宜昌庙嘴长江大桥大体积混凝土温度控制

宜昌庙嘴长江大桥工程桥塔墩承台及锚碇均为大体积混凝土结构,为防止施工过程中结构出现危害性裂缝,对其进行温度控制。基于现行规范和设计要求,提出可行的温控控制标准,采用 MIDAS 水化热模块计算混凝土的温度场和应力场,根据计算结果及相关经验制定冷却水自循环控制系统及其它混凝土表面养护和内部降温等措施,温控过程中布置温度测点实时监测混凝土内、外部的温度,并与计算值进行对比。结果表明,混凝土浇筑体最高温度值、里表温差、降温速率等温度控制指标均满足设计和规范要求,该桥采用针对性强、科学合理的控制措施,有效地降低了大体积混凝土内外温差,在已完成的各桥塔墩承台及锚碇基础部分均未发现明显裂缝。     

高原环境新型组合桥塔温度场与温度应力特性分析

针对高原环境下混凝土(RC)桥塔表面开裂问题,提出波形钢板-混凝土(WS-RC)和预制UHPC板-混凝土(UHPC-RC)2种新型组合桥塔结构体系,以高原地区某桥塔结构设计方案为背景,采用ABAQUS有限元软件,分别建立3种桥塔方案的节段有限元模型,对比分析桥塔节段的温度场与温度应力特性,以及UHPC层厚度对UHPC-RC组合桥塔抗裂性的影响。结果表明:传统RC桥塔方案和WS-RC组合桥塔方案混凝土表面最大主应力均显著高于UHPC-RC组合桥塔方案;UHPC-RC组合桥塔方案混凝土应力集中程度及表面应力幅均显著降低;随内、外侧UHPC层厚增大,UHPC-RC组合桥塔内侧UHPC层内表面最大主应力值变化不显著,混凝土层及外侧UHPC层外表面最大主应力值均随之减小。     

CRC+AC复合式路面配筋率设计指标研究

连续配筋水泥混凝土(Continuously Reinforced Concrete,简称为CRC)+沥青混凝土(Asphalt Concrete,简称为AC)复合式路面的配筋设计方法尚不完善,根据气候条件,各地用的配筋量也有较大区别。在连续配筋水泥混凝土路面上加铺不同厚度的沥青层,将改变连续配筋水泥混凝土路面内的温度场和温度应力分布状态,并影响钢筋位置的裂缝宽度。文中利用自行开发的RP_TMP路面温度场计算程序,计算了5cm、10cm、15cm等3种加铺层厚度对水泥混凝土路面温度应力及钢筋位置裂缝宽度的影响;采用美国AASHTO2002设计指南中平均开裂间距和裂缝宽度确定方法,以裂缝宽度不超过0.5mm作为控制指标。计算结果显示,AC层的厚度每增加1cm,配筋率大约可以降低0.01%。研究计算结果可以用于指导复合式路面的配筋设计。     

大直径盾构隧道中隔墙顶裂缝模式及扩展机制研究

为揭示盾构隧道中隔墙顶部混凝土开裂机制,依托南京地铁某大直径盾构隧道区间,采用现场调研和扩展有限元分析相结合的方法,对隧道中隔墙顶部混凝土裂缝模式、分布特征以及开裂过程开展研究。结果表明： 1）区间内中隔墙顶部出现96处裂缝,模式包括Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Y型和Z型,其中Y型和Z型裂缝是Ⅰ型裂缝的亚类型。2）裂缝起裂于烟道板水平向差异位移施加的对侧,Ⅰ型和Ⅱ型裂缝的长度和末端宽度发展曲线呈现3阶段变化特征;裂缝末端宽度与长度之间为非线性关系,250 mm和225 mm是Ⅰ型和Ⅱ型裂缝末端宽度快速增长的临界裂缝长度。3）Ⅱ型裂缝中,同一工况下2条裂缝的扩展曲线基本吻合,板缝间距对曲线各阶段长度与斜率影响较大;Ⅲ型裂缝中,首条裂缝扩展过程与Ⅰ型和Ⅱ型裂缝基本一致,其余2条裂缝的扩展均具有明显的脆性特征。     

