截面不均匀收缩对T梁腹板受力性能影响分析

T形梁桥腹板竖向裂缝是该类桥梁的典型病害之一,混凝土梁体不均匀收缩是引起裂缝产生的因素之一.为准确分析T梁截面内不均匀收缩效应,探索不均匀收缩效应对T梁腹板受力性能的影响,取不同影响因素对T梁进行了分析.该文以梁体各部位构件理论厚度(比表面积)及GL2000收缩预测模型为基础,引入桥面铺装和普通钢筋对截面不均匀收缩效应的影响,通过ADINA有限元软件建立计算模型,以等效温度法对截面不均匀收缩效应进行了数值计算.根据计算可知:由于T梁各部位体表比不同,导致T梁截面产生不均匀收缩应力,腹板较薄,呈受拉状态,而翼缘板与马蹄呈受压状态;桥面铺装和普通钢筋对截面不均匀收缩效应有显著影响,该效应使T梁腹板内产生可观的拉应力,对T梁腹板开裂有重要的影响.     

预应力混凝土箱梁非均匀收缩效应分析与简化

非均匀收缩效应对预应力混凝土箱梁分析存在较大影响,合理有效的分析方法可提高分析的准确性.通过湿度扩散理论对截面进行了湿度扩散分析,掌握箱梁截面湿度分布规律;根据具有相似的湿度分布规律区域,对截面进行划分,并对已划分的区域进行平均湿度处理,简化截面非均匀收缩计算,降低收缩由于尺寸效应产生的计算误差;根据平截面假定,推导截...     

截面收缩徐变非一致性分布与T梁桥腹板竖向开裂的时变相关性

在钢筋混凝土或预应力混凝土T梁桥的腹板竖向裂缝中,有一些并非在施工时出现,而是在长达1-2 a后才逐渐出现。为解释这些T梁桥腹板竖向裂缝形成过程中具有时间依赖性的现象,研究了截面收缩、徐变不一致分布与T梁竖向开裂的相关性。根据T梁截面的特点,考虑结构截面不同部位实际的配筋与理论厚度对收缩、徐变的不同影响。根据轴力等效转换及截面钢筋和混凝土变形协调的原则,推导了钢筋对收缩、徐变应变影响的理论系数,采用截面分层的方法考虑截面理论厚度沿梁高的变化,最后依据截面应变的平截面假定,推导了T梁截面收缩、徐变非一致分布效应导致的截面收缩、徐变自应力及其随时间变化的分层计算方法。实桥参数计算结果表明,T梁梁体纤薄,其顶板、腹板和马蹄的配筋和理论厚度存在较大差异,收缩、徐变在截面上容易形成不同步或差异较大的不一致分布情况。T梁截面收缩、徐变非一致分布是导致腹板竖向裂缝具有时间依赖性的重要因素,利用本文方法得到的竖向裂缝在时间轴上的形成过程与实际桥梁的裂缝出现的时间和位置情况基本吻合,验证了本文方法的有效性,为结构设计中考虑此因素提供了理论工具。     

桥面板混凝土理论厚度对组合梁桥收缩徐变的影响分析

以《公预规》为依据,讨论了组合梁桥中桥面板不同理论厚度计算方法得到的收缩应变和徐变系数间的差别,提出了采用随时间变化理论厚度计算收缩徐变参数的方法。接着,以一座2×75 m连续组合梁桥为背景工程,建立有限元模型,针对不同桥面板混凝土理论厚度计算了结构收缩徐变引起的变形和应力。结论表明目前普遍应用的以施工铺装前截面计算桥面板混凝土理论厚度的方法得到的收缩徐变效应普遍偏大,但组合梁钢结构的部分计算结果偏于不安全。     

