简支变连续预应力混凝土梁桥徐变效应研究

为研究简支变连续预应力混凝土梁桥的徐变效应,以《交通部通用设计图》(2008版)中的30 m预制T梁为算例,采用MIDAS Civil建立有限元仿真模型,分析徐变对30 m简支变连续T梁桥的影响。在此基础上,研究其跨径、徐变计算模型、梁体截面形式、一联孔数对徐变效应的影响。结果表明:徐变对简支变连续梁桥负弯矩区受力有利,但不利于正弯矩区受力;徐变计算模型不会影响徐变效应变化趋势,仅会改变其大小和发生时间;T梁桥与小箱梁桥的徐变效应具有不同变化规律; 30 m T梁4～6孔一联各截面产生的徐变效应较为接近,而3孔一联的徐变效应与前三者相差最大约40%。     

变温度环境下混凝土的三维收缩徐变效应

为准确分析混凝土的收缩徐变效应,基于收缩徐变的三维特性,对自然变温度环境下的混凝土收缩徐变效应进行了分析,建立了变温环境下混凝土三维收缩徐变效应的力学模型,并结合有限元分析软件ABAQUS开发了相应的计算程序,随后通过两个算例验证了方法的可行性与结果的可靠性. 研究结果表明:对于长期下挠和混凝土应变,模型计算值最大误差分别为8.2%和 –7.1%;模型能够很好地体现温度对徐变应变的影响,总体变化趋势与实测值较为一致,最大误差为 –20.5%,随着龄期增长误差越来越小,最终值误差为6.4%.      

自然环境混凝土徐变试验和预测模型研究

为准确预测实际工程结构混凝土徐变的发展规律,在反映恒温、恒湿条件下混凝土徐变性能的基准徐变系数基础上,引入温度、湿度徐变系数,建立了预测实际环境温、湿度条件下混凝土徐变的组合徐变模型.借鉴徐变计算理论,提出了由环境温度变化引起的混凝土附加徐变的实用计算方法.研究结果表明:自然环境中随时间变化的温、湿度导致现行徐变模型的预测结果与实际的徐变变形存在显著差异,其引起的混凝土附加徐变随季节更替而产生周期性增减交替变化;组合徐变模型给出的结果与试验结果最大相对偏差为6%,与试验结果最为接近的现行徐变模型相比,减小了7%.      

整体式桥台桥梁设计与实践的发展现状

整体式桥台桥梁的上部结构与桥台浇筑成整体并由单排桩支承。温度引起的伸缩及混凝土的徐变和收缩导致桩中产生弯曲应力。至今,该类桥梁还没有统一的设计标准,仅有少数可供参考的设计和施工准则。回顾了现行整体式桥台桥梁的设计和施工实践。通常认为重要的设计参数是混凝土桥面板的温度、徐变和收缩效应,土层的变化及桩一土的共同作用。对桩的参数分析考虑了预钻孔的影响、预钻孔中填料的类型、地下水位、土的类型及桩的朝向。研究结果将有助于整体式桥台桥梁桩基的选择和设计。     

基于徐变试验的斜拉桥有限元分析

结合荆州长江大桥工程实例,探讨了高性能混凝土的徐变试验与斜拉桥施工阶段的分析方法。通过建立有限元分析模型,分析了混凝土徐变对主梁应力状态的影响,将斜拉桥按照CEB-FIP MC90、ACI209(92)与用户定义3种徐变预测模型计算出的数据与实际监测的数据进行对比分析,结果表明:按照CEB-FIP预测模型计算的徐变偏大,采用ACI与用户定义预测模型计算得到的应力与实际监测结果差别不大。     

基于混凝土细观结构的徐变逐步分析

分析了已有的混凝土徐变计算方法,提出了一种新的徐变计算方法,该方法分离了以骨料为主的弹性和以砂浆基质为主的滞弹性;采用了Kelvin链来模拟黏弹性并表现了混凝土的老化作用和滞后效应的时间;引入滞后效应时间比例因子考虑时间对混凝土滞后效应的响应速度。实例分析结果表明:混凝土结构变化过程受其滞弹性影响较大而最终状态几乎不受影响,时间比例因子在结构卸载或反复荷载的作用下对混凝土材料的特性影响明显。     

考虑几何非线性及施工的钢管混凝土拱桥徐变

为研究大跨度钢管混凝土拱桥的徐变行为,基于混凝土徐变的B3模型,采用结构徐变效应分析的龄期调整有效模量法,建立了结构徐变的有限元分析模型.在此基础上,基于协同转动法考虑大跨度结构的几何非线性;利用生死单元技术模拟拱桥的分阶段施工过程;最后结合某大跨度中承式钢管混凝土拱桥,分析了考虑几何非线性和施工过程的徐变效应.数值分析表明:考虑这两个因素后拱肋挠度、钢管应力的变化在10%以内,而拱肋混凝土应力的变化可达50%;在分析大跨度钢管混凝土拱桥的徐变效应时,必须考虑几何非线性及施工过程与徐变的耦合作用.      

隧道型钢钢架初期支护安全性评价

针对施工期隧道型钢钢架喷混凝土支护,建立了以位移为基础的安全性评价方法.介绍了根据喷混凝土徐变试验得到的修正的GL2000徐变模型,给出了徐变引起的支护轴向伸缩变形和曲率改变的计算公式.导出了基于测量位移并考虑徐变影响的支护内力的计算公式,给出了支护结构截面失效的功能函数.最后,对武广铁路某隧道工程进行了实例分析.计算结果表明:评价结果能够正确反映隧道的实际安全状态,可靠指标的数值与我国现行规范的规定一致;徐变使喷层产生松弛,可靠指标增大,但其增大幅度比素喷混凝土和格栅钢架喷混凝土时小.      

混凝土收缩徐变对铁路高墩大跨连续刚构桥的影响研究

以某一铁路高墩大跨连续刚构桥为例,利用空间有限元计算软件MIDAS/Civil建立了该桥仿真模型,对该桥考虑收缩徐变和不考虑收缩徐变的内力、挠度等进行了对比研究,得出了收缩徐变对铁路高墩大跨连续刚构桥的影响规律,该规律可为该类型桥梁的施工控制和结构分析提供借鉴。     

混凝土徐变对钢管拱桥受力性能的影响

为了解钢管拱桥结构核心混凝土的徐变特性及变化规律,以主跨为30m+80m+30m的某大桥为工程背景,通过对比选择最为适宜的徐变预测模型方程,并建立全桥有限元分析模型,对钢管拱桥核心混凝土进行精细化分析,通过分析该桥十年以内的混凝土徐变效应,分别对比了其核心混凝土和钢管应力变化,研究结果为该钢管拱桥设计、施工与养护等关键技术提供理论依据,为同类拱桥结构提供参考借鉴。