早龄期混凝土箱梁温度场分析

混凝土水化热引起的温度效应是导致混凝土箱梁早期发生开裂的主要原因之一,严重影响施工质量,成为困扰土木技术人员的难题。为此,对某大桥进行温度场试验,基于箱梁混凝土热传导理论,利用有限元数值分析软件ANSYS,建立该大桥混凝土箱梁块水化热分析的有限元数值模型,对该混凝土箱梁结构的水化热温度场产生的过程进行数值分析,并将仿真分析结果和现场实测数据进行对比,研究早期混凝土箱梁的温度场分布及其时变特点。研究结果表明,采取正确的热学参数,混凝土箱梁温度场有限元数值仿真能准确模拟混凝土箱梁水化热现场试验温度场的分布和发展过程。混凝土箱梁结构的水化热温度梯度规律明显,减小混凝土箱梁内外温度梯度是降低混凝土箱梁早期裂缝的关键。底板中部的温度高于靠近表面位置的达23. 1℃,这是因为底板厚度较大,水化热不宜扩散,因此在混凝土养护过程中要更加注意底板等大尺寸部位的散热。研究结果为混凝土箱梁结构的温度场分析方法提供理论依据,便于准确掌握混凝土箱梁的温度应力,明确受温度效应影响最大的位置,为施工过程中的混凝土箱梁的温度控制提供参考和借鉴。     

钢筋混凝土箱梁桥沥青摊铺温度梯度模式的研究

高等级公路桥已广泛采用沥青混凝土铺装,而沥青混凝土摊铺时的温度往往高达150℃左右,如此高的温度必然会在桥梁结构中引起不利的温度场.沥青摊铺对钢筋混凝土箱梁桥温度场的影响是多方面因素共同作用的结果,通过对诸如梁体初始温度、沥青下料温度及摊铺层厚度等影响因素的数值分析,提出了考虑各种影响因素的温度梯度分布模式,为钢筋混凝土箱梁桥在沥青摊铺作用下的温度场和温度效应的分析计算提供了一种简化的计算公式.     

混凝土箱梁悬臂施工中温度梯度对标高影响的分析与控制

为研究混凝土箱梁悬臂施工阶段温度变形对成桥状态线形的影响,以苏北地区京杭大运河特大桥混凝土连续箱梁作为工程背景,进行了混凝土箱梁温度场的观测试验.在实测箱梁温度场数据的基础上,将传热学有限元分析结果与实测数据进行了比较.计算值和实测值吻合较好.从而验证了影响施工期间箱梁温度梯度的主要因素是太阳辐射强度和箱梁梗腋高度,定量确定了其与温度梯度之间的关系.研究表明,悬臂浇注施工箱梁温度梯度可以表达为太阳辐射强度和箱梁梗腋高度的函数,将计算温度梯度结果代入最大悬臂状态的计算模型中,可预测温度梯度对各节段箱梁立模标高的影响.     

基于ANSYS软件的混凝土薄壁箱梁日照温度场有限元分析

混凝土薄壁箱梁的日照温度场在很大程度上决定了预应力混凝土斜拉桥的温度效应,日照温度场受太阳辐射、地理位置、风向等诸多环境因素的影响,变化极其复杂。以厦蓉高速赤石特大桥为工程背景,针对主梁薄壁混凝土箱型截面,采用有限元方法,利用气象资料对日照温度场进行了仿真计算分析,并利用实测温度场对仿真分析中的参数取值进行校准,验证了有限元仿真计算分析方法的正确性;运用验证后的有限元模型,预测了不同时刻的混凝土薄壁箱梁截面温度场,对混凝土薄壁箱梁截面日照温度场的变化规律进行了总结,为同类型桥梁工程温度场的仿真计算提供了参考。     

单箱多室混凝土箱梁水化热实测与分析

混凝土水化热是单箱多室混凝土箱梁产生早期裂缝的主要因素之一,而目前对于单箱多室混凝土箱梁水化热研究较少。以佛山市奇龙大桥边跨单箱多室混凝土箱梁作为研究对象,通过各重要部位布置的测点对浇筑后的水化热温度场进行了长达14 d的连续测试,明确了箱梁不同部位水化热的发展规律。基于ANSYS有限元软件对该混凝土箱梁温度场进行了仿真分析,分析结果与实测值吻合;基于混凝土材料的力学性能的发展规律,对水化热温度场所致的结构应力场进行了分析,得到了混凝土箱梁各控制点的应力时程曲线及箱梁腹板内外温差的控制限制。结果表明:对于所研究的混凝土箱梁而言,外腹板的主拉应力最大,其值为2.14 MPa,小于对应时刻的抗拉强度值2.53 MPa,但应力长时间处于较高的水平,因此腹板内外温差应控制在30℃以内。根据实测与分析结果,提出了单箱多室箱梁开裂控制的混凝土配合比设计及养护建议。     

