某码头胸墙浇筑混凝土侧压力研究

随着工程建设规模的不断扩大,施工中的大体积混凝土施工涨模问题日显突出。涨模作为长期困扰大体积混凝土的难题,造成了巨大的经济损失和严重的社会影响。混凝土浇筑过程中侧压力监测对决定适当的浇筑速度及确定什么时候模板承受的压力最大起着很重要的作用。采用埋设土压力盒方式监测浇筑至3d龄期期间混凝土侧压力值,侧压力减退的数值是混凝土从液化状态逐渐凝结直至终凝所损失的侧压力。通过分析得出侧压力在初凝期内随浇筑层数增加而增大,终凝后浇筑层数增加侧压力值不再增加。混凝土侧压力最大值出现在第二层浇筑时,随后其值随着时间增加而减小。     

现浇混凝土模板侧压力研究

通过在某桥墩模板内侧埋设压力盒进行墩身混凝土的侧压力监测,发现随着混凝土的浇注,对应测点压力迅速上升,达到峰值后减小,然后保持不变;各测点形成最大侧压力耗时7.6～12.8h;实测最大侧压力为规范计算值的1.01～2.2倍。结合实测数据,在分析国内、外有关侧压力计算公式之后,偏于安全考虑,建议修订公路规范中模板侧压力计算公式。     

大角度倾斜桥塔爬模施工分析

无背索斜拉桥多采用大倾角斜桥塔,使用爬模施工时存在仰面受力过大,成品直塔爬模施工系统存在无法直接使用的问题,以某无背索斜拉桥桥塔施工为例,提出将传统液压爬模模板横背楞处与劲性骨架增设拉杆拉结,并利用混凝土凝结过程侧压力减小特性,以小时距分次间断浇筑混凝土的施工方法,即“1次立模,2层浇筑”工艺,对此施工工艺以及将液压爬模模板横背楞处与劲性骨架拉结的构造方式进行计算分析。结果表明,劲性骨架能有效分担爬架仰面压力,爬架及模板背楞的受力与变形均满足规范要求。施工过程中实现了较大的塔柱分段浇筑高度,解决了斜塔爬模施工时存在的受力安全问题,且能缩短工期,降低工费。     

公铁两用斜拉桥斜桁平行四边形闭口截面弦杆受力机理研究

在轴向压力和弯矩作用下,平行四边形闭口截面薄壁杆件的受力机理不明确,为确保该种结构的安全可靠性,指导结构设计,以某公铁两用大桥斜主桁的弦杆为原型,建立0°、5°、10°、14.036°、20°、25°6种腹板倾角的杆件有限元模型,计算轴向压力、弯矩作用下杆件横截面的正应力;制作1∶2.4缩尺模型,进行静力试验,测试杆件横截面的正应力,并将实测值与计算值进行对比。结果表明:轴向压力作用下,杆件横截面的正应力分布均匀,腹板倾角对正应力分布的影响非常小;弯矩作用下,随着倾角的增加,杆件横截面的正应力不均匀程度加剧,钝角角点正应力绝对值增加,锐角角点正应力绝对值减小,各角点正应力有限元计算值和理论计算值吻合较好;轴向压力和弯矩单独作用下,随着倾角的增加,杆件的弹性稳定系数降低;杆件横截面的正应力实测值和计算值吻合较好,说明计算值可作为设计依据。     

墩身混凝土侧压力理论计算与现场测试结果分析

通过对某桥185号墩身混凝土侧压力的现场测试,发现实测混凝土最大侧压力约为按照公路规范理论计算值的2.8倍.在分析国内、外有关混凝土侧压力计算公式后,建议高墩采用泵送高性能混凝土一次灌注到顶时,为防止出现墩身"爆模"事故,墩身混凝土侧压力标准值取值中应偏于安全地将混凝土初凝时间内的灌注高度按静水压力公式进行计算;模板设计时应考虑截面几何形状的影响.并且,在施工过程中,除加强对墩身拉杆、螺栓连接和焊缝进行检查外,还应将混凝土的初凝时间、灌注速度、坍落度等严格控制在计算限定的范围内.对于高性能混凝土侧压力计算公式,应进行更多的试验和研究.     

