不同规范下钢管混凝土徐变效应的对比分析

JTG D65-2015首次提出钢管内混凝土的徐变模式,通过与常用的ACI 209R-92和CEB-FIP(1990)徐变模式进行比较,运用有限元软件计算了某钢管混凝土拱桥在这3种徐变模式下的徐变效应,对拱肋的应力和变形进行了对比分析。分析表明,JTG D65-2015的计算结果与ACI 209R-92和CEB-FIP(1990)相比,拱肋的应力和挠度都降低了30%左右。结果可供同类工程参考。     

斜拉桥施工监控中混凝土应力换算方法

通过对预应力混凝土斜拉桥的应力监测结果分析 ,发现混凝土在加载龄期较早时的收缩徐变较大,直接用所测得的钢筋应力通过弹模比法换算求得的混凝土应力值与理论值相差较大.针对在加载龄期较早情况下,考虑混凝土的收缩徐变引起的钢筋和混凝土之间的应力重分布,通过静力平衡和变形协调条件,由实测钢筋应力算出的混凝土应力与理论计算值吻合较好,相应的收缩徐变总量与规范值较接近.本文方法在某独塔预应力混凝土斜拉桥监控中取得了比较满意的结果.     

徐变的影响因素分析及修正算法研究

为了精确计算徐变的大小,为混凝土结构设计及计算提供依据,采用CEB-FIP90、ACI209、GL-2000模型计算构件理论厚度修正前后的徐变值,构件理论厚度修正后徐变值有变小的趋势,并依据计算结果对现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362—2018关于徐变计算的构件理论厚度进行修正。研究了混凝土徐变与配筋率之间的关系,推导配筋率对混凝土构件徐变影响的公式,为了方便工程参照,将公式简化为徐变系数修正表格。徐变发展符合Boltzman叠加原理是目前学术界认可的结论,采用规范方法计算后发现,加载期间荷载变化产生的徐变,采用不同的叠加模式算得的结果有很大差异。     

温湿变化对三塔结合梁斜拉桥徐变效应的影响研究

根据欧洲混凝土规范CEB-FIP 1990徐变计算公式,运用VB语言编写了考虑温湿度变化的徐变系数计算程序,嵌入武汉二七长江大桥有限元模型中,研究温湿度变化环境下主梁的变形和内力变化特征,获得温湿变化对三塔结合梁斜拉桥徐变效应的影响作用.研究结果表明：温度升高,混凝土徐变增大,钢主梁长期挠度也增大;相对湿度增加,混凝土徐变减小,钢主梁长期挠度也减小;一季度温度较低、湿度较大,温湿度同时变化时混凝土徐变较小,此时吊装混凝土桥面板引起的钢主梁挠度和应力值也较小,可见混凝土桥面板的吊装宜选择在温度低、湿度大的季节进行.     

桥梁结构徐变变形的分析与计算

本文介绍了混凝土的变形分类，以及混凝土徐变的成因、徐变的时间过程及影响因素、徐变的约束和徐变对结构的影响；对徐变理论及徐变系数的计算方法进行了分析比较。通过计算实例对我国《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ023-85）》采用的1978年（（CEB-FIP模式规范》的徐变系数计算建议公式、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）》采用的1990年（（CEB-FIP模式规范》的徐变系数计算建议公式以及ACI-209模式进行了分析、比较并给出了它们之间的差异。     

钢-混凝土组合试件长期推出试验与有限元分析

采用推出试验和有限元方法研究了采用不同剪力连接件的钢-混凝土组合试件的界面长期滑移和应变发展过程; 参考Eurocode 4中推出试验标准试件, 设计了2组试件用于长期推出试验; 分别采用栓钉和PBL作为剪力连接件, 采用螺杆施加长期荷载, 测试了长期加载过程中的界面滑移、混凝土应变和钢梁应变; 同步加载测试了150 mm×150 mm×300 mm的混凝土试块的长期变形, 并以此变形计算混凝土徐变系数; 对比了徐变模型对计算结果的影响, 并讨论了不同混凝土徐变模拟方法。研究结果表明: 界面滑移和混凝土应变在加载初期增长较快, 加载120 d后达到稳定状态; 栓钉试件和PBL试件的最大界面滑移分别为0.162和0.068 mm, 最大值均位于界面底部; 栓钉试件和PBL试件的混凝土最大应变分别为7.30×10-5和1.34×10-4, 最大值均位于混凝土板底部; 钢梁应变在整个试验过程中基本保持稳定, 未出现明显的应力重分布, 栓钉试件和PBL试件的钢梁最大应变分别为3.7×10-5和6.5×10-5, 最大值均位于钢梁顶部; 混凝土徐变是影响钢-混凝土组合试件长期性能的主要因素, 不同混凝土徐变模型计算所得混凝土徐变系数与测试值的偏差为60%~140%, 说明混凝土徐变模型对有限元结果影响显著; 采用指数函数拟合混凝土徐变系数测试结果的拟合误差为2.4%, CEB-FIP90模型计算所得混凝土徐变系数在加载后期与测试值的误差为3.71%, 建议无法实测时可采用CEB-FIP90模型计算混凝土徐变系数。      

