隧道衬砌混凝土的热力耦合室内试验研究

为研究受火时间和粗骨料含量与隧道衬砌混凝土宏观损伤的关系，根据隧道衬砌实际受火特点，自主改良设计一套衬砌混凝土热力耦合试验装置，研究粗骨料含量为20%、30%和40%的混凝土试块在载荷比恒为28%且不同受火时间下的损伤规律.研究结果表明：无火灾发生时，衬砌混凝土受较小荷载作用下，表面无劣化现象，质量无明显变化，残余抗压强度增加；热力耦合作用下，随着火灾时间增加，受火0.5 h后，试块表面有少许微裂纹形成，1.0 h后表面出现较宽的裂缝，细小裂缝分布较多且部分裂缝相互交叉，受火达到2.0 h，试块底面损伤严重，可以看出火灾的发展时间和程度对衬砌结构的损伤至关重要；随着混凝土粗骨料含量的降低，混凝土内部温度传导速度减慢，相同位置处的温度值变小，其表观损伤显著增加，20%粗骨料含量下质量损失率可达8.14%，而40%粗骨料含量混凝土质量损失率仅为4.10%，强度相同时，高含量粗骨料混凝土的抗火性能更优.     

意外火灾对预应力混凝土桥梁结构的损伤分析

结合工程实际,介绍了受火温度判定、火灾对混凝土材料的影响、火灾对结构受力的影响以及受损结构的修复等内容,对桥梁结构意外火灾的评价及鉴定,特别是预应力混凝土桥梁受火破坏的技术处理,具有借鉴意义。     

预应力空心板火损结构分析与评估

某桥为6跨25 m预应力混凝土简支空心板梁桥,发生火灾后,经现场检测,发现板梁梁底火灾影响范围内混凝土剥落缺陷较为严重。依据现场检测结果及消防记录,对火灾导致的空心板温度场进行模拟分析,对火场温度及空心板表面最高温度进行了估计,分析了火灾对混凝土结构及预应力钢筋的损伤影响,对结构受火后的承载能力极限状态与正常使用极限状态进行了评估,从而对结构的火灾受损程度进行了综合评定,研究方法及成果可为类似火损桥梁结构评估分析提供参考。     

公路隧道衬砌火灾后力学行为分析

公路隧道发生火灾后,衬砌结构将发生物理与力学性能的改变,如厚度变薄和弹模降低等。首先分析混凝土构件在火灾后的损伤机理、力学特性和耐火性能,然后根据混凝土火损等级,进一步研究衬砌结构厚度与弹性模量的变化对衬砌结构体系的影响。采用荷载-结构法分析超高次公路隧道结构体系在火损后的力学行为,探寻其残余承载能力及内力与变形规律,找出特征破坏点与破坏机制。     

钢-混凝土组合连续弯箱梁抗火性能与设计方法

为研究提高钢-混凝土组合连续弯箱梁抗火性能的策略,选取某三跨钢-混凝土组合连续弯箱梁为研究对象,利用通用有限元软件ANSYS建立了其在火灾下的三维非线性两阶段分析模型;基于已有热-结构耦合分析方法,模型考虑了钢箱梁内空腔辐射传热过程和其上翼缘与混凝土板的接触边界条件;将模型得到的预测结果与试验数据进行了比较,验证了模型的可靠性;采用建立的模型在不同纵向受火位置、火灾强度和荷载水平作用下对钢-混凝土组合连续弯箱梁跨中挠度进行了参数敏感性分析,研究了其极限承载能力和刚度衰变规律;以火灾下跨中挠度为评估指标,提出了针对钢-混凝土组合连续弯箱梁的抗火设计方法。研究结果表明:在对称火和结构荷载作用下,钢-混凝土组合连续弯箱梁外边缘挠度大于内边缘挠度,且荷载越大,火灾越严重,这一效应越显著;在油罐车等过火面积较大的火灾作用下,刚度较极限承载能力衰退更快,与常温下的钢-混凝土组合连续弯箱梁极限承载能力和刚度相比,边跨受火16 min时极限承载能力和刚度分别降低至29%和14%,中跨受火28 min时极限承载能力和刚度分别降低至31%和22%;在钢-混凝土组合连续弯箱梁抗火设计中,应首先提高外侧钢箱梁在火灾下的刚度,增多和加宽外侧钢箱梁底板纵向加劲肋可使边跨受火20 min后内外侧钢箱梁跨中挠度差分别减小23%和30%,中跨受火32 min后内外侧钢箱梁跨中挠度差分别减小22%和27%。      