大斜度塔斜拉桥塔柱施工受力分析

结合某大斜度不对称双斜塔斜拉桥施工,运用有限元方法,分析在塔间索初张索力不变的情况下,塔间索张拉与相应塔柱砼浇筑施工工序改变时塔柱内的应力分布情况。结果表明,由于塔柱斜度过大,当塔间索张拉时间滞后于相应塔柱砼浇筑时,在塔间索以上悬臂段砼自重作用下,塔柱倾斜向背面会出现较大拉应力;可通过调整施工工序减小塔柱内拉应力。     

斜拉桥主塔中下塔柱连接段水化热温度-应力场分析

某斜拉桥主塔中下塔柱连接段实体段与下横梁同时浇注,总体尺寸为长52 m,宽12 m,总高10 m,混凝土设计标号C50,采用水平分两次浇注。由于结构尺寸大、混凝土标号高,混凝土浇筑后的水化热引起的温度应力应引起重视,以避免较大的温度应力产生裂缝;为此,对整个连接段进行了大体积混凝土温度场及应力场仿真计算,分析了温度场的作用规律及结构可能产生温度裂缝的部位,根据计算结果制定了合理的保温和温控措施。现场实测的温度分布值与理论计算值十分接近,结构表面无明显裂缝,验证了理论计算模型、计算方法与温控措施的正确性,可为同类型工程提供参考。     

基于桥梁不同走向及墩身截面形式的薄壁高墩日照温度效应分析

桥梁受到日照温度作用时,结构的内外表面形成较大温差,从而产生温度应力。为研究薄壁高墩的日照温度效应,对两座不同走向不同墩身截面形式的薄壁高墩桥梁进行了温度场测试,得出了不同薄壁截面形式的高墩温度场分布规律,拟合出温度场计算公式,揭示了桥梁走向对薄壁高墩日照温度效应的影响。结果表明:混凝土薄壁高墩的温度应力与桥梁的走向呈周期性变化,在0°~90°范围内,墩身纵桥向和竖向的温度应力随桥梁中轴线方位角的增大而增大;而横桥向的温度应力,在0°~45°范围内,随桥梁中轴线方位角的增大而增加,45°左右达到峰值,45°~90°后随之下降。     

斜拉桥塔柱水化热温度应力分析

根据热传导有限单元法原理,采用热-应力耦合的方法对混凝土浇筑水化热引起的斜拉桥空心塔柱的温度效应进行分析,运用ANSYS进行仿真分析,得到温度场分布特点以及温度应力的发展规律,为控制施工中的水化热温度裂缝提供了理论依据以及防止开裂措施。     

基于拟动力方法的地震条件下挡土墙主动土压力研究

为了研究地震条件下挡土墙的主动土压力,基于传统的滑楔体极限平衡理论,采用拟动力方法,得到了地震条件下主动土压力的计算公式以及临界破裂角的解析解.主动土压力的计算公式考虑了地震力、挡土墙后填土的内摩擦角和粘聚力、挡土墙与后填土之间的摩擦角和粘聚力、挡土墙的倾角以及超载角等影响因素,并分析了这些因素对临界破裂角和地震主动土压力系数的影响.研究结果表明,当不考虑土体放大系数和挡土墙后填土的粘聚力的影响时,临界破裂角小于Mononobe-Okabe方法计算出的破裂角;临界破裂角随着土体放大系数的增大而减小;地震主动土压力系数随着地震系数、挡土墙倾角或者超载角的增大而增大,随着挡土墙后填土的内摩擦角或者土体放大系数的增大而减小,随着挡土墙与后填土之间的摩擦角的增大表现为先减小后增大.     

