大跨度V形墩拱梁刚构组合体系桥收缩徐变效应分析

以株洲红港大桥作为研究对象,采用大型通用计算程序MIDAS Civil建立空间结构模型,按规范所要求的徐变系数对应力历程求积分的方法来计算徐变量,分析了施工阶段及成桥使用阶段恒载作用下V形墩和主梁的收缩徐变效应,得出了拱梁刚构组合体系桥中砼构件的收缩徐变效应导致结构内力的改变规律,并提出了改善收缩徐变对结构不利影响的措...     

大跨径混凝土桁式组合拱桥长期变形实测分析

混凝土桁式组合拱桥将悬臂桁架与拱桥相结合,发挥了二者的优势且施工方便,在我国大跨径拱桥中占有独特位置。同时,近年来该桥型桥面变形大并伴随开裂等问题开始出现,为研究大跨径混凝土桁式组合拱桥结构的长期变形机理及开裂原因,以一座主跨138m桁式组合拱桥为背景,对其长期变形和混凝土开裂情况进行实测和规律分析;采用有限元模型,分析收缩、徐变及温度作用引起的挠度变化,讨论了结构在不同荷载作用下的受力特征。实测及分析结果表明,桁式组合拱桥长期线形呈M形,且在年温差作用下双立柱间的桥面发生上拱和下挠的交替变化,混凝土的收缩徐变及年温差作用是影响跨中实腹段长期变形的主要因素;结构在双竖杆处的下弦杆位置、跨中位置以及空实腹段交界位置处承受的荷载作用较大,导致在使用阶段的裂缝不断发展。     

拱脚变位与拱上结构作用下二次抛物线无铰拱内力计算

为求解拱桥墩台发生水平位移、基础不均匀沉降引起的拱桥拱脚相对位移对二次抛物线无铰拱产生的内力,以及拱上部结构施工吊装过程中,拱上结构重力作用下二次抛物线无铰拱的内力,通过结构分析,表明在大跨度拱桥工程中,应考虑拱脚变位的影响;就二次抛物线无铰拱而言,拱上结构施工吊装顺序对拱内力影响不大,但吊装全部完成时拱内力变化最大,应以该内力值作为计算依据。     

桥塔混凝土在施工期变形荷载作用下开裂机理分析

通过对某大跨径斜拉桥混凝土索塔在温度、收缩作用下的数值仿真计算,结合现场实测数据分析,探索桥塔混凝土施工期间在变形荷载作用下的开裂机理,提出类似混凝土结构裂缝控制的构造处理措施和施工措施。     

拱部空洞条件下衬砌裂损规律研究

衬砌背后空洞是一种广泛存在的隧道结构病害,空洞的存在会导致结构受力不均,产生严重的应力集中效应,对结构安全造成了严重的影响和威胁。文章通过数值模拟研究了空洞对结构裂损规律的影响,研究结果表明:(1)衬砌背后无空洞时,仰拱内侧、两侧拱脚外侧受拉较严重,两侧拱脚内侧出现受压破坏;(2)拱顶背后存在空洞时,拱顶部位向外凸起变形,拱顶外侧、两侧拱肩内侧受拉开裂,拱脚裂损情况加重;(3)左侧拱肩部位开裂时,结构变形呈非对称形式,左拱肩外侧、拱顶内侧开裂,左拱脚、仰拱左侧裂损情况有所减轻。     

客运专线大跨度PC连续箱梁桥收缩徐变研究

预应力混凝土连续箱梁桥的结构形式因其具有结构变形小、整体受力性能好等优点而被广泛应用,但是在桥梁运营阶段,梁体会因桥梁设计及施工过程中考虑收缩徐变不足而产生裂缝和不同程度的下挠现象。为了考虑混凝土收缩徐变对结构性能的影响规律,该文以青弋江客运专线预应力混凝土单箱三室连续梁桥为背景,通过有限元分析软件Midas/Civil对收缩徐变引起的主梁挠度、内力、钢束预应力损失进行对比分析。结果表明:混凝土收缩徐变引起主梁挠度增大,对中跨跨中附近影响尤其显著,考虑收缩徐变影响后主梁挠度变化曲线与实测值吻合度较好;混凝土收缩徐变导致主梁内力重分布,在成桥后前3年影响速率较大,以后逐渐趋于稳定;混凝土收缩徐变引起的钢束预应力损失,在跨中附近影响程度较大,在桥墩处影响程度较小;收缩徐变效应在成桥3年时已完成绝大部分。     

高墩大跨连续刚构桥施工控制参数敏感性分析

为研究高墩大跨连续刚构桥施工控制参数的敏感性,以贵州乌江特大桥为例,采用MIDAS Civil软件建立该桥三维有限元模型,计算施工监控过程中各主要参数的取值对结构线形和内力的影响.计算分析结果表明,混凝土节段重量、收缩徐变、温度荷载等参数对该桥施工控制精度有显著影响,混凝土弹性模量参数的影响比较明显,预应力参数敏感程度相对较低.在施工控制过程中,应及时收集节段混凝土容重、弹性模量等参数,根据实际施工时间历程考虑收缩徐变效应的影响,并对计算模型加以修正;在设置预拱度和监测数据测量时,要充分考虑到温度对桥梁的线形及应力的影响.     