宽幅混凝土箱梁的横向收缩应变差分析

为了研究施工过程中宽幅混凝土箱梁的收缩应变差对梁体应力的影响,以常平5号高架桥(跨径6×30m,全宽33.5m的整幅预应力混凝土连续箱梁桥)为背景,依照文献公式计算各施工节段间及箱梁各部位间的收缩应变差,再转换成等量温差施加于空间块体元模型上,重点分析了箱梁节段龄期差和各部位不均匀收缩应变差引起的收缩效应及箱梁各部位的应力分布情况。分析结果表明,单纯的箱梁不同结构部位不均匀收缩应变差引起的拉应力不会引起箱梁开裂;收缩应力主要与节段龄期差有关,节段龄期差引起的箱梁施工节段间的收缩应变差引起的收缩应力则可能使梁体开裂。     

高强混凝土指数型收缩徐变预测模型及工程应用

收缩徐变是导致大跨度预应力混凝土箱梁桥长期变形的重要因素,现有桥梁长期变形分析中通常采用CEB-FIP 90模型,计算结果会出现较大偏差。为减小预应力混凝土箱梁桥长期变形的计算误差,以某三跨预应力混凝土连续箱梁桥为背景,对该桥相同配比的高强混凝土进行了标准徐变试验,将实测数据拟合得到指数型收缩徐变模型,并根据该桥混凝土构件实际尺寸效应、湿度效应、钢筋配筋率和持荷年限对徐变系数进行修正。由此计算得到该桥的长期变形与实测数据吻合较好,验证了指数型收缩徐变模型比现有徐变模型具有更高的预测精度。     

钢-混凝土组合梁中混凝土翼板的收缩应力

忽略钢-混凝土组合梁界面滑移,认为混凝土收缩引起的横截面变形符合平截面假定,由此建立混凝土收缩内力平衡方程和收缩应力计算公式。提出考虑混凝土收缩影响的组合梁混凝土开裂弯矩计算公式,以及混凝土收缩引起的组合梁挠度计算公式。算例表明,在进行组合梁混凝土的抗裂分析时,混凝土的收缩应力不容忽视。混凝土收缩引起的组合梁挠曲变形随组合梁跨高比的增大而迅速增加,大跨度组合梁的收缩挠度可以得到跨度的1/1000以上。对于混凝土翼板恒定的变截面组合梁,混凝土的收缩应力基本不随截面变化。组合梁混凝土收缩应力随混凝土翼板配筋率的提高而增加,但总的变化幅度不大。     

钢管微膨胀混凝土轴压短柱长期变形研究

针对钢管混凝土拱桥中普遍采用的钢管微膨胀高性能混凝土,考虑轴压比、加载龄期等因素的影响,进行了圆钢管微膨胀混凝土轴心受压短柱的长期变形试验研究。采用逐步积分法,将5种不同混凝土收缩、徐变模型进行适当修正,应用于钢管微膨胀混凝土轴心受压短柱的长期变形分析,并将分析结果与试验结果进行对比。分析了含钢率、加载龄期、持荷时间、混凝土强度等因素对钢管微膨胀混凝土构件长期静力性能的影响。研究结果表明:修正后的EC2,MC90及AFREM模型在分析加载龄期不超过28d的钢管微膨胀混凝土构件在轴向荷载作用下的长期变形性能时具有较高的精度;核心混凝土时效作用对钢管微膨胀混凝土构件长期静力响应的影响显著。     

湿热环境下CFRP约束混凝土柱轴向抗压强度试验研究

文中对碳纤维增强聚合物(CFRP)约束混凝土圆柱在不同湿度环境下的轴向抗压性能进行试验研究。试验结果表明,湿度的增加将会导致CFRP约束混凝土柱轴向抗压强度的降低。通过对试验数据进行回归分析,建立了高湿度环境下CFRP约束混凝土柱轴向抗压强度的预测模型,并验证了其准确性。     