桥梁墩柱浇筑高度与模板侧压力影响分析

随着城市高架、多层互通式立交、城际高铁等工程的大规模建设,10 m以上的桥梁高墩柱结构大量出现。对此,详细分析了影响模板侧压力的因素,并介绍了模板新浇混凝土时侧压力的计算和演变,经比较国内外新浇混凝土侧压力计算值修正情况,提出桥梁高墩柱新浇混凝土侧压力计算值的修正方法。该成果可为类似的工程施工作业提供有价值的参考。     

高丽营隧道围岩压力有限元-上限法计算方法研究

为研究浅埋隧道围岩压力的计算方法，依托高丽营隧道工程，采用有限元软件建模分析，并基于剪切应变判定准则得到浅埋隧道的失稳破坏形态。然后构建塑性极限分析上限法破坏模式和速度场，建立浅埋隧道围岩压力计算方法，对岩土体非线性破坏准则对浅埋隧道围岩压力的影响规律进行探讨。研究结果表明： 1）无论是基于线性还是非线性破坏准则，侧压力系数的取值对计算结果均有很大影响，侧压力系数的增大，会引起竖向围岩压力的减小和水平围岩压力的增加； 2）围岩压力随非线性系数的增加而逐渐减小。     

南洞庭湖特大桥塔座及首节塔柱温控技术分析

为研究南洞庭湖特大桥塔座及首节塔柱大体积混凝土在浇筑过程中的温度应力水平,采用有限元仿真软件建立模型,分析现场浇筑情况下大体积混凝土温度及温度应力随龄期的变化情况,对比混凝土中有无设置冷却水管对大体积混凝土温控的重要影响。     

考虑界面滑移的剪力钉群等效抗剪刚度研究

针对现有剪力钉抗剪刚度研究中较少考虑混凝土界面滑移,未能体现实际变形的问题,以单塔双索面自锚式悬索桥——朝元门桥为背景,考虑界面滑移,建立了混凝土塔柱与钢结构装饰塔柱间剪力钉群结构有限元模型,并推导出剪力钉群等效剪切刚度简化计算公式。结果表明:有限元计算能模拟钢和混凝土结构界面滑移,群钉抗剪刚度随着滑移的增大逐渐变小;借用板的有效工作宽度计算方法,确定剪力钉群构件中混凝土参与变形的面积,建立的剪力钉群剪切刚度计算公式主要与剪力钉的尺寸和布置等参数有关;推导公式计算值与试验结果、数值分析计算值、实测值一致。     

斜拉悬索体系桥混合拱形塔柱受力分析研究

东苕溪大桥的主塔为双向倾斜混合拱形塔柱,上部钢结构与下部混凝土结构间通过结合部实现刚度过渡和内力的传递,构造及受力复杂。选取包括承台在内的半个主塔结构,建立考虑钢与混凝土之间相对滑移和接触的精细化实体-板壳有限元计算模型,分析塔柱线形和连接件布置等调整时对结合部受力性能的影响。通过合理化设计,结合部混凝土应力分布均匀,刚度过渡平稳,塔柱受力性能得到改善。     

变截面空心薄壁高墩悬臂爬模施工技术以及控制分析

以两溪河大桥为工程背景,根据现场地形条件复杂,在对滑模、爬模、翻模施工方法进行技术、经济综合分析后,同时结合空心薄壁墩的施工特点和施工工期要求,经比选确定大桥左右幅21#、22#主墩采用液压爬模施工,其余高墩采用翻升模板施工。混凝土作用于模板的侧压力,当浇筑高度而增加,达到某一临界时,侧压力就不再增加,分别取荷载分项系数1.2和1.4,则作用于模板的总荷载设计值为63.5 k N/m2。通过理论和实践分析,节段施工时间、机具长度及钢筋配料后,将每个施工浇筑层确定为4.5 m;翻升模板考虑塔吊起重能力,同时面板、木梁、槽钢背楞的组合挠度满足施工对模板质量的要求与得出相应结论。     