钢-混连续组合梁的徐变等温法

为了研究钢-混连续组合梁徐变,考虑永久荷载作用下的徐变效应与负弯矩区混凝土开裂效应之间的耦合效应,采用了徐变等温法,将徐变效应等效为与时间无关的温度梯度作用效应,避免了有限元徐变非线性分析中的显式隐式积分选择、迭代不收敛等困难,为工程实用计算提供了一种简单方便的方法。基于力法截面分析建立了平衡和变形协调方程组,基于曲率等效原则推导了钢-混组合梁永久作用徐变等效温度梯度的解析和简化两套计算公式,能够用于静定组合梁和超静定组合梁分析,对强迫位移等其他荷载类型解析解推导起到了借鉴作用。徐变后超静定连续梁的内力和变形转化为"按照材料和结构力学方法计算温度梯度作用超静定结构内力(截面重分布内力和超静定支座次内力)和变形"。对永久作用下超静定连续梁,提出正弯矩区徐变等效温度梯度的抛物线加载方式。结果表明:等效温度梯度模型应用便洁、精度较好,约束系数是徐变效应的关键影响参数;连续组合梁负弯矩区开裂之后应力释放,在挠度增加不大的情况下出现有利的弯矩重分布(负弯矩减幅达20%以上,正弯矩增幅约16%),而徐变会缓解开裂重分布弯矩和应力释放程度;徐变会显著地加重开裂后的跨中挠度;缓解或加重作用程度与型钢大小等因素有关。     

柔性吊杆拱桥拱座安全性病害特征及影响分析

以柔性吊杆拱桥混凝土拱座为研究对象,结合理论预测以及现场检测与反馈分析,重点探讨了柔性吊杆拱桥拱座的安全性病害特征,并着重研究此类病害对拱座结构安全的影响。结果表明:拱座位移、开裂是拱座结构的主要退化风险。拱座位移主要表现为水平向外位移和竖向向下位移,一般导致拱圈刚度和承载力下降,相对而言,水平位移比竖向位移影响更明显;拱座开裂主要表现为弯剪效应产生的顶面横向裂缝、弯剪和轴力效应共同产生的拱圈出口处放射型裂缝以及轴力效应产生的拱座侧面竖向、斜向裂缝,一般而言,由弯剪效应产生的拱座裂缝危害更严重,因此,拱座顶面横向裂缝和拱圈附近的放射型裂缝对拱座安全性影响更大,在拱桥检测中应加以重视。     

装配式大跨度预制T梁存梁期间上拱挠度分析

预制梁因其在预应力作用下梁体将上拱,加上收缩徐变的作用,在存梁的过程中,梁体上拱将继续增大,影响梁的后续工序施工和外观质量,造成桥面铺装厚度达不到规定要求,降低梁的使用寿命.装配式大跨度预应力混凝土T梁预应力水平较高,预制时反拱值较大,存梁过程中的变形控制不容忽视.文章通过对存梁期影响梁体上拱的预应力松弛、混凝土收缩徐变等影响因素进行分析,提出针对性的应对措施,为同类工程提供借鉴.     

许沟特大桥主拱结构徐变与收缩影响研究

针对许沟特大桥主跨220 m钢筋混凝土等截面悬链线箱形无铰拱,主拱圈采用支架上分层分段现浇施工方法属国内首创,混凝土徐变与收缩对主拱受力影响很大。通过建立合理的徐变与收缩数学模型和采用数值及有限元分析方法,研究了各加载工况下混凝土徐变、收缩对主拱主控截面内力与变形以及截面应力重分布的影响,分析了混凝土收缩对主拱圈分层浇注自应力的影响。研究结果为大桥预拱度设置及分段分层浇注方案制定和时间间隔控制提供了可靠的理论依据,并为同类桥梁的设计、施工提供借鉴指导。     

混凝土收缩徐变在连续刚构桥施工中的影响分析

利用有限元分析方法,对三跨预应力混凝土连续刚构桥的悬臂施工过程进行了数值模拟,分别计算了在不同徐变计算模式下的施工预拱度,研究混凝土收缩徐变对施工预拱度的贡献和不同徐变计算模式对施工预拱度的影响;另外,分别计算考虑混凝土收缩徐变和不考虑混凝土收缩徐变两种情况下的桥梁结构内力,分析了混凝土收缩徐变在桥梁悬臂施工期间对结构内力的影响。研究结果表明:混凝土收缩徐变对连续刚构桥施工预拱度有较大影响,且不同徐变计算模式对施工预拱度影响不同;在桥梁合龙前,桥梁结构为静定结构,若忽略钢筋和预应力筋的约束影响,混凝土收缩徐变对结构内力没有影响。     

