自然环境温度作用下徐变对预应力混凝土桥梁挠度影响研究

基于开展自然环境条件下徐变试验,对现行的和考虑温度影响的徐变模型对于自然环境温度条件的适用性进行检验。结合目前通用桥梁有限元程序,实现应用选取出的组合徐变模型将变温作用引入到铁路PC连续梁桥的徐变效应分析中。通过将基于组合徐变模型和《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3—2005)分析得到的梁体挠度结果进行比较,探讨忽略实际环境温度变化对徐变影响可能导致的对铁路PC连续梁桥结构变形状态的认知偏差。研究结果表明:考虑变温影响后的徐变预测结果与自然环境条件下徐变试验结果更为贴近;不同变温历程下,PC连续梁桥梁体徐变挠度的变化趋势和挠度量值表现出明显差异;忽略桥址处自然环境温度变化对徐变影响,可能使设置的预拱度与实际产生较大偏差,有时甚至方向相反而加剧梁体上拱或下挠问题,严重影响桥上轨道的平顺性和桥梁结构的安全性。桥址处环境温度变化对施工、运营乃至后期维护期间的桥梁梁体徐变挠度的影响均较为明显,应予以考虑。     

混凝土收缩徐变预测模型对比分析

为提高既有混凝土收缩徐变预测模型在我国的适用性,收集了国内50组收缩试验数据和121组徐变试验数据,对比分析了既有B3,B4,B4s和CEB10模型的计算结果与试验结果差异性,并对B3模型进行了修正。研究结果表明:既有预测模型对我国收缩应变数据的预测效果较差;除CEB10模型外,B3,B4和B4s模型均高估了混凝土的徐变应变;修正的B3模型计算结果与试验结果吻合较好,能较好地用于我国混凝土的收缩徐变计算。     

钢筋混凝土梁非均匀收缩徐变自应力分析

为研究由混凝土非均匀收缩徐变效应引起的钢筋混凝土梁沿梁高度方向的非均匀自应力效应,基于非线性温度自应力方法和按照龄期调整的有效模量法,推导非均匀收缩徐变效应作用下沿梁高度方向上的钢筋混凝土梁自应力计算公式,并用有限元方法对其进行验证;以某混凝土简支试验梁为算例,进行收缩、徐变自应力分析;探讨非均匀收缩徐变效应下曲率和截面应力随时间变化特征;最后研究不同温度和相对湿度梯度下钢筋混凝土梁的应力重分布效应。研究结果表明:在非均匀收缩和徐变作用下,截面的轴向应变和曲率随时间显著变化,且沿着梁高度方向将产生较大的不均匀收缩徐变自应力;温度梯度值增加能增加顶面的非均匀收缩徐变自应力,但影响幅度较相对湿度梯度小;相对湿度梯度能显著影响收缩徐变自应力,前期养护作用对于减小自应力十分重要。     

矿物掺合料对高岩温条件下衬砌混凝土性能影响

高岩温隧道施工是随着各国高速交通网不断延伸而出现的新的技术问题,这种特殊施工条件会使隧道衬砌混凝土的力学性能和耐久性都受到影响。本文通过实验室内模拟高岩温施工环境,重点研究高岩温养护条件下不同矿物掺合料对混凝土力学性能及耐久性能的影响规律。结果表明:高岩温养护条件下,普通混凝土与掺合料混凝土的抗压强度均呈下降趋势,但下降幅度不同;湿度50%时,随着温度的升高,矿渣粉混凝土的抗压强度下降幅度最大,粉煤灰混凝土的抗压强度下降幅度最小,当温度超过50℃时,粉煤灰混凝土的强度反而高于矿渣粉混凝土;矿渣粉混凝土的强度对于湿度变化最敏感,80℃时,随着湿度的增大,矿渣粉混凝土的强度提高幅度最大;各种混凝土的抗渗性与抗碳化性能基本随养护温度的升高而降低,普通混凝土下降最为明显,粉煤灰混凝土的抗渗性与抗碳化性能受养护温度影响最小。     

