大体积高强混凝土施工过程中温度场分析

针对高强混凝土中总胶凝材料用量较多导致水化热剧烈、从而产生裂缝的问题,对大体积高强混凝土施工过程中的温度场进行了分析.通过对模型结构进行温度监测来指导实际工程混凝土配合比设计,并对施工方案的合理性进行了研究,根据水化热试验确定大体积高强混凝土水化热的计算参数.运用有限元软件MIDAS/GEN及ABAQUS进行温度场分析,结果表明,大体积高强混凝土结构比普通大体积混凝土结构升温更快,峰值温度更高,应当加强养护;进行水化热计算时,水化热系数m及最终水化热Q0的常用值需针对大体积高强混凝土作适当调整.     

钢管混凝土拱桥日照温度应力分析

为研究日照作用下钢管混凝土拱肋截面温度自应力分布情况,以成贵铁路西溪河大桥为背景,利用有限元软件ANSYS建立了拱脚处实腹式拱肋截面及拱顶处哑铃型拱肋截面二维模型,并采用间接法对两类截面温度自应力进行数值分析。结果表明:拱肋截面关键测点温度计算值与实测值差别较小,截面各节点温度计算值可用作求解温度应力的荷载条件;14时截面温差最大,达到了23.19℃,为最不利温差;哑铃型截面应力分布与实腹式截面上弦管应力分布相似,钢管与混凝土截面交界处受压应力作用,核心混凝土受压应力作用。通过对复杂拱肋截面温度自应力的研究,为保障温度效应作用下钢管混凝土拱桥的安全性设计提供了一定的理论依据。     

基于ANSYS的钢管混凝土拱桥收缩徐变分析

在采用大型通用有限元程序对钢管混凝土拱桥建立空间模型，准确地模拟桥梁的施工加载过程，计算其拱肋混凝土的收缩徐变量值，对钢管拱肋截面的应力重分布现象的研究过程中。发现混凝土收缩徐变对钢管混凝土拱桥结构体系的全截面轴力基本上无影响，但对结构的全截面弯矩有较大的影响。由于混凝土收缩徐变产生的截面应力重分布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，拱顶截面混凝土承受的弯矩显著增加。这一现象应引起工程界的足够重视。     

工业废渣制备复合胶凝材料特性研究

通过对水泥、矿渣、粉煤灰分别粉磨再复配制成的复合胶凝材料与硅酸盐水泥在水化热、水化性能、抗硫酸盐性能对比研究,证实复合胶凝材料的水化热较低,抗硫酸盐性能好,耐久性好.     

钢管混凝土拱肋面内弹塑性承载力分析

采用基于纤维模型的分段——分块的杆系结构有限元方法，推导了钢管混凝土拱肋的弹塑性刚度矩阵，提出了计算钢管混凝土拱肋弹塑性稳定承载力的计算模型，编制了相应的FORTRAN程序。采用本文方法，计算了圆管截面钢管混凝土拱肋的面内弹塑性极限承载力，理论分析结果与文献报道的试验和理论分析结果吻合良好。     

钢管混凝土拱材料非线性分析方法初探

对目前钢管混凝土拱考虑材料非线性的各种分析方法进行了介绍;对两根钢管混凝土模型肋拱进行了分析.分析结果表明纤维单元模型能较好地反映钢管混凝土肋拱受力全过程中的材料非线性特性.     

钢管混凝土拱肋截面温度场模拟分析

以钢管混凝土拱桥拱肋截面的温度场为分析对象,以热传导理论结合有限元通用程序ANSYS进行数值分析。分析钢管截面尺寸,混凝土浇筑温度等参数对钢管混凝土浇筑初期的截面温度分布的影响。为便于分析,切实模拟,做出了适当的假定,采取了合适的分析参数。分析方法可以推广到实际工程,并为实际工程的理论分析提供参考。     

空腹式连续刚构桥梁拱结合段水化热的分析研究

运用ABAQUS的二次开发平台,根据等效水化放热速率编写计算温度场的子程序,并通过实际案例验证子程序的合理性,然后基于等效龄期法考虑早龄期混凝土弹性模量非线性增长,从而计算温度应力。结果表明：梁拱结合段温度分布不均,严重影响混凝土弹性模量的均匀性,交汇区弹性模量差值最大达8 GPa,考虑温度影响的弹性模量不会改变结构第一主应力变化趋势,但交汇区箱室内表面及交汇区核心混凝土,考虑温度影响弹性模量求解的第一主应力峰值较不考虑增大了1.4倍和1.6倍。因此,在分析散热受到限制的异形混凝土结构中的水化热应力场时,有必要考虑水化热非均匀温度场对温度应力的影响。     