影响连续梁桥混凝土收缩效应的参数敏感性分析

本文阐述了变截面PC连续箱梁桥混凝土收缩效应的理论及有限元仿真研究,为研究收缩效应对PC梁桥施工及运行阶段中的成桥线形和截面内力响应的影响,以某三跨变截面PC连续箱梁桥为例,基于3D仿真模型分析环境湿度、加荷龄期、桥梁运行时间影响连续梁混凝土收缩效应的参数如进行连续梁桥内力分布及位移响应的敏感性分析。结果表明:混凝土连续梁收缩效应随环境相对湿度和桥梁运行周期的增大而增大,随着加荷龄期的推迟而减小,基于变截面PC箱梁竖向位移和截面内力响应的参数敏感性分析,提出了施工过程中减少混凝土收缩效应的建议。     

压弯联合作用下薄壁梁轴向压溃的条件

对薄壁梁在轴向压力和弯矩联合作用下产生的弯曲和轴向压溃两种变形模式进行了理论分析,研究了其对应的载荷条件,并建立了薄壁梁的有限元模型,对理论分析结果进行了数值验证和进一步的探究。结果表明,对于受压、弯组合载荷作用的薄壁梁,当截面所受弯矩小于其截面极限弯矩的15%时,可以避免弯曲变形而只产生轴向压溃;合理的诱导可有效地避免弯曲的产生。     

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。     

自密实补偿收缩混凝土填充钢管约束 RC柱的轴压性能

为研究自密实(SCC)补偿收缩混凝土填充钢管加固桥墩的轴压性能,研配了自密实补偿收缩混凝土,将其作为混凝土短柱和钢管之间的填充混凝土。制作外包钢管填充自密实补偿收缩混凝土加固混凝土短柱试件,以有无钢管外包约束、填充层混凝土强度、混凝土柱高度、核心混凝土直径、钢管壁厚度以及填充层厚度为试验参数,探究其对试件破坏模式、荷载—竖向相对位移曲线、钢管荷载—应变曲线的影响。在一定范围内,增大钢管壁厚度和核心混凝土直径能大幅度提高极限承载力;填充层起黏结和传力作用,对非全截面加载试件极限承载力无显著影响。验证了Mander公式对试验模型有良好的预估效果。     

SAP内养护水泥砂浆干燥收缩特性

干燥收缩是高强高性能混凝土早期开裂的一个重要原因,把SAP均匀地掺入到水泥混凝土中,在其内部形成均匀分散的微型"蓄水库"。内养护混凝土其内部水分补偿作用为解决高强低水胶比混凝土收缩开裂提供了有效技术途径。对SAP内养护水泥砂浆干燥收缩特性进行试验研究,分析了SAP掺量、额外补水倍率对水泥砂浆干燥收缩的影响,水泥砂浆收缩率随SAP掺量增大而减少,从而得出结论 SAP内养护可以明显减小水泥砂浆的干燥收缩变形,是改善混凝土干燥收缩的有效方法之一。     

帕劳国预应力连续箱梁长期下挠分析

帕劳共和国科罗尔岛-巴伦尔图阿普岛桥(简称KB桥)为主跨241 m的预应力混凝土箱梁,通车后KB桥发生长期下挠,严重影响其正常运营,最后垮塌,其教训值得反思。该桥于1977竣工,运营18年后挠度达到1.61 m,1996年对该桥进行了体外预应力加固,却在加固后3个月发生垮塌。挠度分析结果表明:传统的梁理论与三维空间分析相比,误差高达20%,且宽跨比越大,误差越大。三维有限元空间分析采用多种徐变收缩计算模型:美国ACI模型、日本JSCE模型、CEB-FIP模型和GL模型,其挠度计算值要比(18年后)实测值低50%~70%,预测的变形也与实测不符;预应力损失计算值为22%~24%,远低于实测值50%。唯一基于理论的B3模型,采用经验值参数计算得到预应力损失40%,18年后挠度计算值比实测值低42%。如果根据长期实测值调整输入参数,结果可与实际更符合。对于早期挠度及其预测,B3模型能够合理地考虑因截面厚度差异产生的收缩和干燥徐变的速率差异。此外,B3模型还可考虑温度差异和顶板可能发生的开裂。     

