某大桥盖梁悬臂端立面竖向裂缝的成因分析

针对某大桥盖梁悬臂端部出现的竖向裂缝病害,首先采用了MIDAS civil建立了上部结构空间梁格模型,并采用了FEA建立了盖梁和墩柱的实体有限元模型,将梁格模型计算得到的支反力及摩阻力带入在体模型中求解,得出开裂位置处的拉应力最大值为0.24MPa远小于结构混凝土的抗拉强度标准值,从受力角度上论证了该裂缝为非受力裂缝。为今后分析及评价该类型盖梁裂缝的成因提供了借鉴和参考。     

长悬臂混凝土盖梁水化热监测与分析

为避免长悬臂混凝土盖梁施工期间产生较高的水化热导致温度裂缝,对两座长悬臂盖梁开展了水化热实时监测,并在盖梁内部埋置相应的应力传感器同步实测盖梁混凝土早龄期力学性能。采用有限元软件Midas FEA建立相应梁段的时变模型,研究盖梁混凝土水化热温度场和应力场,并对绝热温升进行参数分析。结果表明:长悬臂盖梁在施工期间会产生持续10 d的水化热,在混凝土浇筑后快速达到峰值温度,此时盖梁外部混凝土处于拉应力状态,若内外温差过大容易出现温度裂缝。所以实时监测控制和长悬臂盖梁水化热非常必要。     

混凝上倒T形盖梁疲劳过程模拟

引入一类双标量弹性疲劳损伤本构模型,对桥梁工程中常见的倒T形盖梁进行疲劳全过程分析。该模型采用受拉损伤内变量和受压损伤内变量来描述微观受拉和受压损伤机制对混凝土宏观力学性能劣化的影响,并根据有效应力空间的热力学原理确立了疲劳损伤的演化法则。通过将疲劳损伤本构模型与非线性有限元分析方法相结合,可以精细预测混凝土倒T形盖梁在疲劳荷载作用下的非线性行为,尤其是疲劳加载过程中裂缝的产生和扩展过程,为实际工程的疲劳分析和设计提供了依据。     

预应力混凝土盖梁开裂原因分析及加固方案研究

某预应力混凝土连续梁桥的主墩采用预应力混凝土盖梁。运营后发现盖梁存在着两类典型的混凝土裂缝,且具有一定的规律性。根据墩顶盖梁的配筋及预应力布置情况,建立实体有限元模型进行分析,利用拉压杆原理计算理论裂缝宽度,从结构受力角度明确裂缝产生的原因。进一步分析病害的危害性并对主动与被动加固方案进行了比选。从限制裂缝发展、保证耐久性的角度出发推荐粘贴钢板的被动加固方案。     

基于弹塑性损伤本构的混凝土裂缝扩展分析

该文提供了一种能有效模拟混凝土裂缝扩展的方法,即利用有限元程序中的材料弹塑性损伤本构关系,分别考察了无初始裂缝和有初始裂缝缺陷的钢筋混凝土梁裂缝扩展的过程,从损伤开始到裂缝扩展再到破坏的整个过程中,可以明确地捕捉到混凝土裂纹的产生和扩展演变过程,得到混凝土损伤特性图和损伤状态下的混凝土与钢筋的应力变化。结果表明:钢筋与混凝土共同作用时,能均匀分布混凝土塑性损伤影响区,均匀出现多条损伤裂缝,裂缝扩展形式与实际相符,这种模拟混凝土开裂的方法能够容易得到各荷载阶段的塑性损伤破坏单元;利用塑性损伤模型对构件预制和运输过程中出现的开裂缺陷情况进行模拟,了解到初始裂缝对承载能力有一定影响,应做好构件使用前的开裂检查工作。     

钢-混凝土组合桥面板模型混凝土顶裂缝损伤全过程检测

利用光纤Bragg光栅(FBG)传感器与电阻应变片同时监测,完成了钢-混凝土组合桥面板模型混凝土顶裂缝损伤检测。模型试验经历了静载、疲劳(300万次)和破坏3个阶段。测试结果表明无纵向承载裂缝出现时,FBG传感器测得相应位置的应变值。在破坏阶段,传感器布控区域相继出现裂缝损伤。利用FBG传感器测得了经历300万次疲劳循环后钢-混凝土组合桥面板模型混凝土顶发生裂缝损伤的临界应变值并追踪裂缝损伤的发展。与传统电测方式相比,FBG传感器显示了灵敏度高、精度高、测试范围大等优点。     

