钢管混凝土拱桥的徐变效应计算分析

钢管混凝土拱桥徐变影响因素较多,目前研究相对滞后,文章根据设计规范中有关混凝土徐变系数的计算公式,把混凝土徐变度函数公式化,利用对应力和时间的积分概念,推导了结构分析中混凝土徐变计算方法。结合梅溪河大桥,按照划分的施工阶段进行了计算,分析了徐变对其各施工阶段内力、位移的影响。指出混凝土徐变对钢管混凝土拱桥的位移、内力重分布影响非常显著,应引起工程界及理论界的重视。     

混凝土斜拉桥徐变计算的有限元方法

引入徐变函数的概念，将一个双变量的应变函数变成两个单变量函数，在叠加原理的基础上，采用较为实用的步进法出徐变应变的递推公式，并根据该公式编制一个考虑混凝土收缩、徐变在内的各施工阶段斜拉桥几何非线性分析程序，在程序中同时考虑索的垂度、结构大变形以及弯矩－轴向力组合效应对斜拉桥结构几何非线性的影响。     

混凝土斜拉桥徐变计算及其程序实现

引入徐变函数的概念，将一个双变量的应变函数变成两个单变量函数，在叠加原理的基础上，采用较为实用的步进法推导出徐变应变的递推公式，并根据该公式编制一个考虑混凝土收缩，徐变在内的各施工阶段斜拉桥几何非线性分析程序。在程序中同时考虑索的垂度，结构大变形以及弯矩－轴向力组合效应对斜拉桥结构几何非线性的影响。     

轴向载荷作用下钢筋混凝土的徐变

研究钢管混凝土在轴向载荷下的徐变特性涉及两方面：徐变函数和计算方法。为适合工程应用，在徐变分析中采用“失加法”和ACI209－R82密闭混凝土徐变公式，就紧箍力的有无分别讨论钢管混凝土的时变特性。计算中采用弹性假设，通过离散时间的方法计算由于核心混凝土受载变化导致的徐变情况。在有紧箍力的情况下，考虑其在径向和轴向对钢管壁和核心混凝土的作用，利用弹性变形可迭加的性质得出徐变的表达式。     

混凝土斜拉桥徐变计算的有限元方法

引入徐变函数的概念,将一个双变量的应变函数变成两个单变量函数,在叠加原理的基础上,采用较为实用的步进法推导出徐变应变的递推公式,并根据该公式编制一个考虑混凝土收缩、徐变在内的各施工阶段斜拉桥几何非线性分析程序.在程序中同时考虑索的垂度、结构大变形以及弯矩-轴向力组合效应对斜拉桥结构几何非线性的影响.     

混凝土收缩徐变在连续刚构桥施工中的影响分析

利用有限元分析方法,对三跨预应力混凝土连续刚构桥的悬臂施工过程进行了数值模拟,分别计算了在不同徐变计算模式下的施工预拱度,研究混凝土收缩徐变对施工预拱度的贡献和不同徐变计算模式对施工预拱度的影响;另外,分别计算考虑混凝土收缩徐变和不考虑混凝土收缩徐变两种情况下的桥梁结构内力,分析了混凝土收缩徐变在桥梁悬臂施工期间对结构内力的影响。研究结果表明:混凝土收缩徐变对连续刚构桥施工预拱度有较大影响,且不同徐变计算模式对施工预拱度影响不同;在桥梁合龙前,桥梁结构为静定结构,若忽略钢筋和预应力筋的约束影响,混凝土收缩徐变对结构内力没有影响。     

混凝土桥梁徐变影响因素敏感性分析

徐变是混凝土桥梁结构耐久性和安全性的重要影响因素,同时混凝土徐变特性又受到诸多内部和外界因素影响。基于主成分分析法,建立混凝土桥梁徐变影响因素指标体系,选取54组混凝土徐变试验数据作为样本数据,分析混凝土桥梁徐变影响因素敏感性。研究结果表明：主成分分析方法可得出各项因素对混凝土桥梁徐变影响力度,适用于混凝土徐变影响因素敏感性分析;水泥用量、集料含量、水灰比和构件有效厚度等因素对混凝土桥梁徐变影响最大;减水剂含量对混凝土桥梁徐变影响则甚小。     

