非均匀收缩对混凝土箱梁桥挠曲变形的影响

大跨径混凝土箱形梁桥的挠曲变形不仅与箱梁整体刚度有关,也与顶底板非均匀收缩有关,还受腹板对截面曲率变化的影响。采用空间板元结构模型对混凝土箱梁桥在非均匀收缩影响下的长期变形进行分析研究,结果表明,非均匀收缩作用对主梁下挠变形影响明显,其中悬臂梁挠度增加约1/3,连续刚构桥在收缩徐变的耦合作用下挠度值收敛于某一定值。     

钢管混凝土拱桥收缩徐变的有限元分析

采用大型通用有限元软件ANSYS计算钢管混凝土拱桥拱肋混凝土的收缩徐变量值,将计入混凝土收缩徐变前后的拱桥内力与应力值进行比较,分析混凝土收缩徐变对结构变形的影响,得出了钢管混凝土拱桥收缩徐变的规律:混凝土的收缩徐变使钢与混凝土之间的内力与应力发生了明显改变,引起钢管应力增加,混凝土应力减小.     

波形钢腹板PC组合箱梁桥腹板平板长度的参数分析

采用混合单元建立波形钢腹板体外预应力混凝土简支箱梁桥的空间有限元计算模型,对腹板剪应力极值、主应力极值和箱梁顶板、底板的正应力极值、主应力极值进行了分析,研究了波形钢腹板平板长度对该种结构受力性能的影响.计算结果表明波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁腹板平板长度与波高之比的合理范围是1.67～2.67.分析结果可以为波形钢腹板箱梁桥的合理设计提供参考.     

客运专线预应力混凝土桥梁徐变变形控制方法研究

为了研究混凝土收缩徐变对客运专线预应力混凝土连续梁桥后期变形的影响,选取合理的徐变系数,通过大型有限元软件Midas建立实桥模型,模拟施工全过程,对郑徐客运专线上的一座预应力混凝土连续梁桥的收缩徐变进行分析,得出了一些改善连续梁桥后期徐变变形的结论.结果表明:在不影响施工工期的情况下,延迟合拢时间有利于控制桥梁后期徐变变形;铺设二期恒载时,从边跨往中跨铺设或从中跨往边跨铺设都能减小由徐变引起的上拱;增加顶板束或减小底板束都将改善桥梁的上拱.     

不同龄期混凝土收缩徐变对三塔结合梁斜拉桥的影响

为了研究混凝土桥面板收缩徐变效应对三塔结合梁斜拉桥的影响,以武汉二七长江大桥为工程背景,采用桥梁专业软件MIDAS/CIVIL,考虑不同龄期的混凝土板,建立全桥有限元模型,分析了三塔结合梁斜拉桥在收缩徐变影响下挠度及应力的变化.结果表明:混凝土的收缩徐变引起二七长江大桥主跨挠度增加7.6 cm,塔顶水平位移增大5.6 cm,同时也使钢主梁拉应力增加10.9 MPa,混凝土板压应力减小0.6 MPa.混凝土加载龄期越长,对三塔结合梁斜拉桥挠度和应力的影响越小,并在混凝土龄期达到180 d后对斜拉桥的影响趋于稳定.     

超宽混凝土主梁斜拉桥收缩徐变效应分析

为了研究收缩徐变参数对超宽混凝土主梁斜拉桥的影响,根据工程实际建立全桥空间梁格模型,基于AEMM-FEM法和灰色关联度方法分析结构收缩徐变参数敏感性.结果表明:收缩徐变参数变化时超宽混凝土主梁负弯矩区的截面应力与弯矩变化沿横向分布不均,超宽主梁收缩徐变的空间效应显著.提高主梁混凝土加载龄期、抗压强度和环境相对湿度会引起跨中斜拉索应力松弛,同时加重梁端附近斜拉索的索力负担.由灰色关联度序列可知,主梁加载龄期是影响超宽主梁线形的最敏感因素.     

