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。     

沉管压舱水箱防水密封技术研究与应用

沉管压舱水箱主要通过铺设PVC防水布进行防水密封,具体密封型式以及防水布结构尺寸受沉管及压舱水箱结构影响。深中通道工程沉管为国内首次采用钢壳混凝土组合结构,因此需要研究一种针对钢壳混凝土组合结构沉管的压舱水箱防水密封技术。本文结合深中通道沉管压舱水箱防水密封技术及实际应用对适用于钢壳混凝土组合结构沉管的压舱水箱防水密封型式进行研究说明,其优异的防水效果值得向类似工程推广。     

新增纵梁与原主梁之间界面收缩徐变效应分析

增加主梁改造桥梁结构时,新浇混凝土收缩徐变对新浇主梁产生不利影响.通过对收缩徐变产生的界面应力分析,得到界面应力的分布形式和界面应力的影响因素.结果表明:新浇主梁收缩徐变产生的纵向拉应力在固定端最大,铰接端为零,界面剪应力铰接端最大,固定端为零;混凝土收缩徐变所产生的界面应力随着时间增长而逐渐增大,且后期增长速度小于前期增长速度;收缩徐变产生的界面应力随着新截面增加而增大,随着年环境平均湿度增加而减小;新增混凝土强度与原主梁混凝土强度相差越大,产生的界面应力也越大.     

最终接头钢壳“三明治”高流动性混凝土浇筑施工技术

基于大量国内外调研和国内现有相关设计标准、规范、研究理论成果,总结国内外三明治沉管结构设计施工的实践经验,通过大量国外设计施工查询、工艺试验方法参数论证、可行性检测类型的成套技术咨询,依托港珠澳岛隧工程最终接头施工条件,结合"引进、吸收、转化、创新"的思想制订了一套适合最终接头施工的技术方法。钢壳混凝土三明治组合的沉管结构,其应用领域、施工工艺较特殊,工程案例很少,目前仅在日本有类似的应用案例。所以在港珠澳大桥方案比选阶段前往日本进行了大量的咨询调研考察,对沉管隧道钢壳混凝土三明治工法形成初步了解;对钢壳混凝土三明治沉管的起源、应用性、功能及成套施工工艺等方面进行了综合论述,实现了钢壳混凝土三明治沉管结构成套技术的开发与应用。     

钢-混凝土箱型组合斜拉桥主梁混凝土收缩徐变分析

组合梁斜拉桥兼有混凝土和钢结构的优点,但作为两种材料的结合体,混凝土收缩徐变会引起组合截面的应力重分配,可能促使混凝土裂缝的提前出现或加速裂缝的扩展,从而降低结构的受力性能和耐久性。采用有限元方法分析了混凝土收缩徐变对组合梁斜拉桥主梁应力重分布的影响,并对混凝土的加载龄期的影响进行了参数分析。计算结果表明：混凝土加载龄期越早,组合截面的应力重分布越明显;混凝土收缩徐变对混凝土桥面板的应力影响不大,但对钢梁应力影响较为显著,钢梁的应力增量达到钢材容许应力的30%左右。     

超大型钢壳混凝土沉管隧道线形预估分析

以深中通道钢壳混凝土沉管隧道建设为依托,分析影响隧道线形的主要因素,研究线形控制方法,将导向系统、相邻管节相对偏差及贯通测量结合端钢壳及端面间距数据分析,对沉管线形进行预估并给出施工建议,确保隧道线形满足设计要求,保证沉管隧道最终贯通.     