箱内边界模拟方法对箱梁截面温度场的影响研究

为准确模拟箱内温度,选择合适的箱内边界条件模拟方法进行箱梁截面温度场研究,以某混凝土箱梁桥为背景,实测其箱梁截面温度场,采用MIDAS FEA软件建立箱梁截面模型,分析4种箱内边界条件模拟方法(实测温度法、环境温度法、气温均值法和空气单元法)对箱梁截面温度场的影响,并分析极端温度下箱梁截面的平均温度。结果表明:对于箱梁截面温度日变化曲线,采用实测温度法的有限元计算值与实测值吻合最好,缺乏实测箱内温度时,采用空气单元法的有限元计算值与实测值吻合最好;4种方法对箱梁截面的平均温度及竖向正温度梯度的影响均较小;空气单元法可进行极端温度下的箱梁截面温度场分析。建议采用空气单元法进行混凝土箱梁截面温度场研究。     

考虑防火涂料的PC箱梁时空温度场及刚度退化试验研究

为了明确涂有防火涂料的预应力混凝土（PC）箱梁火灾温度场及火灾后的刚度退化性能,针对3片有、无膨胀型防火涂料的PC简支箱梁开展了火灾模型试验研究。基于预应力混凝土梁受火性状推导了刚度衰变率与挠度衰变率关系方程,通过分析混凝土箱梁截面时空温度场分布状态,基于分区域理论提出了一种PC箱梁受火损伤后初始截面等效刚度简化计算方法,并基于自振频率推导了受火梁动刚度计算公式;对模型梁进行了火灾后的静力逐级加载和动力性能试验,分析了受火梁挠度、频率等静、动力参数的变化规律,研究了受火损伤状态对箱梁静、动力特征参数的影响;基于理论计算和试验数据对比分析了受火梁静、动力刚度在不同损伤状态下的退化规律。研究结果表明：膨胀型防火涂料的使用显著降低了预应力混凝土箱梁的高温敏感性,混凝土温升速率明显下降,大幅降低了混凝土结构温度,有效减少了混凝土结构开裂和爆裂现象;受火试验梁的截面静刚度随荷载增加而逐渐减小,且初始损伤越大,进入弹塑性阶段发展越快,越早达到结构极限承载力;初始损伤状态对结构截面静刚度的影响大于对结构动刚度的影响,且截面静刚度衰减速率比动刚度衰减速率更快。提出的受火梁静、动刚度及固有频率的简化计算方法可为火损箱梁的结构静、动力性能初评估提供理论依据。     

混凝土箱梁浇筑温度场的实测分析及有限元模拟

对安登大桥主桥0#块混凝土箱梁的浇筑后温度场进行实测,得出了箱梁混凝土水化热温度场的一般规律。应用大型有限元分析软件ANSYS对该温度场进行仿真,结果表明,用该文建立的有限元模型可以较为精确的模拟实际温度场。     

江市特大桥箱梁混凝土水化热温度实测与分析

混凝土水化热是引起箱梁产生早期裂缝的主要因素之一。本文对江市特大桥19#墩右幅0#块箱梁混凝土水化热温度场进行了现场实测,并用Midas／Civil软件建立有限元模型进行了仿真分析,计算值和实测值吻合良好。基于实测和分析结果对内外温差控制、混凝土配合比设计及早期开裂控制提出若干建议,对箱梁开裂控制工作具有指导性意义。     

混凝土箱梁温度场计算方法研究

混凝土箱梁桥温度场是非线性的,其分布主要取决于环境条件、物理性质、几何材料特征以及桥梁走向位置等因素。本文简要介绍了一个考虑以上因素计算箱梁表面温度分布的解析模型,在此基础上进行箱梁桥温度场的热力学有限元瞬态分析。以杭州湾跨海大桥非通航孔桥为例,计算大跨预应力混凝土箱梁结构的温度场,通过与规范的计算进行比较,得到一些关于混凝土箱型梁桥温度效应的结果,可为工程设计和管理提供必要的依据。     