混凝土徐变和温度时变效应耦合作用研究

徐变和温度都具有时变效应,两者同时作用互相影响,具有一定的耦合效应,研究两者的耦合作用对混凝土结构理论和实际应用都有重要意义。本文对混凝土徐变和温度时变效应耦合作用进行了初步探索,通过分析温度对徐变影响机理和混凝土结构应力作用过程,结合徐变对混凝土温度作用的影响参数,提出计算混凝土构件徐变和温度效应耦合作用的建议公式。     

斜拉桥索力的非线性优化倒拆分析

以斜拉桥结构静载弯曲能量为优化目标函数，导出一种索力优化计算方法，并通过按阶段叠正装计算时的相庆阶段混凝土收缩、徐变影响，进行非线性优化倒拆分析，     

基于有限元的预应力混凝土桥梁徐变效应研究

选择贵州省响水河大峡谷的特大型梁桥为实例研究对象,运用MIDAS/Civil有限元分析软件中的桥梁博士,分析计算了混凝土收缩徐变效应对大跨径预应力混凝土连续刚构桥的影响作用.研究结果表明:大跨径预应力混凝土连续刚构桥上部结构挠度在成桥运营阶段受混凝土收缩徐变效应的影响最大,且随着混凝土龄期的增长,混凝土收缩徐变效应不断提高,但增长速率随龄期增长而呈现下降趋势;悬臂梁根部截面顶板应力相较于截面底板应力更容易受到混凝土收缩徐变的影响作用,且这种收缩徐变往往在桥梁悬臂梁根部截面结构出现一个极大挠度值,导致桥梁结构出现变形,因此,实际工程设计施工中应充分考虑到混凝土收缩徐变对结构变形所带来的影响。     

结合梁中的徐变影响分析

根据结合梁桥的特点,综合考虑施工过程中各种因素(混凝土的收缩徐变、结构体系转换等)的影响,采用按龄期调整的有效模量,结合有限单元步进法,提出一种分析结合梁中徐变的方法。然后采用该方法分析徐变对结合梁中的应力重分布的影响,并对徐变的影响进行参数分析。分析结果表明:混凝土加载龄期越早、环境越干燥、混凝土的圆柱体抗压强度越小,组合截面的应力重分布越明显。     

钢-混组合连续梁桥成桥后混凝土收缩徐变效应影响分析

钢-混组合连续梁桥的钢梁和桥面板通过剪力钉连接,混凝土桥面板的收缩徐变变形会受到钢梁的约束,继而引起桥面板和钢梁应力发生重分布。以某市区快速路环线工程钢-混组合连续梁桥为分析对象,研究发现混凝土收缩徐变对组合连续梁桥成桥后的线形和应力均产生一定不利影响,环境年平均相对湿度变化对组合连续梁桥线形和钢梁应力影响较小,相对湿度增加对桥面板受力有利。     

成都市火车南站斜拉桥的应力监测

通过对预应力混凝土斜拉桥的应力监测分析 ,认为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。本文提出的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 ,由实测钢筋应力推得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计算值较接近。本文方法在成都市火车南站斜拉桥监控中取得了比较满意的结果     

钢-混凝土箱型组合斜拉桥主梁混凝土收缩徐变分析

组合梁斜拉桥兼有混凝土和钢结构的优点,但作为两种材料的结合体,混凝土收缩徐变会引起组合截面的应力重分配,可能促使混凝土裂缝的提前出现或加速裂缝的扩展,从而降低结构的受力性能和耐久性。采用有限元方法分析了混凝土收缩徐变对组合梁斜拉桥主梁应力重分布的影响,并对混凝土的加载龄期的影响进行了参数分析。计算结果表明:混凝土加载龄期越早,组合截面的应力重分布越明显;混凝土收缩徐变对混凝土桥面板的应力影响不大,但对钢梁应力影响较为显著,钢梁的应力增量达到钢材容许应力的30%左右。     