双塔双索面矮塔斜拉桥应力及变形的影响参数分析

以某双塔双索面矮塔斜拉桥为例,采用有限元软件Midas/Civil模拟桥梁施工过程,研究索力、体内预应力、无索区长度、塔高跨径比、布索方式和混凝土收缩徐变对双塔双索面矮塔斜拉桥应力及变形的影响。成桥10 a后的模拟结果表明:双塔双索面矮塔斜拉桥的索力、体内预应力、无索区长度、塔高跨径比对桥梁线形和应力的影响相对较大,桥梁施工中需要重点监测和控制其误差;布索方式和混凝土收缩徐变的影响相对较小。     

基于短期试验的桥梁混凝土长期徐变预测研究

结合BP-KX模型徐变思想,给出了从混凝土短期试验值推算相应素混凝土在该桥梁工作环境下长期徐变系数的方法,通过对短期试验数据的线性回归得出桥梁素混凝土徐变系数的BP-KX模型修正公式。回归分析结果及试验数据与各国规范预测模型比较表明,回归曲线预测理论值与实测值吻合良好。     

斜拉桥收缩徐变下的挠度变化研究

收缩徐变是混凝土材料的固有特性,会导致结构发生位移和力的变化。为了研究大跨度PC斜拉桥在采用不同桥涵规范(1985和2018版)下收缩徐变影响量的区别,以荆州长江大桥(主跨500 m的双塔空间双索面漂浮体系斜拉桥)为工程背景,通过建立全桥有限元模型,并结合健康监测实测数据,对比分析混凝土主梁的挠度变化的影响来得出相关结论。其研究结果表明:主梁挠度的发展主要集中于前三年,并且主梁的挠度变化更符合18规范收缩徐变的影响规律。     

主梁中性轴在大跨度砼斜拉桥应力监测中的巧用

针对目前砼斜拉桥应力监测作为施工控制难点所在 ,提出了一种适用于大跨度砼斜拉桥的应力监测方法 .该方法利用主梁中性轴应力只与斜拉索水平分力有关这一特点 ,使用实测索力求出中性轴应力 ,再用中性轴应力识别徐变系数 ,继而求出其余应力 .采用文中提出的方法应用于目前在建的一座大跨度砼斜拉桥 ,效果良好 ,证明此法的正确性和实用性     

连续配筋混凝土路面结构设计理论与方法研究

连续配筋混凝土路面（CRCP）是一种高性能混凝土路面结构型式,对CRCP设计原理进行了系统研究,在荷载应力分析,将CRCP中纵向钢筋作连续化处理,建立了正交各向异性薄膜单元,对考虑裂缝条件下的CRCP荷载应力进行了三维有限元分析,得到了CRCP的两种临界荷位和配筋率等参数对板底应力的影响规律,并与普通混凝土板的荷载应力进行了对比,在温度应力分析中,建立了考虑钢筋与混凝土间粘结滑移本构关系的CRCP温度应力计算模型与微分方程,并求得CRCP在降温和干缩变形作用下的解答,分析了参数的敏感性和混凝土徐变所引起的松驰应力效应,解析法和数值法相结合,计算了分析了CRCP端部锚固与与凸形锚固地梁的应力和位移,给出了端墙部分设计参数的建议值及于端部结构设计的计算诺谟图,同时进行室内模型试验,验证了理论分析结果,最后给出了CRCP板厚与配筋设计及端部锚固结构的成套设计方法,为中国制定定相应规范提供了参考依据。     

预应力高强混凝土T梁非线性结构行为研究

结合高强混凝土的特点，考虑材料非线性影响，计算了预应力高强混凝土T梁的极限承载力。在非线性有限元分析中，提出了合适的预应力钢筋建模方法。选择了适合于预应力高强混凝土梁非线性分析的一些基本理论，主要包括混凝土和钢筋的应力应变关系、整体式有限元模型、混凝土的破坏准则。计算结果表明：这些方法对预应力高强混凝土梁的非线性分析具有良好的适应性。基于上述理论，对影响预应力高强混凝土承载力的主要参数进行了对比分析，其结果可供工程设计参考使用。     

桥上纵连板式无砟轨道疲劳应力谱的理论研究

为获得服役期间桥上纵连板式无砟轨道疲劳应力谱计算理论,考虑无砟轨道钢筋与混凝土的相互作用、无砟轨道混凝土的开裂与闭合效应、无砟轨道荷载的共同作用和时变特性,分别建立和验证了桥上纵连板式无砟轨道温度场计算模型、多尺度高速列车-纵连板式无砟轨道-桥梁三维有限元耦合动力学模型、纵连板式无砟轨道-桥梁-桥梁墩台纵向相互作用模型,并在此基础上,提出了桥上纵连板式无砟轨道疲劳应力谱计算理论.研究结果表明:利用提出的疲劳应力谱计算理论可得到服役期间桥上纵连板式无砟轨道各部件钢筋与混凝土应力时程曲线及疲劳应力谱;考虑多种荷载工况,能深入探讨桥上纵连板式无砟轨道疲劳破坏机理和影响规律;计算理论可为丰富和完善我国无砟轨道设计理论提供重要依据.      