梯度温度作用下装配式混凝土箱梁温度应力分析

装配式混凝土箱梁在温度作用下产生的结构次内力是造成其开裂的重要因素。为研究装配式混凝土箱梁在梯度温度作用下的温度应力分布,对4种不同国家设计规范梯度温度模式下装配式混凝土箱梁温度场进行分析。通过建立某五跨装配式混凝土箱梁实体单元模型,施加温度荷载,对不同温度场下连续装配式混凝土箱梁的应力与变形进行计算。结果表明,装配式混凝土箱梁在梯度温度作用下产生次内力,各国规范温度模式在混凝土箱梁中产生的温度效应差别较大。纵向应力最大值出现在箱梁顶板下缘梗腋处,不同工况下最大相差71%;横向应力最大值出现在混凝土桥面板内,不同工况下最大相差113.8%;全桥最大主拉应力出现在次边跨,不同工况下最大相差66.7%。故认为在进行设计时应考虑最不利的梯度温度作用对装配式混凝土箱梁的影响,避免拉应力超出限值。     

基于统计分析的混凝土箱梁温差标准值研究

为了确定混凝土箱梁内部最不利正温差和反温差的大小,对处于施工阶段的某混凝土连续箱梁桥进行了为期1年的温度效应观测.在实际温度观测数据的基础上,采用统计分析中假设检验和参教分析的方法对混凝土箱梁温差标准值进行了分析,进而计算出混凝土箱梁正温差和反温差相应的标准值.结果表明,混凝土箱梁正温差和反温差服从不同的Weibull概率分布;混凝土箱梁正温差标准值为24.8℃,反温差标准值为-10.9℃.     

沥青高温摊铺时钢筋混凝土箱梁的温度分布试验

对沥青高温摊铺给钢筋混凝土箱梁造成的影响及其引起的截面温差分布规律进行了研究。在建设中的钢筋混凝土连续梁桥箱梁腹板内预先埋设了温度传感器,在沥青摊铺施工作业时对测点温度进行了实时跟踪观测,采集了大量的温度数据,分析了沥青摊铺引起的箱梁内测点温度分布状况,并对测试断面的温差分布规律进行了总结,拟合了测试桥梁的沥青摊铺温差分布曲线。结果表明:沥青高温摊铺的影响深度在50 cm以内,且温度梯度值较大,对结构会造成不利影响。     

PC箱梁温度效应研究及ANSYS仿真模拟

通过对PC箱梁温度场的影响因素及温场特点的讨论,提出实际工程中箱梁温度场的测试方法。应用有限元分析软件ANSYS对箱梁温度效应进行仿真模拟计算温度应力,并对模拟结果进行分析,在一定程度上指导了PC箱梁的设计及施工。     

曲线箱梁桥悬臂施工应力与线形现场测试研究

通过现场监测和数值模拟手段,分析了预应力混凝土曲线箱梁桥悬臂施工过程中的应力和线形变化规律,讨论了曲线箱梁弯扭耦合效应及日照温度梯度对曲线箱梁桥内力和线形的影响。研究结果表明,曲线箱梁两侧翼缘板应力差值、竖向位移差值及箱梁径向位移随着箱梁曲率、墩身高度和悬臂长度的增大而增大;日照温度应力随温度梯度、约束条件和悬臂长度的变化而变化,其量级可能超过结构的活荷载水平,温度对箱梁标高的影响也不容忽视,且温度应力和温度位移具有滞后效应。研究结论可为预应力混凝土曲线箱梁桥的设计和施工提供有益的参考。     

大跨径预应力混凝土箱梁桥温度效应

通过在中部地区某大跨径预应力桥梁箱梁桥典型截面埋设温度传感器及应变计,对箱梁截面温度场及温度效应连续观测,掌握公路大跨径预应力混凝土箱梁桥顶、底板温度分布规律,推出适合中部高温环境下的箱梁温度梯度模式,并将有限元计算值与现场实际温度效应测量数据进行对比分析,证明现场温度梯度推导公式的合理性,进而给出适合中部高温环境地区桥梁温度梯度的合理模式。     

预应力混凝土箱梁水化热裂缝控制与预防

目前大跨预应力混凝土箱梁桥的早期开裂现象较为普遍,已成为桥梁工程界极为重视的重大技术问题。水化热是引起混凝土箱梁早期裂缝主要原因之一。以某箱梁桥水化热实测数据为基础,探讨不同配合比条件下水化热对箱梁混凝土早期开裂的影响,结果表明：过高的水化热是引起箱梁腹板早期开裂的主要原因之一,实际施工可在混凝土中掺入适量粉煤灰,以减少水泥用量从而降低混凝土的水化热,就该桥测试数据而言,掺入了18%的粉煤灰可显著的降低箱梁混凝土水化热的影响。大跨预应力混凝土箱梁桥施工早期应采取有效措施使结构的内外温差控制在30℃以内。