港珠澳大桥沉管隧道最终接头开始浇注

正3月13日,港珠澳大桥沉管隧道最终接头底板混凝土开始浇注,最终接头"三明治沉管结构"混凝土浇注开始施工。这是国内首次采用高流动性混凝土工法。该"三明治沉管结构"是通过向钢壳内灌注高流动性混凝土形成的组合结构。最终接头钢壳是封闭的,内部极为复杂,混凝土浇注过程中无法进行振捣,为确保钢壳内混凝土的充填度,采用高流动、免振捣、易填充、自密实的高流动性混凝土这一工法成为必选之路。     

箱型沉管抗裂混凝土的配合比优化设计

箱型沉管结构复杂、体形庞大,混凝土在硬化过程中受到水化热、收缩、沉降等多重因素的影响导致变形,而变形又受到各种约束的作用产生拉应力.当产生的拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,混凝土就会开裂.箱型沉管混凝土控裂是施工中的难题之一.从影响混凝土开裂的几大因素出发,对混凝土材料本体组分进行优化设计,辅以一定的功能阻裂材料,为工程提供了抗裂性能良好的混凝土配合比.     

沉管隧道斜坡段桩基础地震动力液化分析

针对深中通道西岛斜坡段存在的砂土液化导致沉管上浮风险,采用PLAXIS 2D有限元软件开展沉管结构地震液化分析。通过选取粉砂层最厚的K11+950里程断面建立平面应变模型,基于现场100年10%地震波形时程数据进行计算,通过分析砂层内超孔隙水压力、有效应力、沉管结构变位以及沉管底部桩基内力和变形等,研究土体液化程度大小及对沉管结构与桩基受力的影响。计算结果表明,在100年10%超越概率地震荷载作用下,现有沉管结构下部桩基方案不会发生沉管的显著上抬现象,是可行的基础方案之一。     

超高墩大跨连续刚构桥设计

以赫章特大桥为例,介绍了该桥超高墩预应力混凝土连续刚构桥设计特点,同时采用有限元软件建立有限元模型,对其荷载作用下静力特性进行分析,计算了桥梁的所有施工阶段、成桥后荷载作用下结构受力状况,进行了高墩弹塑性稳定分析,重点考虑了预应力、混凝土收缩、徐变、整体温差、温度梯度、基础变位、汽车活载、风荷载及其作用组合对结构的影响。还介绍了赫章特大桥主桥的设计特点及静力分析。     

考虑损伤滑移效应的钢护筒-混凝土模型界面研究

针对钢护筒钢筋混凝土组合结构的界面力学特征,开发了考虑损伤滑移效应的钢护筒-混凝土界面模型。在分析钢筋混凝土结构受力机理的基础上,对钢护筒和混凝土在三维尺度上的相对运动进行分解,进而建立钢护筒-混凝土界面模型的三维本构关系。选取混凝土的压缩应变作表征混凝土损伤程度的定量指标,并提出量化的计算方法来考虑混凝土的局部受压和滑移的耦合效应对界面荷载传递性能的影响。进行钢护筒-钢筋混凝土组合构件的受压性能试验,通过对比试验结果和模拟结果验证模型的适用性。     

沉管混凝土抗裂性能温度应力试验评价及配合比优选

通过温度应力试验,研究不同配合比的温度变化规律、体积变形性能以及应力发展规律,分析胶凝材料用量、水泥所占比例、浆体比率等因素对混凝土抗裂性能的影响。分别采用断裂温差、温度收缩系数以及抗裂安全系数3种不同的抗裂性能指标对混凝土抗裂性能进行评价,优选出具有最优抗裂性能的配合比用于港珠澳大桥沉管预制施工。     

钢-混凝土组合梁徐变应力分析

钢-混凝土组合梁在长期荷载作用下,混凝土桥面板会产生徐变变形。但由于受到钢梁的约束,组合梁截面会产生应力重分布现象。基于按龄期调整的有效模量法,建立了钢-混凝土组合梁截面徐变应力重分布的增量微分方程,并通过与有限元法分析进行对比,验证了推导的增量微分方程的正确性。     

钢护筒与钢筋混凝土协同受力机理数值分析与模型验证

以果园二期桩基为原型,对6个钢护筒与钢筋混凝土短柱结构和2个钢管混凝土短柱进行轴压试验。基于ABAQUS有限元软件,以钢护筒厚度、配筋率、配箍率为参数进行分析。结果表明,钢护筒与钢筋混凝土短柱结构中,钢护筒与箍筋对核心混凝土均有约束作用,且双重约束效应明显,有效抑制混凝土裂缝开展,使结构具有更高的承载力、塑性和韧性。箍筋对混凝土的约束作用对钢护筒与钢筋混凝土短柱的承载力、塑性及延性性能影响显著,随着箍筋间距的减小,构件的承载力及延性性能有明显提高。     

