高墩大跨连续刚构桥箱梁水化热研究

由于在高墩大跨连续刚构桥温度裂缝,因此笔者基于温度场热量传导理论建立有限元仿真模型进行水化热理论计算,并结合贵州某高墩大跨连续刚构桥0#块施工浇筑和养护过程中箱梁水化热温度现场监测,通过实际数据与有限元模型理论计算对比,分析箱梁混凝土水化热温度发展变化特点.     

大跨连续箱梁桥0#块高强混凝土水化热及温控措施分析

针对大跨连续梁桥箱梁0~#块施工过程中的水化热问题,基于有限元模型对冷却管通水循环的降温效果和防裂效果进行了比较分析。基于热交换平衡原理,考虑环境因素和材料特性的影响,采用Midas/FEA软件,在箱梁0~#块无冷却管通水循环模型与实测温度场数据相吻合的条件下,比较了箱梁0~#块无冷却管和冷却管通水循环计算模型的混凝土降温效果、温度应力和最小裂缝系数;通过对计算结果的分析,进一步明确了冷却管通水循环对0~#块混凝土水化热裂缝防控的有效性。结果表明:冷却管通水循环可显著地降低箱梁0~#块混凝土的温度峰值、应力峰值和表面开裂几率,为大跨连续梁桥箱梁0~#块高强混凝土施工质量控制提供了有效措施。     

某预应力混凝土箱梁桥水化热测试及分析

大跨预应力混凝土箱梁桥混凝土的水化热极可能是混凝土出现早期可见裂缝的重要因素之一。该文对某大跨预应力混凝土箱梁桥左右幅0#块在不同配合比条件下进行了水化热温度及应力测试,基于混凝土早龄期力学性能发展规律的实测结果,应用有限元软件对箱梁混凝土水化热中的箱梁温度场和应力场进行了时程分析。结果显示:水化热计算值与实测值吻合良好,过高的水化热是大体积混凝土早期开裂的主要原因之一。     

特大桥承台混凝土施工温度场和温度应力场分析研究

对于水坝、建筑及桥梁工程中的大体积混凝土结构,施工期因水化热引起的混凝土内外温差及温度应力,容易导致混凝土早期裂缝,影响结构的正常使用和安全性.因此,大体积混凝土结构施工期的温控标准和温度控制非常重要.采用大体积混凝土施工期温度场和温度应力场分析程序包进行了特大桥承台混凝土施工温度场和温度应力场计算,提出防止产生温度裂...     

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。     

苏通大桥辅桥箱梁节段水化热效应的仿真分析

结合实际工程,分析了大体积混凝土水化热是使其表面产生裂缝的主要原因之一。采用三维瞬态温度场理论,利用有限元程序ANSYS对苏通大桥连续刚构墩顶现浇块的水化热效应进行了数值模拟,分析了箱梁水化热温度场和应力场的分布规律。结果表明,水化热引起的温度应力使底板内外表面受拉,混凝土内部受压,这样的温度应力是自平衡的。水化热效应引起的早期温度应力是不容忽视的,提出了控制水化热温度及温度应力的合理建议,有一定的工程参考价值。     

大跨PC连续刚构桥正截面最小压应力储备值研究

为改善大跨PC连续刚构桥因设计阶段应力储备不足引起后期运营阶段桥梁开裂和下挠问题,通过分析大跨PC连续刚构桥结构应力状态和混凝土强度理论,提出桥梁设计阶段正截面最小压应力储备值概念,推导出桥梁在设计阶段跨中梁段应预留的正截面最小压应力储备值计算式。以3座大跨PC连续刚构桥为例,对储备值计算式的可行性进行算例验证,结果表明:正截面最小压应力储备值计算公式解与实桥有限元解的误差最大值为4.5%,满足设计要求;正截面最小压应力储备值与桥梁跨径有关,桥梁跨径越大正截面最小压应力储备值越大,跨径越小正截面最小压应力储备值越小;该计算式适用于大跨PC连续刚构桥,对其它结构体系桥梁正应力储备值应另行研究。     