基于CA温度模型混凝土结构截面承载力研究

钢筋混凝土结构在火灾作用下,材料受到不同程度的损伤,,导致构件的承载力、可靠度不断降低。研究高温下的钢筋混凝土结构截面承载力有利于规避风险。通过建立元胞自动机温度扩散模型,了解温度场的分布,分析材料的损伤。本文通过三面受火梁以及四面受火柱,研究受火后正截面与斜截面的剩余承载力。通过与有限元计算比较,证明本文运用的剩余承载力计算模型的准确性。     

火灾作用下钢筋混凝土框架结构的损伤机制

基于ABAQUS软件平台,开发了适用于钢筋混凝土框架结构火灾反应分析的梁单元用户材料模型及子程序,从而可以较为准确地模拟火灾下钢筋混凝土构件的截面温度场.基于塑性增量理论,对在恒定加载与标准升温耦合作用下的钢筋混凝土框架结构模型进行了非线性全过程分析.通过不同受火工况下的非线性全过程分析,揭示了钢筋混凝土框架结构在火灾高温和荷载共同作用下塑性铰的分布规律和结构损伤机制,分析了发生火灾的房间位置对框架结构破坏机制的影响,进而对发生火灾的最不利位置进行了探讨.分析结果表明,钢筋混凝土框架结构构件内力随受火温度升高不断重新分布,构件受热膨胀引起的约束内力与荷载内力叠加将导致其出现塑性铰;受火房间的位置对钢筋混凝土框架结构塑性铰的分布和破坏机制有明显影响,因此,结构抗火设计时应考虑受火房间的不利位置.     

火灾损伤后公路预应力空心板残余承载能力的试验研究

结合辽宁某高速公路桥梁受火后的承载能力试验，分析受火灾后预应力空心板的性能变化情况，总结初步确定火灾损伤后公路预应力空心板梁残余承载能力的一种方法。     

火灾后对混凝土桥梁各部件的损伤识别分析

提出了钢筋混凝土结构的过火特点,分析了火灾时混凝土和钢筋的损伤程度、握裹力的变化、持续时间及灭火方式的影响;对桥梁各部件的过火损伤进行了探讨,并通过工程实例分析了火灾病害对桥梁结构造成的危害,为灾后检查提供参考。     

火灾后箱梁桥灾变机理分析及评估方法研究

针对目前桥梁火灾事故频发和桥梁灾变影响大、评估工作难度大的现状,研究了箱梁桥火灾特点与破坏特征,根据火灾热释放率模型分析了箱梁桥的结构温度场变化规律。基于火灾热释放率模型分析,进行混凝土表面的温度场数值模拟,建立了火灾后箱梁桥灾变机理分析及安全评估方法,对同类桥梁的抗火设计及加固处置研究具有一定的借鉴意义。     

浅谈高速公路隧道火灾事故预防和应急救援

以辽宁省高速公路隧道为背景,通过对隧道突发火灾事故发生的原因、特点的分析,探讨高速公路隧道火灾事故预防和应急救援的模式,提出了预防和应对隧道突发火灾事故的对策.     

