收缩徐变模式的选取对大跨径刚构桥分析结果的影响

选取合适的混凝土收缩徐变模式是保证大跨径混凝土刚构桥分析准确的前提条件。本文采用三种不同的收缩徐变模式,对苏通大桥连续刚构梁体的应力状态、跨中挠度和预拱度等进行分析,并结合施工监控的实测数据进行了对比分析。研究表明,CEB-FIP 78收缩徐变模式更能反映该桥施工阶段的实际情况。     

预应力混凝土连续梁桥预拱度多因素敏感性分析

以2座大跨预应力混凝土连续梁桥为例,对其预拱度进行多因素敏感性分析。选取了混凝土容重、弹性模量、预应力、环境相对湿度4个影响预拱度的因素,采用正交分析方法,运用有限元软件Midas Civil进行计算分析。研究结果表明,混凝土容重、预应力与弹性模量是影响预拱度的主要因素,湿度是影响预拱度的次要因素,各参数敏感性大小依次为混凝土容重、预应力、弹性模量、环境相对湿度。为大跨度连续梁桥的施工监控提供了科学依据。     

连续刚构桥梁跨中成桥预拱度估算公式

为求解连续刚构桥梁跨中成桥预拱度设置值,将影响其运营期间跨中挠度值增大的多种主要因素(包括结构刚度下降、混凝土收缩徐变、预应力损失)给定合理量值并考虑相互耦合作用,建立多种不同跨径组合的在役刚构桥梁有限元模型,对其进行分析求解.有限元求解所得的大量离散数据表明,混凝土收缩徐变是连续刚构桥梁梁体下挠的最主要影响因素,且收缩徐变引起的跨中下挠量与跨径有明显的函数关系,预应力损失对其影响次之,刚度折减对跨中长期挠度影响不大.利用最小二乘法进行多项式拟合,最终推导出适用于主跨跨径200m以内的连续刚构桥梁跨中成桥预拱度估算公式,并与规范解、经验解、实测值进行对比,证明了该估算公式的适用性.     

临时荷载对悬臂施工PC连续箱梁桥预拱度的影响分析

采用悬臂施工的连续粱桥需经历一个漫长的施工周期,施工过程中混凝土的徐变效应必须加以考虑;同时作为临时荷载的挂篮或吊架,其卸除的方式也会对结构的最终变形产生影响,进而影响桥梁预拱度的设置。从考虑混凝土徐变及临时荷载的移除方式的角度分析了临时荷载对连续梁桥预拱度的影响,为此类桥梁的施工及施工控制提供一定参考。     

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。     

考虑施工过程收缩徐变对高层建筑结构影响理论分析

混凝土收缩徐变对高层建筑结构有重要影响，目前还没有一种比较符合实际受力模型的计算方法，将施工过程引入收缩徐变对高层建筑结构影响分析，考虑竖向构件轴力变化，混凝土弹性模量变化及收缩徐变使钢筋混凝土截面应力重分布引起混凝土截面应力的变化。利用混凝土徐变中值系数和混凝土弹性模量中值系数，推导出高层建筑竖向承重构件的应变计算公式，通过分析施工过程收缩徐变的变形特点及其对水平构件的影响，建立了高层建筑结构收缩徐变竖向变形计算公式并进行了算例分析。结果表明收缩徐变对高层建筑结构有重要影响，计算公式符合实际受力模型，可供工程设计参考。     

考虑时变因素修正的混凝土斜拉桥换索前初态模型

为准确掌握混凝土斜拉桥换索施工前的索力和主梁受力状态,建立的换索施工前的初态分析模型,需要对其运营期间混凝土收缩徐变、预应力索应力松弛、恒载性超载等因素产生的影响进行评估。而混凝土弹性模量、徐变、收缩及预应力筋松弛等因素具有与时间历程和应力历史紧密关联的材料非线性特征,采用有限元增量分析是合理的选择。为此,在时间历程划分的基础上,推导了考虑材料徐变、松弛、收缩影响的弹塑性有限元求解方程,建立了时间增量步内单元计入徐变、收缩、松弛影响的数值函数表达式,给出了斜拉索损伤刚度修正的具体措施和恒载性超载影响计入的分析方法,建立的初态模型分析技术进一步改善了混凝土斜拉桥运营期的桥梁状态评估方法。     

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.     

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。     

考虑非均匀收缩徐变的PC箱梁桥时变性能

为研究箱梁顶板、底板及腹板厚度差异引起的非均匀收缩徐变效应,分析了某三跨预应力混凝土(PC)连续箱梁桥时变性能.考虑混凝土抗压强度、弹性模量的时变性,分别建立模拟实际悬臂施工顺序的实体单元及梁单元有限元模型,比较成桥后在均匀及非均匀收缩徐变下的结构变形、混凝土应力和钢束应力.同时将长期挠度、钢束应力与相应规范值进行对比,并估算了车辆荷载及非均匀收缩徐变导致跨中底板出现拉应力和裂缝的时间.结果表明,与均匀收缩徐变相比,非均匀收缩徐变对跨中长期下挠影响较小,而对混凝土应力影响较大,在箱梁设计中应予以考虑.     