不同应力场下软弱围岩公路隧道的力学特征试验

运用自行研制的用于地质力学模型试验的隧道开挖工具,系统地开展了基于先加载后开洞思路的不同应力场公路隧道模型试验,研究了开挖对不同应力场公路隧道围岩应力分布的影响,分析了不同初始应力场公路隧道结构的受力特点.试验结果表明:隧道开挖后,不同应力场洞周各部位径向压力松弛程度不同;施作衬砌之后,不同应力场洞周各部位径向压力回升程度也不同;除在拱顶、拱底方向围岩与衬砌接触压力随着侧压力系数的增大而略有减小外,其他各方向均随侧压力系数的增大而增大,且影响较明显;应力场对衬砌结构切向应力影响也很大.     

用于气体燃料的定容燃烧系统的开发与试验

开发了1种用于研究气体燃料燃烧特性的定容燃烧装置。该装置主要由燃烧弹本体、进排气、温控、压力采集、高速摄影及同步控制等系统组成。在该装置上进行了甲烷—空气混合气的燃烧试验,研究了混合气的初始压力、初始温度及当量比对燃烧压力的影响。结果表明:相同初始压力下,燃烧压力及压力峰值随初始温度的升高而降低,压力升高率有所增大;相同初始温度下,整个燃烧过程中的压力随初始压力升高而增大,压力升高率基本不随初始压力变化;随着的增加,燃烧压力峰值和压力升高率先增加后减小,并在φ=1.0时取得最大值,同时,燃烧压力出现峰值所用的时间随的增加先减少后增加,在φ=1.0时取得最小值。     

流态混凝土压力荷载传递与移动模架结构强度影响研究

移动模架是一种用于混凝土桥梁现浇成桥的大型施工设备,针对混凝土浇筑过程中流动混凝土对外模板的侧向面压力进行了分析,研究其对移动模架整体结构强度、刚度和稳定性的影响。利用有限元分析软件ANSYS分别建立了移动模架外模板系统和主梁支撑系统的空间有限元模型,采用施加面压力方式模拟流动混凝土对外模板的作用力,分析得出主梁和横梁承受外模板的载荷值,将其作为主梁支撑系统有限元模型的载荷边界条件,分析了模板侧压力对主梁强度、刚度和稳定性的影响。结果表明:流态混凝土会对单侧主梁产生5 103 k N的总侧向附加载荷,由于端模板约束作用,荷载峰值出现在主梁跨中区段;侧向附加载荷会使主梁箱体内部横隔板局部应力增大,最大线弹性应力增幅达到257 MPa;侧向附加荷载在主梁横截面内产生扭矩,改变了腹板区剪应力状态和屈曲失稳位置,降低了主梁外侧腹板的屈曲稳定性。     

节理岩体边坡稳定性的锚杆支护影响分析

采用数值计算方法,建立了节理边坡的计算模型,探讨了结构面厚度对于节理边坡稳定性的影响,以及锚杆长度、倾角、间距与边坡安全系数的关系,得到:(1)随着结构面厚度的增大,安全系数先减小后增大。(2)锚杆长度的增加会引起边坡安全系数的增大;当锚杆长度增加到一定程度后,继续增加将无法提高安全系数。(3)随着锚杆长度的增加,边坡的破坏区域逐渐增大;继续增加锚杆长度,使锚杆整体长度超过结构面,边坡整体从沿结构面滑动转化为沿内部岩体发生滑动。(4)边坡安全系数随锚杆倾角的增大呈现先增大后减小的趋势;锚杆长度越长边坡整体安全系数对于锚杆倾角的灵敏度越大。(5)锚杆间距越大,边坡安全系数越小,二者呈现显著的非线性特征。