多拱肋蝶形拱桥的施工索力优化研究

多拱肋蝶形拱桥由于各拱肋的异化导致结构的受力异常复杂且空间效应明显,针对该桥型索力优化问题的特点,并考虑施工过程中混凝土的收缩徐变和结构的几何非线性等因素的影响,采用割线迭代法进行施工索力的调值计算,并对4种不同的调索方案从钢管内核心混凝土的拉应力、索力的不均匀程度、拱顶位移等方面进行对比分析.结果表明:割线法迭代速度...     

变截面钢管混凝土桁架拱桥拱脚应力分析及抗裂预防措施

钢管混凝土桁架拱桥拱脚为拱肋、系梁、端横梁、支座的交汇部位,受力复杂,在设计考虑不充分或施工过程中处理不当,容易导致拱脚裂缝的产生,影响结构的耐久性。该文以蒲山特大桥为例,借助有限元程序Midas/Civil建立了变截面钢管混凝土桁架拱桥及其拱脚的三维有限元模型,进行了拱脚在荷载及自重作用下的空间应力分析,提出拱脚抗裂的预防措施。     

先简支后结构连续梁桥徐变效应分析

混凝土的徐变对先简支后结构连续梁桥的变形及内力影响较大,在设计和施工中不可忽略。对先简支后结构连续梁桥的徐变进行理论计算,并通过举例应用分析混凝土徐变对其结构内力及变形的影响规律。     

循环温度对大跨混凝土拱桥长期变形行为的影响

为探讨自然环境条件下高速铁路大跨度劲性骨架混凝土拱桥在运营阶段拱顶截面位移和应力的时变特征,以沪昆客运专线北盘江大桥(主跨445m的钢筋混凝土拱桥)为背景,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,结合成桥后的位移测试结果,分析了循环温度与收缩徐变耦合效应对其长期变形行为的影响。结果表明:年循环温度引起的拱顶截面竖向位移远大于1年内的收缩徐变变形,不同成桥季节对拱圈变形有一定影响,该循环温度效应不容忽视;当考虑温度与收缩徐变耦合效应时,拱顶截面钢管应力可达到屈服强度,外包混凝土应力有较大波动;建议进行混凝土拱桥长期变形效应分析时,应考虑温度和收缩徐变耦合效应。     

地锚式斜拉桥收缩徐变效应测试与分析

现行有关混凝土收缩徐变的计算公式多以试验室模型试验结果为依据确定,因此对实际结构进行长期测试以获得能够验证现行规范混凝土收缩徐变计算公式的实测数据显得尤为重要.结合湖北省郧阳汉江公路大桥,测试并分析处于自然环境中的斜拉桥在混凝土收缩徐变作用下的确切反应,在此基础上提出同时考虑混凝土温度、环境相对湿度等因素及其变化的混凝土收缩应变和徐变系数计算方法,并将之应用于实际桥梁的收缩徐变效应分析中,得出一些具有实用价值的结论.     

外力作用下隧道二衬开裂过程的数值分析

应用分布裂缝模型计算钢筋混凝土衬砌及素混凝土衬砌的裂缝开展过程,得到了在不同弹性抗力及松散土压、塑性地压、偏压三种受力模式下的裂缝开展过程及荷载(所有荷载施加范围为90°,下同)。松散土压下,拱顶首先开裂,最终破坏时衬砌裂缝主要分布于拱顶内侧及拱腰外侧;塑性地压下拱脚首先开裂,最终破坏时裂缝主要分布于拱脚外侧及边墙内侧;偏压作用下拱腰首先开裂,最终破坏时裂缝主要分布于拱腰内侧及拱顶外侧;各受力模式下,第一条裂缝产生时的荷载约为极限的荷载的6%～15%,第二条裂缝的开裂荷载约为极限荷载的15%～30%。并且随着弹性抗力的增加,衬砌开裂荷载与极限荷载的比值也相应提高。     

涪陵乌江二桥收缩徐变研究

以重庆涪陵乌江二桥为研究对象,通过采用国内外常用的几种收缩徐变预测模式来分析,得到混凝土收缩徐变对结构变形和内力影响的变化范围,为施工控制的后期调整分析提供理论依据,也便于与施工过程中的现场实测值进行对比,及时在随后各节段施工中进行调整分析。     

茅草街大桥主拱合龙后的受力性能与施工工艺试验研究

基于茅草街大桥1:20模型试验,研究主拱空钢管合龙后偏载、几何非线性和灌浆顺序对结构内力与变形的影响,将实测结果与仿真计算结果进行对比、验证,并对实桥施工提出建议.