基于钢护筒的植桩平台的特点及植桩锚固体系设计

采用钢护筒支撑形成的"植桩平台"具有适应复杂的工程地质条件、减少大型船机设备的投入使用、加快施工进度、避免打入钢护筒造成钢护筒受力变形的特点。通过控制翻浆孔口的位置和大小、调节锚固混凝土的和易性可以保证钢护筒具有足够的翻浆高度,使钢护筒与基岩间形成足够长度的刚性节点,确保钢护筒在汛期内的的单桩稳定性。     

氧化镁膨胀剂对船闸施工期混凝土开裂风险的影响

针对船闸大体积、异型结构混凝土的施工期开裂问题,依托九圩港二线船闸工程,模拟评估氧化镁膨胀剂及外保温措施对结构混凝土温度场、应力场和开裂风险的影响,并通过对实体结构温度、变形的监测,评估实际工程应用效果。结果表明,在混凝土中掺加氧化镁膨胀剂是降低船闸结构混凝土施工期收缩开裂的有效措施之一,在冬季较低的浇筑温度下,掺加氧化镁膨胀剂并配合一定保温措施,可同时降低混凝土结构表面和中心的开裂风险。氧化镁膨胀剂的掺入基本不会影响船闸混凝土的温度历程,但能够降低闸室边墙结构混凝土温降阶段的收缩50×10~(-6)~70×10(-6),降低闸首廊道结构混凝土温降阶段收缩40×10~(-6)以上,显著提升船闸混凝土施工期抗裂性。     

圆钢管混凝土柱低周反复加载试验研究

为了研究钢管混凝土柱在低周反复荷载作用下组合材料横截面刚度对其性能的影响,以果园港二期工程上的钢管混凝土柱为原型,对3根钢管混凝土柱进行低周反复加载试验。通过控制试件钢管厚度进行物理模型试验,研究钢管厚度对钢管混凝土柱耗能性能、承载性能、强度退化、刚度退化、延性和变形能力的影响。试验结果表明:随着试件钢管厚度的增加,试件的能量耗散系数与等效黏滞阻尼系数均随之减小,试件的耗能能力随之变弱;钢管厚度越小,钢管混凝土柱试件的耗能性能越好。钢管越厚,对核心混凝土的约束作用就越强,强度退化就越弱,试件塑性变形能力就越好。钢管越厚,外包钢管对核心混凝土约束作用就越强,水平承载能力越高。     

建造中的船体在船台上的应力松驰现象研究

为得到建造中的船体在船台上的船体变形数据,基于FBG技术设计了船体在船台上的蠕变和应力松驰现象的监测系统,将该系统布置在实际船体结构上,测量了在船台上受结构蠕变和结构应力松驰现象综合作用所造成的船体结构变形,分析了监测过程中造成船体结构变形的因素,指出应力松驰是主要因素。数据分析表明:利用FBG传感技术进行船体变形长期监测是可行的;船体在船台上存在结构蠕变和应力松驰现象。最后,并基于壳体理论估算了船台上的船体结构的内应力释放速率。     

混凝土管桩水下裂缝维修加固技术

混凝土管桩因其本体是混凝土结构,在施工和营运过程中均有可能造成损伤,形成环向或纵向裂缝。裂缝除了主要出现在水位变动区及以上,还会出现在水下甚至泥面以下,而水上维修加固技术因为工艺和施工条件等限制无法直接应用到水下施工。结合码头工程实例,针对混凝土管桩水下裂缝,提出在管桩外套钢护筒并浇筑混凝土工艺,形成类似钢管混凝土桩结构,利用钢护筒和混凝土对裂缝进行封闭和补强,取得维修加固的效果。