周期温度作用下轴心受力混凝土结构徐变效应分析

为研究长期变温环境下考虑徐变效应时高速铁路纵连板式无砟轨道体系的结构内力，建立两端固定的轴心受力素混凝土板简化模型，设置假设条件，在已有的恒温徐变模型及变温徐变计算方法的基础上建立递推公式，分析温度参数和周期时间对徐变作用的影响，以及徐变对结构内力和变形的影响。结果表明：与不考虑徐变效应或考虑徐变系数恒定相比，考虑徐变系数随温度变化时结构受力更不利；预测结构整体内力变化趋势时，可不考虑日升降温对徐变效应的影响，只需考虑季节性升降温影响；长期受周期季节性温度变化作用，随周期温度作用循环次数的增加，结构最大拉应力增大，自第二循环起结构最大压应力减小。     

从短期试验结果预测新建预应力混凝土梁收缩和徐变的长期效应

基于计及钢筋配筋率、预应力钢筋松弛等影响的桥梁收缩、徐变长期效应计算式,提出了从梁体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收缩应变及徐变系数的方法;结合CEB FIPMC90收缩模型与徐变模型思想,得出计算桥梁素混凝土收缩应变及徐变系数的CEB FIPMC90修正公式。理论分析与试验结果比较表明,预测理论值给出了较好的精度。该预测方法,不需做材料的收缩、徐变试验,亦避免从标准环境下试验值推算桥梁工作环境下收缩、徐变可能产生的误差。     

超细粉煤灰高性能混凝土Ⅲ型轨枕徐变性能研究

通过超细粉煤灰高性能混凝土Ⅲ型轨枕的长期试验，研究了超细粉煤灰高性能混凝土Ⅲ型轨枕的收缩、徐变性能及其规律，探讨了温度、湿度、加载龄期等因素对超细粉煤灰高性能混凝土Ⅲ型轨枕徐变的影响，以及收缩徐变对轨枕中预应力损失和轨枕使用期间开裂荷载的影响，研究结果表明，超细粉煤灰高性能混凝土Ⅲ型轨枕的长期性能良好，满足Ⅲ型轨枕技术条件的要求，具有良好的社会和经济效益。     

高性能混凝土梁长期变形性能试验研究

以8根不同掺量的高性能粉煤灰混凝土梁的收缩、徐变试验为基础,研究了不同掺量高性能粉煤灰混凝土在荷载长期作用下的收缩、徐变性能及其上拱随时间的变化规律,探讨了温度、湿度等环境因素对不同掺量高性能粉煤灰混凝土收缩、徐变的影响。实验观测结果表明：高性能粉煤灰掺量20％～40％混凝土梁具有良好的工作性能和力学性能;与同强度的未掺高性能粉煤灰的梁相比,其后期强度和抗压弹性模量增大,收缩徐变减小,具有良好的社会和经济效益。     

混凝土徐变性能和其长期徐变行为的预估方法

本文对混凝土徐变性能进行了初步研究，试验表明，高强度混凝土线性徐变(应力／强度)比值较普通混凝土的有所提高。混凝土徐变不仅与应力水平有关，而且还受加载龄期的影响，不同加载龄期的混凝土徐变曲线并不具有沿t轴平行的性质，这恰与老化理论的假设相反，影响混凝土徐变的因素有内在的，也有外在的，作者以混凝土抗压强虚作为诸内在因素对混凝土徐变影响的综合反映，提出了以徐变短期观测值预估混凝土长期徐变行为的公式，根据所收集的69组混凝土徐变试验数据看，所提预估公式具有令人满意的预测精度。     

(108+2×185+115)m连续刚构收缩与徐变变形试验研究

研究目的:新建铁路广州至珠海(含中山至江门)城际快速轨道交通工程是我国第一条真正意义上的城际快速轨道交通工程,其中容桂水道主桥(108+2×185+115)m连续刚构为国内最大跨度的无砟轨道桥梁结构。由于无砟轨道桥梁结构对后期收缩徐变变形要求非常高,在自然环境下,影响桥梁徐变的因素很多,各个因素之间互相影响,机理复杂。探讨其变化规律极其重要。研究结论:通过实验研究得出适当地增大张拉预应力时的混凝土龄期和适当地增大控制二期恒载加载时间,可以有效地减少结构的后期徐变变形。当温度一定、湿度增加时,跨中上拱位移减小;当湿度一定、温度增加时,跨中上拱位移增加。     