非稳对流模式下混凝土箱梁内生热场与计算方法

针对高墩混凝土箱梁墩顶块水化热温度场分布状况,考虑风速的影响,建立了非稳定对流热传导模式,利用有限元程序对8种风况的混凝土箱梁水化热温度场进行分析,总结了非稳定对流模式下混凝土箱梁墩顶块水化热温度场的分布规律,利用MATLAB分布拟合温度峰值和温差峰值随风速变化的计算公式.研究结果表明:非稳定计算模式适合计算高墩混凝土箱梁墩顶块的水化热温度场;水化热温升效应明显、衰减缓慢、约48 h达到温度峰值;风速影响各个时间点的水化热温度数值,然对其变化趋势无影响,风速对温升影响小,对温度的衰减影响大;随着风速的增大,水化热温度衰减趋势逐渐降低,薄厚差异明显的结构温度衰减具有阶跃现象;当风速较大时,温度衰减变化幅度减小,有靠拢之趋势;风速对温差峰值的影响与风速对温度峰值的影响呈相反趋势;温差64 h左右达到峰值、其值约24℃;减小风速,有利于控制温差,旨在达到控制温度应力的目的.     

基于新规范的哑铃型拱肋徐变效应分析

针对钢管混凝土拱桥由于钢管内混凝土徐变导致的拱肋下挠和截面应力重分布问题,基于《公路钢管混凝土拱桥设计规范》(JTG-T D65-2015),考虑哑铃型拱肋截面的截面特性,计算新规范下的徐变系数,通过对一座152米钢管混凝土拱桥建立全桥的有限元模型,并与按原JTG D62-2004路桥规范中的徐变系数计算所得出的结果进行对比分析。结果表明:针对钢管混凝土的JTG-T D65-2015规范的徐变系数比针对普通钢筋混凝土的JTG D62-2004规范的徐变系数小。按JTG-T D65-2015规范计算的由徐变引起的拱肋下挠值比按JTG D62-2004规范计算所得值小10%左右,徐变引起钢管截面应力增大和混凝土截面应力减小,按JTG-T D65-2015规范计算得到的钢管应力增大值比按JTG D62-2004规范计算所得到的值小10%-15%左右。     

基于ANSYS的钢管混凝土拱桥吊杆受火力学性能研究

高温下钢管混凝土拱桥力学性能易发生变化而丧失承载力。为对探求合理的防火设计方法提供支持,运用ANSYS热分析模型开展钢管混凝土拱桥吊杆受火力学性能研究。通过数值模拟与试验数据对比验证ANSYS热分析模型的合理性,在此基础上分析吊杆受火对钢管混凝土拱桥桥面、拱肋线形及吊杆内力影响。研究表明:吊杆受火对距其30 m以内的桥面变形及吊杆轴力影响较大。本文研究可为此类桥梁防火设计及灾后修复提供借鉴与参考。     

大跨径钢管混凝土拱桥缆索吊装非线性分析

建立了大跨径拱桥吊装的空间有限元模型，采用随动坐标迭代法，计入几何非线性的影响因素,基于优化理论，建立了缆索吊装扣索力的优化数凄模型；采用前进分析方法，对大跨径钢管混凝土拱桥吊装施工过程进行分析。以某主跨368m钢管混凝土拱桥为工程算例，验证了文中方法的有效性。计算结果表明，考虑几何非线性影响后，计算得到的吊装控制点偏差值小，计算精度高。     

上承式钢管混凝土桁拱温度作用取值与温度效应分析

为研究钢管混凝土拱桥的温度作用取值和温度作用效应,以一座上承式钢管混凝土桁拱为工程背景,应用通用有限元程序ANSYS结合气象资料,对温度作用取值(合拢温度、有效温度)进行了计算分析,在此基础上,分析了温度变化对拱脚实腹段应力的影响,并对该桥合拢温度的合理取值进行了探讨。分析表明:拱肋的合拢温度值比月平均气温高出2℃左右,最低有效温度比日平均最低温度值低5℃左右,最高有效温度比日平均最高温度值高6℃左右;从降低温度作用产生的效应方面考虑,拱肋的合拢时间应选择在月平均温度接近于年平均温度的时段;腹杆的温度变化对拱脚的应力影响较小,由于拱脚实腹段的构造与腹杆的构造不同,实腹段温度变化对拱脚的应力有较大的影响。     