耐久性沥青路面混凝土基层荷载应力三维有限元分析

为了分析各因素对耐久性沥青路面混凝土基层荷载应力的影响,建立了三维有限元模型,确定了计算参数,通过正交设计法安排参数组合,计算混凝土基层底面的荷载应力,并对计算结果进行极差与方差分析。分析结果表明:混凝土基层底面荷载应力随沥青面层厚度增大总体呈减小趋势,但减小幅度不大,随基层厚度增大而减小,随基层模量增大而增大,随地基模量增大显著减小,面层模量变化对基层荷载应力几乎无影响;置信概率为95%时,对基层荷载应力有显著影响的因素是地基模量、基层模量和基层厚度,当置信概率为90%时,地基模量、基层模量、基层厚度和面层厚度影响的显著性依次减小。     

连续刚构桥锚固区局部应力的研究

为便于箱梁腹板预应力筋及锚具的布置，结合虎跳门连续刚构桥的方案设计，对特征节段模型、子区域模型和试验模型锚下混凝土局部应力分别进行了理论分析、数值计算和试验研究．结果表明：较大的锚下混凝土应力仅限制在很小范围内；在按实桥设计的大吨位预加力作用下，没有导致混凝土主应力过大和失效；锚固区混凝土局部应力的实测值与计算值比较接近．     

海底隧道大体积混凝土温度场及温度应力有限元分析

大体积混凝土的温度裂缝与混凝土的温度场和温度应力分布关系密切。重点探讨了应用有限元法求解大体积混凝土温度场和温度应力发展过程的模拟方法。以厦门南港海隧道为例,提出了大体积混凝土温度应力方程,编制了大体积混凝土温度场和温度应力计算程序。研究结果表明,采用有限元可以模拟大体积混凝土在温度场作用下的应力发展过程,计算结果符合混凝土浇筑过程中的温度应力分布规律。     

大跨径三榀式钢管混凝土拱桥静载试验研究

三榀式钢管混凝土拱桥是我国近年来桥梁发展的新技术。文中根据桥梁荷载试验的要求,针对某跨径为144m的三榀式钢管混凝土拱桥制定详细的静载试验方案。为了与试验结果进行对比,采用梁单元建立了该桥有限元空间模型,按照荷载试验方案中的工况进行了静力分析,将计算结果与试验结果进行了比对。研究表明:采用钢混组合材料模拟法将钢管混凝土按单一的组合材料来进行计算,较为准确地计算了钢管混凝土的内力和应力;是否考虑施工阶段对三榀式钢管混凝土拱桥的受力影响很小,因此可以采用一次成桥的简化方法计算结构内力;在对三榀式钢管混凝土拱桥进行位移变形分析时,应充分考虑施工阶段对结构挠度变形的影响;该桥在试验荷载作用下,结构处于弹性工作阶段,结构强度和刚度能够满足设计要求。     

基于Kelvin链率型模型的混凝土徐变有限元计算

基于混凝土徐变固结理论,推导出一种计算混凝土徐变的递推格式,递推过程可以结合使用有限元商用软件来完成.首先,基于Kelvin链模型,将徐变Volterra积分方程转化为率型徐变积分微分方程;其次,将时间进行离散,通过引入中间变量,把率型徐变积分微分方程转化为可递推计算徐变方程;再次,使用可递推计算徐变方程,结合应力应变...     

基于体外钢束-混凝土协作关系的体外钢束应力增量分析方法

提出了基于体外钢束-混凝土协作关系的体外钢束应力增量分析方法.针对典型断面构件中相互独立的体外钢束与混凝土一起工作所需满足的关系,推导了钢混协同工作的主从关系式.这种关系可由非线性有限元的求解过程自动实现,即在进行不平衡力的迭代时,引入预应力钢索与混凝土的变形协调关系,进而可求出体外束随结构变形而产生的伸长量及应力增量.算例表明,所提出的方法可有效地分析体外束应力增量、模拟体外索预应力桥梁的结构行为.     

片石混凝土路面的温度应力分析

在分析片石混凝土材料特性的基础上,用三维有限元软件COSMOS计算了片石混凝土路面温度应力;同时采用正交设计方法分析了温度应力的影响因素,得出各影响因素的变化规律;并采用均匀设计法安排因素组合,运用SPSS软件拟合出适用于片石混凝土路面温度应力的实用计算公式.