混凝土安全壳预应力施工模拟与变形监测

为了准确估计预应力施工过程中混凝土安全壳变形,以某核电站安全壳为背景,利用有限元软件ANSYS的重叠单元和生死单元技术,考虑混凝土弹性模量随龄期变化的影响,建立复杂实体有限元计算模型,结合现场预应力摩擦试验,分析时间相关的预应力损失与混凝土徐变对安全壳变形的影响。结果表明：考虑混凝土收缩徐变与预应力筋应力损失等因素的影响,无论穹顶观测点,还是筒体观测点,考虑混凝土收缩徐变和预应力筋的应力松弛引起的应力损失时变的位移与现场实测的位移变化规律一致,而且更接近于现场实测位移。预应力筋应力松弛引起的预应力损失时变对安全壳变形影响较小,但混凝土收缩徐变引起的预应力损失时变不容忽视,二者不存在相互影响。对安全壳进行考虑混凝土收缩徐变以及其引起的预应力损失时变力学分析,可更加准确预测徐变对核电站安全壳长期变形的影响,从而为安全壳设计提供理论依据和技术支撑。     

箱梁C55高性能混凝土的抗裂性与耐久性研究

通过绝热温升、平板开裂、温度-应力开裂、收缩徐变及氯离子扩散系数、电通量、抗冻性等试验,对比研究了4个箱梁C55混凝土配合比的早期开裂敏感性与长期变形性能及耐久性。结果表明,在箱梁C55高性能混凝土中掺入20%Ⅰ级粉煤灰或复掺15%粉煤灰与10%矿粉,提高了抗塑性收缩开裂和抗热开裂性能,降低了收缩徐变,增强了抗氯离子渗透性和抗冻性。掺入0.75 kg/m3的聚丙烯纤维,进一步改善了箱梁混凝土的抗裂性和耐久性。     

预应力连续箱梁桥混凝土收缩徐变效应

混凝土收缩徐变效应对桥梁结构内力以及线形产生不可忽视的影响。混凝土收缩徐变机理复杂,影响因素多,随机变化量大,它对结构性能的影响至今难以得到精确的解答。文章以某改建连续箱梁桥为工程背景,通过建立有限元模型,模拟分析了预应力混凝土连续箱梁桥在成桥阶段和若干年后的收缩徐变效应,经过理论计算,得出混凝土收缩徐变对结构内力、线形的影响规律,期望能为同类桥梁的设计和施工提供参考。     

淮河大桥35 m先张折线形箱梁预应力损失的研究

通过对35 m折线先张梁施工监测,来分析张拉横梁、反力梁的变形和转向器摩擦阻力对预应力损失的影响,以及其他情况下预应力损失.结果表明:先张折线形预应力箱梁的预应力损失的计算比后张法预应力损失的计算更准确,避免了预应力值不可靠带来的工程病害,而且先张折线形箱梁总的预应力损失值比后张法的预应力损失值要小,确保了张拉应力.分析指出混凝土的收缩和徐变引起受拉区和受压区的应力损失在先折线形箱梁总预应力损失的比重最大,所以采取办法减小混凝土的收缩和徐变是控制先张折线形箱梁总预应力损失的有效措施.     

预应力混凝土梁长期变形的随机性分析

由于混凝土收缩徐变具有显著的不确定性,需要采用随机方法进行有概率保证意义的长期变形分析。采用基于响应面的蒙特卡洛抽样技术,将GL2000模型中影响长期变形的因素作为随机变量,建立了预应力混凝土梁的长期变形随机性分析模型。利用该模型对某预应力混凝土简支梁开展了长期变形随机分析,同时对模型中各个随机变量进行了敏感性分析与参数分析。结果表明,对长期变形有较大影响的随机变量有:徐变模型的不确定性,弹性模量模型的不确定性,二期恒载值的不确定性,张拉控制应力值的不确定性;为抑制梁体长期变形,施工控制中应严格控制张拉应力精度与推迟二恒加载时间。     

重载铁路连续刚构桥徐变精细化数值分析

为了研究重载铁路连续刚构桥的空间徐变效应,通过ANSYS UPFs(user programmable features)功能进行本构关系二次开发,实现了桥梁徐变计算。依托山西省最大的重载铁路连续刚构桥为背景工程开展研究,采用空间壳模型模拟箱梁,空间梁单元模拟桥墩,考虑了连续刚构桥的施工过程,开展了重载铁路连续刚构桥的空间精细化数值分析。对比分析了空间数值模型和梁模型的长期下挠特性,同时对比了不同规范对计算结果的影响。研究结果表明:考虑空间徐变效应后梁体的长期变形发生了较大变化,壳单元模型的竖向下挠量比梁单元模型增加了25%左右。B3模型的计算下挠度比JTG D62-2004规范和TB规范大,需要采用B3模型进行桥梁长期变形验算。     

