轴心受压粉煤灰混凝土构件徐变系数研究

为了研究粉煤灰混凝土构件在轴向压应力作用下的徐变效应,自制了试验加载装置,对不同质量分数(掺量)粉煤灰混凝土徐变开展了试验研究。根据徐变B3模型的特点,考虑粉煤灰掺量、水胶比等参数,利用试验结果修正了混凝土徐变B3模型。此外,针对中国现行桥梁设计规范中混凝土名义徐变系数未考虑粉煤灰参数影响的事实,在试验研究粉煤灰掺量对不同龄期混凝土抗压强度影响的基础上,结合各国已有徐变试验数据,对中国现行桥梁设计规范中混凝土名义徐变系数计算公式进行了修正。结果表明:当粉煤灰掺量分别为0,15%和30%,经养护至28d加载时,混凝土徐变随粉煤灰掺量的增大而减小;经修正后的规范徐变系数计算模型可提高粉煤灰混凝土徐变的预测精度。     

基于收缩徐变短期试验结果的高性能粉煤灰混凝土桥梁长期效应预测

以8根不同掺量的高性能粉煤灰混凝土无黏结预应力梁的收缩徐变试验为基础,提出了从混凝土模型梁短期试验值推算相应混凝土梁在该桥梁工作环境下收缩应变及徐变系数的方法,进而得出桥梁的徐变长期效应计算式;结合桥梁规范JTG D62-2004中收缩模型与徐变模型的思想,得出计算混凝土桥梁收缩应变及徐变系数的修正公式.该公式预测值与试验结果的比较表明:预测值具有较好的精度,且该预测方法不需做材料的收缩徐变试验,亦避免了从标准环境下用试验值推算桥梁工作环境下收缩徐变可能产生的误差.     

基于苏通大桥混凝土短期试验结果的徐变预测模型修正

为提高混凝土长期徐变预测精度,通过对不同加载龄期的苏通大桥用3组高强混凝土进行徐变试验,根据1个月内的试验结果,采用不同方法对ACI 209R,CEB-FIP 1990和B3徐变预测模型分别进行修正,通过比较变异系数及1年徐变试验结果,分析不同修正后模型的预测精度,结果表明,对于苏通大桥用高强混凝土,修正B3徐变模型具有最高的预测精度。     

室内环境下UHPC的收缩徐变试验和预测

为明确室内环境下普通及补偿收缩超高性能混凝土（UHPC）的收缩徐变特征，分别对这2种超高性能混凝土进行持续1 080 d的力学、收缩和徐变性能测试，分析了补偿收缩组分对超高性能混凝土性能的影响规律。基于收缩和徐变的试验结果，分析了国内外3种不同规范公式对室内环境下超高性能混凝土收缩徐变预测的适用性，并引入相应的修正系数对既有收缩徐变模型进行修正，使之适用于补偿收缩超高性能混凝土的收缩徐变预测。结果表明：①补偿收缩组分的加入对超高性能混凝土的力学性能有负面影响，使立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和弹性模量分别降低4.3%、5.1%和4.2%。②UHPC棱柱体抗压强度和弹性模量与立方体抗压强度间存在良好的统计关系，且该统计关系受配合比和龄期的影响较小。③补偿收缩组分能有效抑制超高性能混凝土的收缩，使收缩降低28.9%，但对徐变有负面影响，使徐变应变、徐变系数和徐变度分别增加13.3%、9.3%和15.8%。④DBJ43/T325—2017的收缩、徐变模型对室内环境下普通超高性能混凝土的收缩徐变均给予较好的预测，预测误差分别在4%和6%以内；SIA 2052—2016仅有收缩模型的预测结果与实测结果较好地吻合；引入收缩和徐变修正系数后的修正模型能分别对补偿收缩超高性能混凝土的收缩和徐变予以较好地预测，预测误差也分别在4%和6%以内。     