深基坑混凝土支撑轴力监测研究

为了研究影响混凝土支撑轴力监测结果的主要因素,提高轴力监测的精确性,选取宁波某地铁车站基坑支护工程混凝土支撑的5个轴力监测点进行试验,发现温度、混凝土徐变、偏心荷载是影响监测精确性的主要因素。进而对监测方案进行了优化:①应尽量选在温度相近的时段进行监测;②出厂温度修正系数和现场温度修正系数差异较大,应采用现场温度修正系数;③混凝土徐变产生的附加荷载对监测数据影响显著,建议在混凝土支撑浇筑完成28 d后进行初值采集;④受偏心荷载的影响,混凝土支撑4个角的轴力差值较大,轴力最小值约为轴力最大值的30%,应在支撑4个角设置钢筋计,取测量的平均值作为测算数据。     

PC斜拉桥的时变分析——不定性分析

从分析影响混凝土收缩徐变的不定性因素入手，通过对现有各种收缩徐变计算模式的比较，认为ＢＰ－ＫＸ模式不仅可以考虑混凝土成分的影响，而且还考虑了环境条件（如温度、相对湿度等）对混凝土收缩徐变的影响，是当前进行时变不定性分析的最佳模式。通过对其随机化，建立了进行不定性分析的随机模型。经对多种不定性分析方法进行研究比较之后，将一种新的不定性分析方法－Ｎｅｕｍａｎｎ展开Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ法应用于ＰＣ斜拉     

预应力混凝土梁长期变形表征参数研究

阐明预应力混凝土梁长期变形表征参数间的数值关系,对规范并构建梁长期挠度计算模式是必要的。对4根7.5 m跨预应力混凝土梁长期变形试验,对跨中截面不同高度处徐变应变和跨中长期挠度定时监测,依据试验结果并结合有限元分析,探讨预应力混凝土梁长期变形的表征参数如长期挠度系数、徐变挠度系数和徐变系数3个参数的差异性及其间的数值关系。研究结果表明:长期挠度系数与徐变系数时程规律有差异且数值不等同;徐变挠度占预应力混凝土梁长期挠度增量的90%以上,长期挠度系数约为徐变挠度系数的1.1倍;徐变挠度系数与徐变系数数值并不相等,其间数值关系受梁预应力水平的影响,对部分预应力梁,徐变系数大于徐变挠度系数,而对全预应力梁,徐变系数小于徐变挠度系数。进一步建立了长期挠度系数与徐变系数间的数值关系表达式。     

高铁连续梁收缩徐变及长期挠度变化研究

研究目的:高铁连续梁成桥后,随着时间的推移,由于收缩徐变的影响,连续梁的挠度会不断变化,影响收缩徐变的年相对湿度、加载龄期、收缩徐变系数等都会不同程度的影响桥梁的长期挠度。为研究混凝土的徐变与收缩对大跨度桥梁的变形和内力影响程度,选择逼近实际的徐变和收缩分析模式,合理地进行徐变、收缩效应分析从而正确地考虑徐变与收缩的影响非常必要。研究结论:(1)相对湿度减小,长期挠度增加,对保证成桥线形是不利的,因此增加相对湿度,如采用蒸汽养护等措施对桥梁的长度挠度有减小的作用,有利于保持桥梁的成桥线形;(2)桥梁的加载龄期较短,长期挠度也将有所增加,因此在施工过程中,限制施工荷载过早的加载于新浇筑梁段可以减低长期挠度;(3)徐变系数对桥梁的长期挠度产生很大影响,徐变系数增大,桥梁的长期挠度增加,选取适当的徐变系数对预测桥梁的长度挠度有着十分重要的作用,因此在重要性桥梁设计中,采取试验等措施确定徐变系数是必要的;(4)本研究结论对高铁连续梁的施工和预拱度的计算具有指导意义。     