基于有限元对沥青加铺层温度应力与荷载应力研究

采用ANSYS软件构建三维有限元模型分析了加铺沥青路面的旧水泥混凝土路面温度场和行车荷载应力场,对反射裂纹的形成的影响因素进行了探究。结果表明:温度应力和行车荷载是导致反射裂纹形成的主要原因,且温度应力影响更明显;存在一个最佳基层模量和基层脱空宽度能有效延缓反射裂缝的扩展速度,对于加铺层厚度对反射裂缝的影响,只有在加铺层厚度大于20 cm时,才能有效抑制反射裂缝形成。     

预应力RPC-NC结合梁裂缝试验研究

为研究预应力活性粉末混凝土(RPC)-普通混凝土(NC)结合梁的开裂性能,以铁路32m的T形梁为原型,制作10根RPC-NC结合梁和1根纯NC梁进行抗弯试验。对比分析试验梁的裂缝分布形态、裂缝间距及短期裂缝最大宽度,并在铁路规范的基础上推求适合于预应力RPC-NC结合梁裂缝宽度的计算公式。结果表明:预应力度增大,RPC-NC结合梁裂缝分布的范围减小;RPC-NC结合梁的裂缝间距明显小于NC梁,RPC加入后裂缝更加密集,并伴随产生大量细小裂缝;RPC高度对于RPC-NC结合梁裂缝出现及稳定发展阶段影响很小,进入失稳扩展阶段后随着RPC高度的增加,RPC-NC结合梁裂缝宽度增长速率降低;纯NC梁裂缝进入稳定扩展阶段后的扩展速率和裂缝最大宽度都明显高于RPC-NC结合梁;在铁路规范中引入结合梁裂缝修正系数后,能合理计算RPC-NC结合梁短期裂缝宽度。     

鄂东长江公路大桥桥塔关键部位混凝土耐久性研究

鄂东长江公路大桥主桥为主跨926m的混合梁斜拉桥,桥塔采用“凤翎”式结构.为确保大桥100年的全寿命周期,对桥塔关键部位混凝土耐久性设计进行研究.通过优化桥塔构造、优化混凝土原材料配合比、在施工过程中对水化热进行控制、对施工顺序及间隔时间进行合理安排,有效地控制桥塔混凝土裂缝,为大桥运营期间的良好耐久性提供了保障.     

隧道内连续配筋混凝土路面早期裂缝发展研究

对隧道内CRCP从铺筑至7d龄期的裂缝长度、宽度和间距进行调查,结合早期温度场、应力场的分布,得到了隧道内CRCP早期裂缝的发展规律及影响因素.研究表明:混凝土铺筑后的前4d,尤其是前2d,内部温度明显高于气温,应力呈显著上升趋势,85％的早期开裂出现在这一阶段;水泥水化、早期干缩是混凝土内部温度、应力上升的主要因素;使用低热水泥、降低单位用水量、提高混凝土的均匀性可以有效地控制裂缝长度、宽度和间距.     

基于无单元伽辽金法的混凝土梁裂缝分析

混凝土材料的断裂过程具有非线性断裂特性,而无网格方法由于不需要单元网格,非常适用于分析非均匀材料的断裂问题。混凝土梁裂缝扩展分析利用无网格方法可以非常方便地调整节点分布的特点,通过增加裂缝节点和裂面边界的方法加以模拟。通过算例表明,利用无单元伽辽金法,可以较准确地分析混凝土宏观裂缝的产生、扩展以及裂缝宽度变化。     

钢筋混凝土锈胀裂缝宽度扩展的试验研究

试验研究了钢筋直径、混凝土强度等级、保护层厚度、腐蚀电流、钢筋位置和钢筋类型等因素影响下钢筋混凝土锈胀裂缝扩展规律。结果表明,锈胀裂缝随时间呈线性增大趋势,通过对试验数据的分析提出了锈胀裂缝宽度预测的经验公式。     

连续配筋混凝土路面裂缝发展规律浅析

裂缝是混凝土路面的薄弱点,而裂缝宽度和间距是评价的直观指标。以耒宜高速公路为依托,对新、旧连续配筋混凝土路面进行裂缝调查,对裂缝形态、裂缝宽度、裂缝间距3个方面进行了分析、评价,并提出裂缝间距、宽度与龄期的关系,以供读者参考。     