钢管微膨胀混凝土轴压短柱长期变形研究

针对钢管混凝土拱桥中普遍采用的钢管微膨胀高性能混凝土,考虑轴压比、加载龄期等因素的影响,进行了圆钢管微膨胀混凝土轴心受压短柱的长期变形试验研究。采用逐步积分法,将5种不同混凝土收缩、徐变模型进行适当修正,应用于钢管微膨胀混凝土轴心受压短柱的长期变形分析,并将分析结果与试验结果进行对比。分析了含钢率、加载龄期、持荷时间、混凝土强度等因素对钢管微膨胀混凝土构件长期静力性能的影响。研究结果表明:修正后的EC2,MC90及AFREM模型在分析加载龄期不超过28d的钢管微膨胀混凝土构件在轴向荷载作用下的长期变形性能时具有较高的精度;核心混凝土时效作用对钢管微膨胀混凝土构件长期静力响应的影响显著。     

部分预应力混凝土梁刚度的试验研究

在对52片模型梁静载试验结果的分析以及对现行国内外规范的刚度公式进行计算比较的基础上，进一步通过两片足尺试验梁试验和实桥荷载试验印证，证明用直线双线性法和有效惯性矩法计算部分预应力混凝土桥梁的刚度是适宜的。经过统计分析，得出现行公路桥梁设计规范公式的保证率为95%。对有效惯性矩的计算公式提出了建议。     

混凝土桥梁收缩徐变计算的有限元方法与应用

将桥梁规范附录四中给出的混凝土徐变系数表达式用指数函数进行拟合,从而得到了徐变计算的递推公式。利用混凝土收缩应变规律推导出由收缩应变增量产生的单元等效结点力增量,并以此为基础,绘出了用初应变法进行节段施工混凝土桥梁的收缩徐变计算的有限元列式,编制了有限元程序。最后,以三跨等截面混凝土连续梁和长沙湘江北大桥主跨210m的混凝土斜拉桥为例进行了收缩徐变分析,且利用12年实桥现场观测结果验证了其理论分析结果。     

基于温度修正徐变模型的公路大跨连续刚构桥结构状态影响分析

现行公路桥规中未考虑自然环境温度变化对徐变系数的影响,由此可能导致理论计算结果与桥梁实际状态存在较大差异。基于此,该文以规范徐变模型为基础,引入了一种能够考虑环境温度变化的混凝土组合徐变公式,通过数学函数拟合既有温度历史数据预测环境温度随时间变化历程,提出了一种考虑温度修正项的改进型规范徐变公式。以一座主跨为182 m的公路大跨预应力混凝土连续刚构桥为背景,建立徐变模型计算桥梁施工及运营典型阶段的主梁挠度及应力状态,并与规范模型进行对比。结果表明:环境温度变化对徐变系数有较大影响,因桥址地区常年气温较高,温度修正后的徐变系数终值大于规范值;环境温度变化对主梁挠度有较大影响,考虑温度修正项后主梁挠度极大值较规范模型值增长显著,其中跨中挠度最大增幅达到67.1%,建议在进行主梁挠度分析时计入环境变温效应;两种徐变模型下主梁应力随梁长变化趋势一致,应力极大值差异小。     

桥梁混凝土收缩徐变效应时变过程综合仿真

为了分析具有复杂施工阶段的连续桥梁和组合桥梁的混凝土收缩徐变效应,考虑该效应随时间增长不断变化和相互影响,研究精确、简便和实用的混凝土收缩徐变效应时变过程综合仿真方法,以对这些复杂桥梁进行计算、设计、施工和监测,保证结构安全。采用有限元增量法作为理论基础,该理论是通过计算并叠加每一荷载增量效应来进行结构分析,如果将各荷载增量与时段相对应,就可很好地模拟混凝土结构收缩徐变效应的时变过程。采用ANSYS中的APDL语言对温度效应计算方法和金属蠕变计算准则进行二次开发,形成可同时计算桥梁混凝土收缩和徐变效应时变过程的综合有限元仿真方法。利用规范中的收缩徐变模型,模拟分析和理论计算了多工况加载混凝土柱的时变过程收缩徐变效应;利用试验徐变模型,分析了无黏结预应力粉煤灰高性能混凝土试验梁徐变效应;并比较研究了模拟与理论和模拟与试验的计算结果。结果表明:综合仿真方法计算的收缩徐变效应具有明显的阶段加载和时变过程特征,模拟结果在整个时变过程中与理论计算结果吻合很好;综合仿真方法便于与试验相结合,可充分利用试验研究成果进行分析,计算结果与试验梁实测值在整个时变过程中吻合较好。因此,综合仿真方法完全可行,便于与规范及试验研究相衔接,整个计算可由有限元软件自动完成,方法简便实用。     