连续刚构桥承台水化热有限元分析与控制

针对大跨连续刚构桥承台大体积混凝土结构施工过程中的水化热问题,利用有限元分析软件进行了模拟分析,并对承台施工过程中的水化热温度进行了细致的监测。经过分析,得出有限元的模拟计算结果与现场监测的温度变化趋势一致,与承台内部的最高温度相差约9%。计算模型中对流边界条件的选取、承台浇筑的分层方法、冷却管水流的模拟等与实际情况的差异是影响模拟精度的主要因素。通过不同测点布置形式可以得到混凝土内部的温度梯度分布,远离承台中心位置温度梯度较大,应采取良好的保温保湿措施防止温差下混凝土的开裂。施工过程采用计算、监测以及现场养护等综合技术措施,较好地避免了大体积承台混凝土施工期间温度裂缝的出现,确保了承台的施工质量。     

钢管混凝土拱桥拱肋水化热温度场和温度应力分析

常山南门溪大桥为钢管混凝土提篮拱桥,拱肋施工正处于冬季,针对该桥拱肋采用集束式钢管混凝土结构,截面混凝土所占比例较大,钢管又相对薄弱的情况,采用LUSAS通用有限元软件,分析拱肋混凝土水化热,对拱肋水化热产生的温度场及温度应力进行计算。分析表明:冬季施工拱肋混凝土水化热引起的温度梯度大,温度应力明显,在施工与监控过程中应考虑其影响。     

混凝土II型梁的水化热温度场研究

高强混凝土在大体积混凝土中应用时会产生大量的水化热,在混凝土中心位置形成一个高温带导致内外温差较大,从而使混凝土产生裂缝,因此研究在施工期的水化热温度场具有重要意义.以江西鄱阳湖大桥为工程背景,现场测试了Π型主梁浇筑过程中的大量温度数据,通过分析得到了Π型梁顶板混凝土对外界气温敏感,水化热对其影响较小;梁肋大体积混凝土在施工期由于水泥水化作用,不仅会在结构内部产生较高的温度,而且容易使混凝土表面与中心产生较大的温差,导致混凝土产生裂缝.因此,施工时应采取相应的温控措施,减小混凝土的水化热.     

承台大体积混凝土水化热及温度控制措施研究

为研究大体积混凝土水化热温度场的分布规律,了解冷却水管的具体降温效果以及相关参数对降温效果的影响,以某大跨桥梁大体积混凝土承台为工程背景,采用有限元方法建立承台实体模型,模拟混凝土水化热温度场,分析冷却水管的质量流率和初始温度等参数对混凝土水化热温度场的影响。结果表明:混凝土浇筑后的水化热温度场总体呈现出先升后降的趋势,一般浇筑后2~3d达到温度峰值;布置冷却水管后,混凝土水化热的温度峰值降低了7%~31%,混凝土内总热量减少了约50%;改变冷却水管的质量流率对水化热温度场升温阶段的影响很小,对降温阶段的影响比升温阶段有所增大;降低冷却水初始温度可以加快水化热冷却速率,实际工程中,不必将冷却水温降得过低,保持在环境温度左右即可达到良好的冷却效果。     

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。     

大体积混凝土承台冷却水效果参数分析

为研究冷却水对大体积混凝土温度场的影响和发展变化,文章以金安金沙江大桥大体积混凝承台浇筑工程为例,对其施工和养护期间水化热温度进行连续监测。根据实测水化热温度进行冷却水流速和流量控制,提出采用变速控制水冷管流速的方法。利用瞬态温度场三维有限元理论方法,应用有限元计算软件建立模型,进行水冷管参数对比分析。分析结果表明:冷却水对混凝土降温有显著效果,在水泥用量不变的情况下,合理调整水冷管流速等因素能有效控制水化热温升变化,防止有害裂缝的产生。     

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Π型梁的水化热温度场研究

高强混凝土在大体积混凝土中应用时会产生大量的水化热,在混凝土中心位置形成一个高温带导致内外温差较大,从而使混凝土产生裂缝,因此研究在施工期的水化热温度场具有重要意义。以江西鄱阳湖大桥为工程背景,现场测试了П型主梁浇筑过程中的大量温度数据,通过分析得到了П型梁顶板混凝土对外界气温敏感,水化热对其影响较小;梁肋大体积混凝土在施工期由于水泥水化作用,不仅会在结构内部产生较高的温度,而且容易使混凝土表面与中心产生较大的温差,导致混凝土产生裂缝。因此,施工时应采取相应的温控措施,减小混凝土的水化热。     