预应力混凝土连续刚构桥施工过程应力监测研究

混凝土实测应变除弹性应变外,还包含混凝土的自由变形、徐变和温度应变等非应力应变,该文介绍了预应力混凝土连续刚构桥中应力间接测量的方法和步骤。在混凝土实测应变与应力的转换中,采用无应力计去除非应力应变,利用预埋在主梁中性轴的应变计进行混凝土徐变系数识别,并采用叠加法对徐变应变进行分离。混凝土内部应力测量的关键在于应力应变转换,而应力应变转换关键在于徐变系数的识别。在观音沙特大桥施工监控期间,先采用中性轴应力来识别徐变系数,再进行徐变应变分离的方法,应力实测值与弹性理论计算值比较接近。     

T梁桥拓宽梁高及混凝土强度对收缩徐变效应影响研究

研究山区公路钢筋混凝土T梁桥拓宽时混凝土梁的收缩徐变效应,采用解析法分析新、旧T梁拼接后由于新梁收缩徐变产生的应力和挠度,推导拼接后新、旧T梁收缩徐变影响的解析法公式。以20 m跨径T梁为例,采用MATLAB软件编制分析程序,分析由收缩徐变效应引起的新、旧T梁的挠度和应力,比较新T梁的梁高和混凝土强度对新、旧T梁挠度和应力的影响。分析结果表明,在混凝土收缩徐变作用下,新T梁的梁高可能会引起旧T梁腹板底缘开裂,新T梁的高度及混凝土强度对新、旧T梁的受力影响均较大。     

大吨位徐变仪球铰非线性接触分析

因研究桥用高强度混凝土材料徐变性能的需要,自主研制了大吨位徐变仪。对于处于接触受力状态的徐变仪球铰区域,先用Hertz接触理论估算球铰区域尺寸范围,然后利用ANSYS通用有限元软件对该区域分别取2种垫板凹槽球径的模型进行接触分析,通过对比球铰区域的最大接触压力、mises应力、第3主应力来进一步确定垫板凹槽的合理球径。用该徐变仪对2座大桥成功进行了高强度混凝土徐变试验,并实际验证了试验荷载下徐变仪球铰区域的受力性能,以及有限元接触分析结果的正确性。     

钢-混凝土叠合板组合梁桥收缩徐变效应分析

钢-混凝土叠合板组合梁桥的桥面板由预制板和现浇板叠合而成，预制板可以为现浇板提供浇筑模板，节省立模工序，加快施工进度。由于预制板和现浇板加载龄期存在差异，混凝土收缩徐变会引起现浇板、预制板和钢梁之间的应力重分布。本文以某市高架快速路（40+55+40m）钢-混凝土叠合板组合梁桥为工程背景，有限元分析结果表明，叠合板组合梁的桥面板收缩徐变应力约是现浇板组合梁的0.82~0.97倍，成桥后钢梁应力前者约是后者的0.80~0.94倍，叠合板对混凝土收缩徐变的“抑制”作用明显。     

新旧混凝土梁横向拼接的收缩徐变效应

为分析混凝土收缩徐变对新旧桥梁拼接的影响,在不考虑梁自重的情况下,采用弹性力学求解法分析了新旧梁横向拼接后新梁的收缩徐变效应,推导了拼接后新梁上的纵向拉应力及拼接处的剪力计算公式。以钢筋混凝土简支T型梁桥的拼接为例,比较了新梁在不同混凝土龄期时与旧梁拼接所产生的纵向拉应力和剪应力,同时还对比了不同环境年平均相对湿度对新梁上纵向拉应力和剪应力的影响。计算结果表明:拼接时新梁混凝土龄期和不同环境年平均相对湿度对拼接结构的受力影响较大,新旧梁拼接设计时须采取相应措施以减少混凝土收缩。