钢筋混凝土梁托柱转换结构节点耐火性能分析

为提供钢筋混凝土梁托柱转换结构的防火设计依据,根据结构的受力特点,设计了两种足尺梁托柱节点单元试件,对两种节点单元试件进行了热力耦合作用下的耐火性能试验;采用有限元分析软件进行数值计算,分析了火灾下钢筋混凝土梁托柱节点单元的热力耦合耐火极限,得出各参数变化对梁托柱节点单元耐火极限变化规律. 分析结果表明:升温曲线及最高温度对节点单元的耐火极限影响较大;荷载比为0.6的节点单元比荷载比为0.4节点单元耐火极限小;节点单元托梁纵向受拉钢筋的保护层厚度不同,其耐火极限从大到小为保护层厚度50 mm、保护层厚度40 mm、保护层厚度25 mm;转换托梁中受托柱处附加吊筋的设置可有效提高节点单元的耐火极限,并起到避免发生突然破坏的作用;节点单元托梁四面受火的耐火极限小于三面受火的耐火极限;在相同荷载比及相同受火工况作用下,两种钢筋混凝土梁托柱节点单元的耐火极限和破坏特点不同.      

火灾后桥梁结构的损伤检测及安全性评估

通过对南京长江大桥火灾现场调查和造成的桥梁损伤的检测,分析了钢筋和混凝土构件损伤情况,估计了火灾现场、火灾温度。根据相关资料和荷载试验对桥梁安全状态进行了评估,为桥梁的修复、加固提供依据。     

火灾后混凝土桥梁的损伤识别与状态评估

文章主要介绍了火灾后混凝土桥梁结构的损伤检测方法,分析了不同构件的火灾损伤特点,并对损伤状态评估方法进行了探讨。     

某拱桥拱上立柱牛腿损伤特征分析

桥梁结构混凝土的耐久性与其服役寿命直接相关,而其耐久性往往因混凝土结构使用环境的复杂化和多样化,使混凝土材料并没有所预期的那样耐久。基于寒冷地区某拱桥拱上立柱钢筋混凝土牛腿的损伤特征,分析牛腿混凝土损伤的原因,认为盐冻-荷载-渗水侵蚀的耦合作用是伸缩缝处牛腿混凝土快速损伤、耐久性降低的主要原因。     

ANSYS在圆钢管混凝土柱温度场分析中的应用

钢管混凝土结构是介于钢结构和钢筋混凝土结构之间的一种新型结构。它利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互制约,弥补两种材料各自的缺点,充分发挥二者的优点。使这种结构不仅具备优越的力学特性,也具有较好的耐火性能。钢管混凝土构件在高温（火灾）作用下,承载能力随温度的升高而下降。为确定钢管混凝土结构的耐火性能,必须确定高温（火灾）作用下钢管混凝土的温度场。利用ANSYS建立求解钢管混凝土温度场的有限元模型。模型理论分析结果与试验结果符合较好。     

钢筋混凝土拱结构破坏过程中损伤场的分布与演化

采用损伤力学理论,研究了钢筋混凝土拱结构静荷载作用下损伤破坏的过程。混凝土材料是一种拟弹脆性材料,其损伤破坏过程可近似看成是弹性损伤问题。基于弹性损伤普遍理论,取其3阶近似形式,得到一个含有4个独立参数的损伤本构模型。在该损伤本构模型中,引入了一个拉压修正系数,用于描述混凝土材料在受拉与受压状态下损伤行为的不同。对一实桥中钢筋混凝土拱肋的损伤破坏过程进行了数值模拟计算,理论结果与试验结果相一致,说明本方法可较好地描述钢筋混凝土拱结构的损伤与破坏行为。     

沥青混凝土跑道道面安全评价研究

首先归纳总结沥青混凝土跑道道面的常见损坏类型,然后通过对沥青混凝土道面损坏状况的实地调查和记录,鉴别其损坏类型、判别损坏程度,再运用层次分析法对各损坏类型的权重进行赋值,最后利用模糊综合评价方法评价某机场道面的安全性.结果表明,该方法具有更高的实操性,特别适合维护成本相对较低且施工速度快的沥青混凝土道面跑道.