大跨PC连续刚构桥结构性能参数影响分析

目前大跨预应力混凝土(PC)连续刚构箱梁桥在运营过程中普遍存在梁体开裂和跨中下挠病害,至今无法有效解决.根据依托工程建立结构空间有限元分析模型,研究分析了纵向和竖向预应力损失、结构超重、混凝土加载龄期、跨中下挠等不利因素对大跨PC连续刚构桥工作性能和受力情况的影响,因而避免结构因上述因素而产生过量的开裂和下挠,并为完善此类桥梁的设计和施工方法提供依据.     

PC连续刚构桥运营过程中承载力影响因素研究

对PC连续刚构桥的主要病害进行归纳总结,以一座主跨98m的三跨PC连续刚构桥为工程实例,采用有限元分析的方法对PC连续刚构桥承载力影响因素进行研究,得出各个承载力影响因素对PC连续刚构桥的影响。结果表明,纵向预应力损失、跨中下挠和温度对PC连续刚构桥的承载力有着重要的影响,在PC连续刚构桥运营过程中加强对预应力损失和跨中下挠的监测,对同类桥梁的检测和加固有一定借鉴意义。     

PPF-PC连续刚构桥徐变效应分析研究

为明确聚丙烯纤维(PPF)混凝土对PC连续刚构桥徐变效应的影响，以某不等厚不等高双薄壁PC连续刚构桥为依托，利用Midas/FEA建立该桥空间实体单元数值模型，首先对比分析普通PC连续刚构桥(不含PPF)在不同徐变模型时受力和变形；随后采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)徐变分析模型，对比PPF-PC混凝土和普通PC梁桥结构由于徐变效应产生的变形和应力，分析PPF对PC结构徐变效应的影响。结果表明：JTG D62规范徐变模型与CEB-FIP徐变模型接近，ACI徐变模型最保守；PPF不改变PC连续刚构桥受力特点和力学行为，但成桥时PPF-PC连续刚构桥相比于普通PC连续刚构桥，其跨中挠度值更小，且随着时间推移，添加PPF的PC连续刚构桥更能抵抗徐变引起的挠度。     

下白石大桥箱梁悬臂施工控制技术研究

下白石大桥为145 2×260 145m的大跨度预应力混凝土连续刚构桥,大桥施工监控中根据施工量测反馈数据,运用神经网络理论方法进行计算参数的识别,采用自适应控制系统理论,对大跨度桥梁的挠度进行预测,指导下阶段的施工;在箱梁适当位置放置温度传感器,实测箱梁水化温度在箱梁顶板、腹板以及底板的温度分布情况;研究混凝土材料水化热放热的特性,得到箱梁水化放热温度分布规律;选取箱梁控制截面,埋设应力(应变)传感器,并与理论值比较,得到了施工过程中连续刚构桥的应力变化规律;通过测量施工过程挠度以及温度随时间同步变化规律,得到了施工过程中温度对长悬臂箱梁挠度的影响规律;并在成桥后进行长期监测,得到了连续刚构桥桥面线形的长期变化规律.     

波形钢腹板连续刚构桥的地震响应分析

为研究波形钢腹板连续刚构桥地震响应特性,分别对主跨160 m的PC及波形钢腹板连续刚构桥进行时程响应分析。采用MIDAS建立2种连续刚构桥模型,分析模型基本动力特性和在3种地震波作用下的地震响应。分析结果表明:波形钢腹板连续刚构桥振型贡献率无明显集中现象;地震波作用下,桥墩及主梁产生的轴力和绕横桥向弯矩较PC连续刚构桥大,绕顺桥向弯矩较PC连续刚构桥小;主梁跨中节点位移顺、横桥向均较PC连续刚构桥大;加速度衰减速度,顺桥向较PC连续刚构桥小,横桥向较PC连续刚构桥大;在主梁截面设计中,仍以静力计算结果控制。