长期荷载作用下混凝土徐变对连续刚构桥变形的影响分析

混凝土的徐变是引起连续刚构桥长期下挠的重要原因。文中以一座连续刚构桥为例,分析了长期荷载作用下混凝土徐变对连续刚构桥变形的影响规律,并对混凝土加载龄期,以及成桥交通开放时间等参数进行了探讨。分析结果表明,混凝土徐变对桥梁结构变形的影响是一个长期、逐渐累加的过程;如果混凝土加载龄期太小,将会导致桥梁结构长期变形显著增大;推迟成桥交通开放时间可明显减小桥梁结构的长期变形。     

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。     

混凝土徐变预测模型的对比分析

对比分析常用的5种混凝土徐变预测模型,计算不同加荷龄期、环境湿度、构件尺寸以及强度的混凝土徐变,通过分析徐变预测模型对以上各因素的敏感性,为不同条件下选择合适的混凝土徐变预测模型提供依据。     

崔家营汉江特大桥主梁合龙控制分析

汉十高铁崔家营汉江特大桥主桥为(135+2×300+135)m四跨连续刚构拱桥。为实现该桥的精确合龙,考虑混凝土收缩徐变效应、温度效应、合龙段钢束荷载作用,采用MIDAS Civil建立该桥有限元模型,并结合施工现场试顶实测数据,研究主梁合龙时桥墩墩顶偏位及对顶力,进行合龙控制。结果表明,混凝土收缩徐变效应、降温效应、合龙段钢束荷载作用对桥墩墩顶偏位的影响方向一致,叠加后对墩身受力较为不利;对顶过程实测墩顶偏位约为理论计算值70%,需对控制偏位、对顶力进行修正;考虑结构实际刚度偏大,最终对顶控制墩顶偏位取理论计算值的80%以进行合龙控制,对比可知,墩顶实测偏位与控制偏位最大偏差为3.6%,成桥线形与预期吻合较好。     

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     

混凝土徐变及其在桥梁预拱度设置中的应用

以南方某混凝土预应力刚构大桥为背景,对混凝土徐变理论以及该理论在桥梁预拱度设置中的应用进行了研究,并利用GQJS和桥梁博士软件,计算了该桥梁施工的预拱度。算例分析表明徐变对预应力混凝土连续梁桥变形的影响均不容忽视。     

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。     

徐变模式对连续梁桥预拱度计算的影响分析

混凝土徐变是混凝土连续梁桥预拱度计算的一项主要内容,该文从徐变模式出发.综合比较了国内公路新旧桥规徐变模式的差异,以某高速公路上的一座大跨连续梁桥为项目背景建立有限元模型,对不同徐变模式下的顶拱度计算结果进行对比,得到了一些结论具有一定的工程借鉴意义.     

无背索斜拉桥钢-混凝土组合脊骨主梁的关键受力分析

根据无背索斜拉桥中大悬臂钢-混凝土组合脊骨主梁的结构和受力特点,采用空间有限元法分析了混凝土桥面板徐变对组合脊骨梁内力分配的影响、钢箱梁扭转效应、组合悬臂挑梁受力及荷载横向分布、桥面板剪力滞效应等几个关键性受力问题,并利用外国规范验算了钢箱梁承压板的局部稳定性。由分析可知,混凝土徐变导致脊骨梁中钢箱梁应力增加,混凝土板应力下降;钢箱梁的扭转翘曲正应力可达到弯曲正应力的10%;大悬臂组合行车道板的横向分布计算取3片梁模型即可,且施工中采取预弯措施可防止组合挑梁的混凝土板受拉开裂;《本四桥规》中承压板容许应力计算公式约具有2.0的安全度;混凝土行车道板的剪力滞效应明显,塔梁固结处的行车道板还出现了负剪力滞现象。上述结论可为同类结构设计提供参考。     

城市高架桥之高独柱墩横向位移探讨

结合城市高架高独柱墩顶部发生横向位移这一现象,对高独柱墩顶部横向荷载产生的原因进行初步分析,并应用三维非线性屈曲分析,阐述组合荷载所引起的大变形及混凝土徐变效应与墩顶横向位移之间的关系,提出了设计、施工类似结构时应注意的事项。