京雄城际铁路混凝土桥墩不同养护方式效果对比

为分析干燥环境条件下不同养护方式对京雄城际铁路混凝土桥墩的养护效果,开展了标准养护、养护剂养护、土工布养护、养护膜养护4种不同养护方式下混凝土性能试验研究。结果表明:在温度20℃,相对湿度30%的干燥条件下养护膜中储释的水分单向迁移,保证了混凝土表面湿度,使混凝土中水泥水化相对充分,混凝土强度、耐久性均得到提高;养护膜养护对竖立、高大、不定型尺寸的混凝土桥墩养护效果优于养护剂和土工布的养护效果;采用土工布养护桥墩时,水的自重作用会导致桥墩上下部混凝土性能差别明显。     

钢管混凝土拱桥徐变影响分析

基于龄期调整有效模量法推导出钢管混凝土轴心受压构件徐变系数公式,采用该公式对钢管混凝土轴心受压构件进行徐变分析.由徐变预测结果与试验数据比较可知,在CEB-FIP 78、CEB-FIP 90及ACI 209R等3种典型徐变系数模式中,ACI 209R模式较其它两种徐变系数模式更为合理.采用ACI 209R徐变系数模式对...     

徐变对大跨度预应力混凝土连续箱梁桥施工线形控制的影响

徐变对大跨度预应力混凝土连续梁结构变形和内力的影响不容忽略。基于混凝土徐变预测模型,分析C50混凝土徐变系数的变化规律,得出适合于桥梁监控的预测模型,并对一简支梁进行验证,计算结果与实际工程结果较吻合。在此基础上对京沪高铁跨秦淮河特大桥进行施工监控,依据该桥的施工监控方案,对各个施工节段的标高进行测量与控制,该桥的标高监控实践表明:徐变对桥梁结构影响较为显著;GL2000模型、ACI-209R模型和我国04规范具有较高的精度,可满足施工线形达到设计线形要求。     

灰色神经网络在混凝土结构徐变预测中的应用

根据灰色系统理论处理贫信息系统的优势,以及神经网络学习和自适应的优点,将灰色神经网络组合算法应用于混凝土结构的徐变预测中.利用GM(1,1)模型和BP人工神经网络,建立灰色新陈代谢短期组合预测模型和长期组合预测模型.该组合模型既克服了原始数据少,数据波动性大对预测精度的影响,也增强了预测的自适应性.通过自密实预应力混凝土梁长期变形试验结果的算例分析,表明短期和长期组合模型的预测结果均与试验结果吻合良好,该模型可以作为混凝土结构徐变预测的有效工具.     

高温变温条件下喷射混凝土-花岗岩胶结面剪切强度

选取法向应力、养护初始温度、养护湿度、胶结面粗糙度(JRC)等级4个影响因素,采用正交设计确定并开展25组喷射混凝土与花岗岩不规则胶结面的直剪试验,试件养护采用基于高岩温隧道喷射混凝土温度变化规律的高温变温养护方法。结果表明:法向应力、养护初始温度、养护湿度、胶结面粗糙度均对喷射混凝土与花岗岩不规则胶结面的剪切强度影响明显;各因素对剪切强度影响由强到弱依次为法向应力、养护湿度、养护初始温度、胶结面粗糙度;剪切强度随法向应力和养护湿度的增加而增大,随养护初始温度和胶结面粗糙度的增加先增大后减小;剪切强度计算公式可表示为包含法向应力、温度、湿度、胶结面粗糙度等级的多项式。     

A5083铝合金焊接气孔敏感性研究

研究了不同湿度条件下A5083铝合金焊接气孔的敏感性,并讨论了气孔对焊缝力学性能的影响。研究结果表明:在较低温度下,相对湿度对焊缝中气孔的产生影响不大,气孔数量较少;在22℃条件下,相对湿度大于85%时焊接产生的气孔急剧增加。