损伤破坏机理

为研究钢纤维混凝土损伤破坏过程和裂纹发展演化机理,基于分形理论和扩展有限元法,建立钢纤维混凝土立方体抗拉试验细观有限元模型和切口梁三点弯曲试验有限元模型,以相关试验测试结果为基础,比较验证了所建有限元分析模型的可靠性。以裂纹分形维数表征钢纤维混凝土损伤演化过程,考察不同钢纤维体积掺量和长度、粗骨料形状等重要因素对钢纤维混凝土损伤演化过程的影响。结果表明,基于裂纹分形维数的损伤值可以较好地反映钢纤维混凝土的损伤演化过程及特征,钢纤维体积掺量、长度的增加和骨料形状的不规则化会延缓钢纤维混凝土立方体试件的损伤演化过程,钢纤维体积掺量、初始裂纹距跨中距离的增加和初始裂纹缝高比的减小可在较小程度上延缓钢纤维混凝土切口梁的损伤演化过程。     

Multi-scales modelling for the behaviour of damaged concrete

The aim of this study is to investigate and to simulate damage mechanisms of concrete under fire conditions. A micro-mechanical model has been developed by coupling the effective moduli approach with a finite element model based on the representation of the heterogeneous materials random microstructure. Numerical simulations have been carried out in order to analyze the effective behaviour of confined concrete samples subjected to high temperatures coupled to compressive loads and to localize damage on the microstructure scale. These simulations show that the ‘transient thermal strain’, noticed during experimental tests, is due to the thermal damage of concrete.     

Experimental and numerical study on the performance of hollow and concrete‐filled elliptical steel columns subjected to severe fire

This paper presents the results of an experimental and validated theoretical study to investigate the performance of steel columns with hollow and concrete‐filled elliptical sections subjected to hydrocarbon fire. The test programme involved 18 columns with 200 × 100 × 8‐mm, 300 × 150 × 8‐mm and 400 × 200 × 8‐mm elliptical sections representing slenderness of 50, 33 and 24, respectively. The 1800‐mm columns were subjected to the severe hydrocarbon fire curve and tested under loadings ratios of 20%, 40% and 60% of the EC3 ultimate strength. The paper presents the obtained experimental results including measured axial and lateral displacements, failure temperatures and failure time. A three‐dimensional model was built using the finite element method (FEM) and was validated using the obtained tests results. The finite element model showed an excellent agreement with tests results of failure temperatures, failure modes, and axial and lateral displacements. However, because of restrictions in the software capabilities, the mechanical–thermal behaviour of concrete including spalling was not considered in the model. The verified finite element model was used to conduct a parametric analysis involving a range of parameters of loading level and slenderness. The study has shown that the concrete‐filled sections have demonstrated an improved fire resistance when compared with the hollow sections under the low loading ratios. The FEM model has successfully predicted the unique thermal profile of elliptical section under fire, which was observed during the tests. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

对FRP筋混凝土桥梁面板承载力性能的非线性有限元分析

为了研究FRP筋混凝土梁面板的承载能力,采用了大型商用软件ABAQUS对Sherif EI-Gamal等的钢混桥梁模型进行了数值模拟。将非线性有限元计算结果同试验结果进行对比分析,非线性有限元的计算结果与试验结果吻合良好。基于数值模准确的分析结果,对结构体系中的压缩薄膜效应进行了分析,并开展了一系列的参数学习,包括混凝土强度、支撑梁刚度以及横隔梁。分析结果表明,压缩薄膜效应对FRP筋混凝土桥面板的承载能力有显著的影响。     

对FRP筋混凝土桥梁面板承载力性能的非线性有限元分析

为了研究FRP筋混凝土梁面板的承载能力,采用了大型商用软件ABAQUS对Sherif EI-Gamal等的钢混桥梁模型进行了数值模拟。将非线性有限元计算结果同试验结果进行对比分析,非线性有限元的计算结果与试验结果吻合良好。基于数值模准确的分析结果,对结构体系中的压缩薄膜效应进行了分析,并开展了一系列的参数学习,包括混凝土强度、支撑梁刚度以及横隔梁。分析结果表明,压缩薄膜效应对FRP筋混凝土桥面板的承载能力有显著的影响。     

火灾作用下钢筋混凝土基础隔震结构连续倒塌分析

为了得到火灾发生后基础隔震结构倒塌性能, 先进行了铅芯橡胶隔震支座在高温下力学性能的研究。通过ABAQUS有限元软件，建立了铅芯橡胶隔震支座和基础隔震框架的有限元模型并进行热力耦合分析。分析了火灾高温下橡胶隔震支座竖向刚度变化规律以及基础隔震框架结构的倒塌机制、应力状态、变形规律和塑性铰分布规律。结果表明：铅芯橡胶隔震支座的竖向刚度随受火时间的增长而逐渐降低，受火75 min时完全失去承载力；基础隔震框架不同位置支座受火时，框架呈现不同的应力、变形状态；边支座和内部双支座受火时，框架发生连续倒塌。     

低碱水泥对粉煤灰混凝土开裂敏感性影响研究

荆岳长江公路大桥地处洪涝灾害频发的长江中游地区,具有重要的交通枢纽作用.为保障混凝土的高性能、高耐久性,同时避免碱集料反应破坏、劣化混凝土结构,工程上部结构采用低碱水泥混凝土.本文在比较低碱水泥混凝土的力学、热学性能与普通混凝土规律一致的基础上,通过温度应力试验研究表明,粉煤灰对低碱水泥混凝土开裂敏感性影响与普通混凝土...     

桥面板与覆层结合界面的干燥收缩诱导应力估算

采用三维非线性有限元分析方法评价与估算了桥面板与混凝七覆层间结合界面的干燥收缩诱导应力.并采用修正Fowler准则测算了桥面板与聚合物覆层间的热诱导应力.在评价覆层与面板问相对厚度to/ts的影响时,ts取常数200mm;在评价相对弹性模量Eo/Es的影响时,Es取常数,27.5GPa,并设定了3个Eo/Es比值,分别...     

结合压缩薄膜效应对BFRP筋自密实混凝土桥面板工作性能有限元分析

采用非线性有限元方法对英国北爱尔兰Thompson桥中的BFRP筋增强自密实混凝土桥面板进行数值分析,通过对比数值模拟结果和试验结果表明所建立的有限元模型能够较准确地反映BFRP筋增强自密实混凝土桥面板在轮压负载下的工作性能。基于有限元模型的有效性,采用非线性数值模拟对该新型桥面板进行极限承载力和破坏模式进行预测及参数化分析。结果表明,BFRP筋自密实桥面板极限承载力大约为欧洲轮压负载150 k N的6倍(100 t),由于现行桥面板设计规范忽略了压缩薄膜效应的存在而导致桥面板极限承载力设计过于保守,参数化分析发现配筋率和筋材类型对桥面板极限承载力影响不大,而混凝土强度和跨高比是影响桥面板极限承载力的主要因素。     

FRP-钢组合结构桥梁建造关键技术研究

对FRP-钢组合结构公路桥研制过程中的关键技术进行了研究,通过GFRP桥面板的设计与加工、有限元分析和试验研究,研制出适用于我国公路桥梁用的重型FRP桥面板。将GFRP桥面板与波形腹板H型钢梁组合起来,建成我国第一座FRP-钢组合结构公路桥。对GFRP-钢组合结构公路桥梁结构进行成桥荷载试验。试验结果表明,FRP-钢组合结构桥梁处于安全受力状态,满足设计荷载下的使用要求。