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。     

灰色理论在连续梁桥施工控制中的应用

探讨了灰色系统理论在桥梁施工控制中的应用。将GM（1，1）模型用于预应力混凝土连续梁桥施工中预拱度的控制。结合一座预应力混凝土连续梁桥的施工控制具体实践，预测各梁段预拱度，通过与实测值的对比，验证了此模型应用于桥梁施工控制中的可行性。     

预应力混凝土建筑施工事故案例分析

施工期间的预应力钢筋混凝土结构,是时变结构体系,除承受施工荷载外,还承受预应力等效荷载,因缺乏理论支持,其设计施工容易出现问题.本文介绍的某工程实例为预应力钢筋混凝土结构,且设计有跨后浇带与不跨后浇带两组预应力钢筋,施工期间后浇带两侧结构出现过大变形差,影响结构施工安全,通过将后浇带钢筋的约束作用简化为弹性支座,分析对象简化为弹性支座连续梁,并考虑施工荷载和等效预应力荷载,分析了该工程出现过大变形的原因,结合预应力筋锚固角度等参数分析,给出了留后浇带预应力钢筋混凝土结构设计施工的建议.     

预应力混凝土梁挠度的贝叶斯预测方法

预应力混凝土桥梁施工期间的变形受诸多因素影响而显现出较大的离散性 ,因此将挠度计算视为不确定性问题是合适的。在建立挠度计算的确定性模型基础上 ,运用 Monte Carlo方法进行数字抽样 ,预先找出挠度分布的一般先验信息 ,再结合具体梁的有限监测样本信息 ,采用贝叶斯方法 ,得到了预应力混凝土梁挠度的后验分布 ,其不确定性大为减少 ,为其后期挠度的预测提供了较为准确地估计。通过实际观测预应力混凝土梁的反拱 ,验证了所提出方法的准确性。     

武汉轨道交通区间桥梁预应力简支梁上拱度的分析及质量控制

从理论和工程实践两方面论述轨道交通区间桥梁预应力简支梁的上拱度问题,并对弹性上拱度和徐变上拱度进行分析和比较。针对上拱度影响桥梁运营的问题,提出一些解决的途径。本文对轨道交通区间桥梁预应力梁的设计、施工和运营以及进一步发展大跨度简支梁或无碴整体道床均有一定的参考价值。     

对预应力混凝土结构的几点认识与建议

论述了顺应力筋两阶段工作原理,认为可以将预应力的工作成分两个阶段,将预应力混凝土结构分成了侧限和无侧限两大类,提出了侧限影响系数的概念,基于预应力筋两阶段工作原理,建立了无侧限及有侧限预应力的混凝土结构的承载能力计算公式,提出了既能为工程界所接受,又能满足耐久性要求的预应力混凝土结构裂缝控制及验算建议,建立了通过裂缝控制计算确定预应力筋用量,通过承载力方程和构造要求计算确定非预应力筋用量的两类极限状态的直接设计方法。     

预应力混凝土受弯构件反向变形控制与验算方法

目前,国内外有关标准和文献对预应力混凝土受弯构件的变形控制对象都是总变形值,按照这一规定,常常出现这样一种现象：外载引起的变形很大,反拱值也很大,但总变形值满足规范要求,此时构件使用功能不佳。针对这一问题,我们经过试算,提出了反向变形限值。对预应力混凝土受弯构件反向变形影响因素进行了分析,对采用限制有效压应力来间接控制预应力混凝土受弯构件反向变形的方法进行了探讨,提出了预应力混凝土受弯构件控制截面有效压应力的限值建议。     

横张预应力砼梁关键部位受力性能研究

横张法预应力混凝土属于后张有粘预应力混凝土结构,预应力钢筋张拉有别于常规后张法施工。本文利用ANSYS软件对横张预应力混凝土梁在张拉施工阶段的受力情况进行仿真模拟,研究粘结锚固区域和插销定位区域混凝土受力变形的规律,为横张预应力混凝土结构设计和施工提供参考。     

任意截面无黏结预应力混凝土梁的有限元分析

建立了基于大变形非线性有限元理论的无黏结预应力混凝土梁的计算模型,能够较好地预测任意截面无黏结梁整个加载历史的非线性结构响应.无黏结筋的效应以等效节点荷载替代,由此可按普通有黏结钢筋混凝土梁进行分析,其截面内力由外荷载和无黏结筋等效节点荷载共同引起.利用修正的Rodriguez截面分析模型,混凝土的贡献通过边界顶点定义的梯形单元来实现.导出了任意截面无黏结预应力混凝土梁非线性全过程分析的标准有限元公式.无黏结试验梁的分析计算结果与试验结果吻合良好.     

Optimization design of prestressed concrete wind-turbine tower

Wind energy is a clean and renewable energy for which technology has developed rapidly in recent years. Wind turbines are commonly supported on tubular steel towers. As the turbine size is growing and the towers are rising in height, steel towers are required to be sufficiently strong and stiff, consequently leading to high construction costs. To tackle this problem, a new type of prestressed concrete tower was designed employing a novel tower concept having a regular octagon cross section with interior ribs on each side, which was optimized by comparing the natural frequency and stress difference under the same lateral load in different directions of the tower. The designed tower features a tapered profile that reduces the area subjected to wind; the tapered profile reduces the total weight, applied moment and the capital cost. An optimization method was developed employing ABAQUS software and a genetic algorithm. A target function was defined on the basis of the minimum cost of the concrete and prestressed tendon used, and constraints were applied by accounting for the stress, displacements and natural frequency of the tower. Employing the method, a 100 m prestressed concrete tower system for a 5 MW turbine was optimized and designed under wind and earthquake loads. The paper also reports a systematic design procedure incorporating the finite element method and the optimization method for the prestressed concrete wind-turbine towers.