大跨径混凝土箱梁桥有效温度与应变的实测分析

基于苏通大桥辅助航道桥运营期两年内实测的温度、气象和应变数据,对混凝土箱梁的有效温度与应变进行了分析。结果表明:箱梁的尺寸越小,有效温度变化的范围越大,设计基准期为100年的墩顶梁和跨中箱梁的有效温度范围分别为(-4.3℃,37.3℃)和(-6.1℃,42.2℃);大气前3天的最高(低)平均温度与箱梁有效温度的相关性系数高达0.97,通过回归分析得到的箱梁有效温度与大气前3天平均最高(低)温度的关系式,可用来对箱梁有效温度进行预测。最后提出了修正混凝土收缩、徐变效应的方法,并使用箱梁有效温度对主墩墩底混凝土的竖向相对应变和支座截面箱梁顶板混凝土的纵向相对应变进行了预测。     

基于混合有限元理论的连续刚构底板崩裂分析

基于目前一些连续刚构桥在张拉底板预应力筋时和运营时易发生底板崩裂和底板裂缝事故这种情况,根据混合有限元的基本原理,给出了混合单元交界上的节点位移约束方程．对一座6跨预应力混凝土连续刚构建立了梁体混合有限元模型并进行了分析,计算得到跨中底板区域实际的受力状况．数值分析表明,该方法具有求解精度较高,单元数量较少的特点．通过计算分析得到底板开裂的主要原因是按桥的立面线型布置形成拱形的底板纵向预应力筋产生的径向力所致,靠近腹板的底板孔道处竖向拉应力较底板其余部位要大．     

2次预应力简支组合梁受力性能与技术经济分析

高速铁路预应力混凝土桥梁徐变上拱过大会影响桥上列车运行安全,为了控制预应力混凝土桥梁徐变上拱,将2次施加预应力新技术应用于预应力混凝土梁中,以箱梁为例,设计了4根不同预应力度的2次预应力简支组合梁,分析了其各施工受力阶段截面应力、强度和抗裂性,并进行了结构尺寸与配筋完全相同的常规预应力混凝土简支梁和2次预应力简支组合梁徐变上拱的对比计算分析。结果表明：2次预应力简支组合梁截面应力梯度小,受力合理,与常规预应力混凝土简支梁相比,徐变上拱减少约40％～60％;并可以降低梁的建筑高度,节约10％左右的预应力筋和一定数量的混凝土,具有明显技术经济优势。     

高强轻质混凝土连续刚构桥箱梁长期变形分析

为探明局部使用高强轻质混凝土对连续刚构桥上部箱梁长期挠度带来的影响,根据一座预应力高强轻质混凝土连续刚构弯梁桥的结构特点,采用有限元理论对该桥在不同荷载长期作用下箱梁竖向挠度的时变效应进行了空间计算和分析,并与相同结构尺寸的普通混凝土连续刚构桥在同工况下的长期变形效应进行了对比。恒载作用下,应用高强轻质混凝土的大跨径连续刚构桥,成桥五年后主跨跨中挠度可较普通混凝土桥减小;持载时间对应用高强轻质混凝土的连续刚构桥后期挠度较普通混凝土桥减小程度影响较大,荷载作用时间愈长,后期挠度减小幅度愈大;高强轻质混凝土的长期性能对局部使用高强轻质混凝土连续刚构桥的长期变形有重要影响。所得分析结果,对指导高强轻质混凝土桥梁的设计具有理论意义和工程实用价值。     

混凝土徐变对连续刚构桥长期下挠的影响研究

混凝土徐变是影响大跨连续刚构箱梁桥跨中长期下挠的主要因素,挠度的不断增大影响了桥梁的行车舒适性和使用寿命。混凝土徐变对大跨连续刚构桥长期挠度的影响很大,以某七跨连续刚构桥为工程背景,建立有限元模型,分析采用不同规范、不同加栽龄期以及二期铺装等影响因素对大跨连续刚构桥长期下挠的影响。     

混凝土箱梁考虑翼板厚度变化的剪力滞效应

针对翼板沿截面宽度方向变厚度的混凝土箱梁,利用势能变分原理,建立了可以考虑翼板厚度变化的剪滞效应分析通用方法;针对简支梁和悬臂梁等基本结构体系,系统研究了改变翼板厚度变化对正剪力滞效应、负剪力滞效应和剪力滞变形的影响规律。结果表明,翼板厚度变化对箱梁的截面应力和变形均产生影响。考虑翼板厚度变化对计算结果的影响可达15%。