斜拉桥H形混凝土桥塔横桥向地震破坏模式研究

为研究斜拉桥不同方案的H形混凝土桥塔在横桥向地震作用下的破坏模式,以某双塔斜拉桥(桥塔采用H形钢筋混凝土塔)为背景,设计制作2个缩尺比为1/20的全桥模型(桥塔分别采用强柱弱梁和强梁弱柱方案)进行振动台试验,观测桥塔破坏过程,测量桥塔基本周期变化及桥塔加速度和位移响应。结果表明:随着地震激励强度的增强,强梁弱柱设计的桥塔经历弹性阶段、裂缝开展阶段、塔柱保护层混凝土剥落及塔柱混凝土压碎4个阶段,且桥塔破坏时塔顶残余位移较小;与强柱弱梁设计相比,强梁弱柱设计的桥塔可以更好地控制塑性发展位置,并充分发挥桥塔塔柱的非线性耗能能力,减小桥塔下部基础的抗震需求。     

聚丙烯纤维自密实混凝土弯曲疲劳试验裂缝发展规律研究

本文主要对不同聚丙烯纤维掺量的自密实钢筋混凝土梁在不同疲劳应力水平作用下的裂缝发展规律进行了弯曲疲劳试验研究,研究结果表明:聚丙烯纤维能在一定程度上抑制混凝土裂缝的扩展。同一疲劳应力水平作用下,随着聚丙烯纤维掺量的调高,试验梁的裂缝宽度及裂缝长度相应变小,但裂缝宽度及长度变化规律图与其增量变化规律图基本相似,且不同聚丙烯纤维掺量的自密实混凝土梁裂缝发展规律相近。相同聚丙烯纤维掺量的试验梁,作用的疲劳应力水平越高,其裂缝宽度及长度增长速度越快;同一疲劳应力水平作用,聚丙烯纤维掺量越大的试验梁,其裂缝宽度及长度增长速度越慢。     

斜拉桥曲线形钻石桥塔抗裂设计研究

为了减小斜拉桥曲线形钻石桥塔在施工阶段和运营阶段的拉应力,防止混凝土桥塔出现开裂病害,以主跨480m的宜宾盐坪坝长江大桥为例,开展桥塔抗裂设计技术研究。采用MIDAS Civil程序建立全桥空间有限元模型,计算桥塔在施工阶段和成桥运营状态下的内力,研究桥塔竖向预应力、斜拉索横向偏心布置、塔柱临时横撑及对拉、环向预应力等措施对桥塔应力的改善作用,以及桥塔混凝土掺加钢纤维对材料强度的提升效果。结果表明:曲线形钻石桥塔受力复杂,在塔柱受拉区设竖向预应力是有效的抗裂措施;斜拉索适当向曲线外侧横向偏心布置可减小塔柱横向弯矩;临时横撑及对拉既可减小施工期塔柱拉应力,又可改善塔柱成桥状态的应力;环向预应力为塔柱水平方向提供一定压应力储备;桥塔混凝土中掺加少量钢纤维对强度提升作用不大,可减小桥塔表面非受力裂缝。     

钢筋混凝土构件裂缝宽度计算的修正方法及其实桥试验研究

针时各国规范对混凝土构件的裂缝宽度计算方法纷繁复杂及对闭口箱型构件的裂缝宽度计算仍无章可循的局面,基于不同的裂缝宽度计算理论,对比分析了各国混凝土设计规范中关于开口截面裂缝宽度计算公式的参数;结合实际工程的典型钢筋混凝土箱梁桥,分别按各国混凝土设计规范的计算公式预测其裂缝宽度,并与箱梁桥的裂缝实测值进行比对,分析结果差...     