弯矩和剪力组合作用下混凝土梁截面抗剪计算理论研究

为准确计算钢筋混凝土梁及预应力钢筋混凝土梁在弯矩和剪力组合作用下的截面抗剪承载力，进行钢筋混凝土梁及预应力钢筋混凝土梁截面抗剪计算理论研究。根据混凝土梁抗剪破坏特征，考虑混凝土、纵向钢筋、竖向箍筋、弯起钢筋以及预应力筋对梁抗剪性能的影响，提出一种基于楔形截面的抗剪计算模型，并对抗剪承载力的上限值和下限值进行分析。开展轻型T梁计算和足尺模型静载试验，并进行对比验证。结果表明：楔形截面抗剪计算模型解释了混凝土梁纵向钢筋、竖向箍筋、弯起钢筋的抗剪承载力贡献，并为抗剪承载力的设计提供了实用的公式；该模型的抗剪上限值为最小腹板厚度提供了理论解释，即纵向钢筋、竖向箍筋均存在一个充分配筋率下的腹板厚度；通过实例计算和足尺模型静载试验，楔形截面抗剪计算模型和计算方法相对于传统方法更为准确和合理，具有更好的理论基础。     

截面非均匀收缩对大跨径混凝土箱形梁桥长期变形的影响

主跨超过200 m的大跨径箱形混凝土梁桥的长期挠度问题,近年来不断受到国内外研究人员和工程师的关注。桥梁设计人员通过有限元程序计算分析得到的长期下挠量和发展趋势都同实际观测到的结果有较大出入。分析了目前计算中被忽略的因素,箱梁截面不均匀收缩对悬臂施工大跨径混凝土桥梁的影响。分析结果表明,箱梁截面的非均匀收缩对大跨径混凝土结构的长期下挠有不可忽略的影响,建议在设计计算中予以考虑。     

基于有限元的预应力混凝土桥梁徐变效应研究

选择贵州省响水河大峡谷的特大型梁桥为实例研究对象,运用MIDAS/Civil有限元分析软件中的桥梁博士,分析计算了混凝土收缩徐变效应对大跨径预应力混凝土连续刚构桥的影响作用.研究结果表明:大跨径预应力混凝土连续刚构桥上部结构挠度在成桥运营阶段受混凝土收缩徐变效应的影响最大,且随着混凝土龄期的增长,混凝土收缩徐变效应不断提高,但增长速率随龄期增长而呈现下降趋势;悬臂梁根部截面顶板应力相较于截面底板应力更容易受到混凝土收缩徐变的影响作用,且这种收缩徐变往往在桥梁悬臂梁根部截面结构出现一个极大挠度值,导致桥梁结构出现变形,因此,实际工程设计施工中应充分考虑到混凝土收缩徐变对结构变形所带来的影响。     

混凝土桥梁收缩特性影响因素敏感性分析

收缩变形对混凝土桥梁耐久性和安全性具有不利影响。构建混凝土桥梁收缩特性影响因素指标体系，选取33组混凝土收缩试验数据作为样本数据，采用主成分分析法研究混凝土桥梁收缩特性影响因素的敏感性。研究结果表明：主成分分析方法可得出各项因素对混凝土桥梁收缩影响力度，适用于混凝土收缩影响因素敏感性分析；含养护湿度、养护结束龄期等养护工艺和环境湿度对混凝土桥梁收缩影响最大；混凝土材料组成成分的影响力次之。     

脱硫石膏粉煤灰复合加气轻质混凝土性能研究

在加气轻质混凝土配比组分一定的条件下,研究加气轻质混凝土发气剂、养护温度、湿度、时间对加气轻质混凝土性能的影响,通过试验检测加气轻质混凝土的密度、试件成型及抗压强度,试验结果表明加气轻质混凝土试件发气剂掺量为0.12%左右时,体积密度小,气泡细密均匀,没有出现气泡连贯现象,成型易控制,抗压强度达到3MPa以上;养护制度因素试验表明加气轻质混凝土温度控制在60～70℃、湿度控制在85%～90%左右、养护时间达到24h的石膏基加气混凝土制品性能最好。