脱粘对单圆管钢管混凝土拱桥极限承载力的影响

为了解单圆管钢管混凝土拱桥脱粘后受力模式改变带来的受力性能变化,采用有限元方法计算了脱粘对单圆管钢管混凝土拱桥面内极限承载力的影响,基于完全脱粘计算假定,构造了钢管与混凝土之间的连接单元,编制了考虑几何、材料双重非线性的面内极限承载力计算程序,并对无初应力和成桥状态下4种荷载作用方式的面内极限承载力进行计算分析.结果表明:完全脱粘使跨中集中力、L/4集中力和半跨均布荷载作用下的面内极限承载力变化不明显;而使全跨均布荷载作用下的面内极限承载力降低较大.对于单圆管钢管混凝土拱桥,在全跨均布荷载作用下,完全脱粘使得面内极限承载力下降可达10%左右.     

基于水化动力学模型的水泥基材料温度效应

为探究温度对水泥浆水化过程的影响,采用等温量热仪测试了水泥浆样品在20,30和40 ℃的水化放热量和水化放热速率,获得了水化度α和表观活化能Ea并利用Krstulovic-Dabic模型计算了相应阶段动力学参数K和n,探讨不同温度的水泥浆体的水化机理。结果表明,水化动力学参数随温度升高显著增大,水泥浆在20~40 ℃的水化表观活化能Ea为37.63 kJ/mol,且升高温度促进0~72 h内水泥水化度的增长。20 ℃下的水泥浆具有NG-I-D过程,而30 ℃和40 ℃下的水泥浆只具有NG-D过程,表明升高温度使水化阶段的持续时间缩短,且反应速率加快。研究可为水泥基材料在不同环境温度下施工时控制浇筑时间以及掌握强度的发展趋势,提供一定的理论依据。     

设计参数对钢管混凝土系杆拱桥力学性能的影响分析

以中承式钢管混凝土系杆拱桥为计算实例,采用通用软件ANSYS建立了拱桥的有限元计算模型,通过改变其主要设计参数,对该类桥梁在恒载作用下的受力情况进行了对比分析,得出了不同矢跨比、拱轴系数、主拱拱肋含钢率等设计参数对拱桥各控制截面内力、应力、位移变化的影响规律.研究结果表明:改变矢跨比和拱轴系数对系杆拱桥在恒载作用下的内力有较大的影响,且对恒载作用下全截面弯矩的影响比对轴力的影响更为显著;改变钢管的壁厚对于主拱肋各控制截面的轴力、弯矩及应力影响不大.该计算结果可为优化同类桥型的设计提供参考.     

大跨度钢管混凝土拱桥非线性地震响应分析

研究了大跨度钢管混凝土拱桥在同步激励和多点激励作用下的非线性地震响应特性及主要影响因素。采用时程分析法计算了大跨度钢管混凝土拱桥的非线性地震响应,研究了几何非线性对结构地震响应的影响,探讨了恒载内力和构型、多点激励效应等因素对大跨度钢管混凝土拱桥非线性地震响应特性的影响,结果表明结构的几何非线性性质对大跨度钢管混凝土拱桥的地震响应有较大影响。     

钢管混凝土拱桥拱肋吊装几何非线性分析

研究了大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装过程中的几何非线性问题，在此基础上编制了索、梁、杆平面结构系统的几何非线性静力分析程序。同时根据施工控制理论在前进算法的基础上采用自行编制的程序，对工程实例——恩施州南里渡大桥拱肋吊装过程进行了模拟计算，计算结果与工程实测结果吻合较好.     

中承式钢管混凝土拱桥拱肋施工技术的研究

钢管拱拱肋是钢管混凝土拱桥关键的构件，通过对保定市4号桥钢管混凝土拱肋的制作、安装、混凝土浇注等施工的关键技术进行研究，得出了对于实际工程具有参考价值的几点结论．