目录

为深化对钢管混凝土桥塔的认识,推动钢管混凝土结构在缆索承重桥梁桥塔中的应用,首先对钢管混凝土桥塔的工程应用情况及其一般构造进行了梳理,讨论了目前钢管混凝土桥塔设计中存在的主要问题,从构造简单、施工高效的角度对现有钢管混凝土桥塔构造进行了优化。而后对钢管混凝土桥塔钢壁板的局部屈曲性能及塔柱的力学性能研究进展进行了评述,并给出了推荐的设计方法。最后通过与传统钢筋混凝土桥塔和钢桥塔的对比,分析了钢管混凝土桥塔的技术特点和经济性。结果表明:由于对钢与混凝土共同承载机理认识不够深入、受混凝土单侧约束钢板的局部屈曲理论研究相对薄弱、钢混界面传力性能不明确等问题,导致目前钢管混凝土桥塔的构造过于复杂,施工高效性较差;构造优化后的PBL加劲型钢管混凝土桥塔的加劲构造、钢混连接构造更加简洁,钢壁板对混凝土的约束效应更强,无需配筋设计,能够节约用钢量、简化钢结构制造流程及现场安装工序,提高桥塔的工业化制造及装配化施工水平;考虑局部屈曲影响的加劲钢壁板构造设计方法和钢管混凝土桥塔承载力计算方法更加安全、合理;钢管混凝土桥塔具有设计灵活性、施工高效性和承灾高韧性,建设成本及养护成本远低于钢桥塔,在经济性上与传统钢筋混凝土桥塔可展开竞争,具有广阔的应用前景。     

轨枕埋入式无砟轨道UF500纤维混凝土限制裂纹宽度试验结果

轨枕埋入式无砟轨道道床板采用现浇混凝土,为保证道床的耐久性,国内外对混凝土裂缝的最大宽度均有严格限制规定。以武广客运专线武汉工程试验段RHEDA2000无砟轨道系统为试验对象,进行了UF500纤维混凝土限制裂纹宽度试验,探讨应用新型材料提高道床板混凝土的抗裂性能、限制裂缝宽度的新途径,其结果证实,采用UF500纤维混凝土能够达到限制裂缝宽度的目的。     

高强混凝土梁在疲劳荷载作用下的裂缝宽度计算

为了分析讨论高强混凝土梁在疲劳荷载作用下裂缝变化的一般规律和特点,通过9根配有新Ⅲ级钢筋的高强混凝土梁的等幅疲劳荷载试验,研究了影响高强混凝土梁疲劳裂缝宽度的主要因素,并根据初始裂缝宽度和受压区混凝土应变增长系数建立了疲劳荷载作用下高强混凝土梁的裂缝宽度计算公式。最后,将计算结果与试验结果进行了对比分析,分析表明:该计算公式可以准确地预测高强混凝土梁从初期裂缝开展直至破坏的裂缝宽度发展规律,可为高强混凝土梁的设计提供一定的参考。     

宜昌庙嘴长江大桥大江桥桥塔实心段混凝土温度控制技术

宜昌庙嘴长江大桥大江桥为(250+838+215)m悬索桥,桥塔为C50钢筋混凝土框架结构,塔柱根部5m范围实心段为大体积混凝土结构。为避免桥塔施工期间出现早期裂纹,确保混凝土施工质量,对桥塔实心段混凝土进行温度控制。采用有限元软件建立承台及塔座、塔柱实心段结构有限元模型,计算大体积混凝土施工和养护过程中的温度场和应力场,依据计算结果,在施工方案中拟定温度控制指标值,确定温度控制措施及控制方案;在施工过程中,根据温度监测的实测结果,调整、完善温控方案。控制结果表明:采取的温控措施有效降低了混凝土养护过程中内部及其表面的温度应力,避免了施工期间出现早期裂纹的风险,确保了混凝土施工质量。     

连续配筋混凝土路面裂缝的发展规律分析

连续配筋混凝土路面(CRCP)作为一种特殊混凝土路面,主要为了提高路用性能和防治各种病害。其薄弱面为裂缝位置,而对裂缝评价的直观指标为裂缝间距和宽度。以不同配筋率的两段CRCP为依托进行长期观测,分析归纳了CRCP路面的裂缝形态、宽度以及间距的发展规律,并对裂缝间距以及宽度的优劣进行了评定。此外还提出了裂缝间距与宽度与配筋率及龄期的关系。