预应力混凝土连续箱梁桥过渡墩盖梁及墩身开裂原因分析

文章针对某预应力混凝土连续箱梁桥过渡墩盖梁开裂状况,从墩顶建筑垃圾、温度、不均匀沉降等方面进行了考虑,并采用有限元软件进行了模拟计算,分析了病害产生的原因,同时给出了相应的加固方案。实践证明该加固方案非常适宜,对抑制过渡墩盖梁裂缝的发生和发展,具有良好的效果。     

桥梁柱式盖梁内力分析的有限元方法

盖梁是桥梁下部结构的重要组成部分,也是重要受力构件之一,盖梁传统手算方法比较繁琐,大量的数据整理容易出错,并且效率低。有限元方法的出现,解决了这一难题,如要建立全桥空间模型,可以达到更真实的模拟效果,但相对也比较费时。本文通过实例,建立有限元简化模型与全桥空间模型,对盖梁内力进行计算,并对计算结果进行对比和理论分析,从而确定其简化计算模型的适用性,给出进一步完善的方法。     

S20外环高速沪嘉立交盖梁裂缝维修加固方案设计研究

该文以S20外环高速沪嘉立交R1匝道桥维修加固工程作为工程实例,围绕盖梁负弯矩裂缝产生原因及其维修加固方案设计展开研究。针对桥梁检查中发现的盖梁负弯矩裂缝病害,分析裂缝产生原因,评估裂缝存在前提下盖梁的承载力现状。在分析梳理既有加固方法的使用条件、技术特点等的基础上,结合桥梁实际情况和裂缝病害的严重程度,选择粘贴钢板法对盖梁裂缝进行加固处置,详细介绍了此法的处治工艺,并就加固处置效果进行了评估。     

基于扩展有限元法的部分斜拉桥索鞍抗裂性分析

为研究部分斜拉桥混凝土索鞍的应力分布规律、优化索鞍的钢筋配置,以宁江松花江特大桥为背景进行分析。采用MIDAS Civil建立全桥空间杆系模型分析桥梁整体受力特性,再基于ABAQUS建立索塔及索鞍实体单元模型,分别采用扩展有限元方法和混凝土塑性损伤本构模型对混凝土索鞍进行数值分析。结果表明:1部分斜拉桥混凝土索鞍在斜拉索索力作用下将产生贯穿孔道的劈裂裂缝;建议增大钢筋直径或者加密水平钢筋间距;2在斜拉索作用下索鞍结构外形突变处产生应力集中,主压应力值超过C50混凝土的抗压强度标准值,建议增设倒角或者圆角;3扩展有限元方法可以较好地预测裂缝的发生与扩展,与混凝土非线性分析的结果基本一致,但在裂缝处的应力场计算有所差异。     

地震作用下盖梁的动力响应及承载能力分析

为了得到多柱墩盖梁在地震作用下的动力响应以及轴力对盖梁承载能力的影响,利用非线性有限元软件建立多柱墩混凝土梁桥的有限元模型,分析其盖梁在不同荷载工况下的轴力、剪力及弯矩分布,结果表明盖梁在横竖向地震作用下产生较大的轴向拉力与压力,将对盖梁的承载能力具有较大的影响,盖梁若按受弯构件设计是偏不安全的,应考虑轴向拉力对其承载能力的影响。     

新沭河大桥盖梁裂缝处治及加固设计

从受力及设计、管理等方面对大桥盖梁裂缝产生的原因进行分析，介绍裂缝处治和加固设计的方法和施工要点。     

预应力混凝土盖梁端部裂缝成因分析

分析了某桥预应力混凝土盖梁端部裂缝的成因，总结了锚固点布置对盖梁端部局部应力的影响规律，提出了改善盖梁端部受力性能的锚固区布置原则，并对此盖梁裂缝处理提出了建议。     

预应力混凝土箱梁桥腹板疲劳寿命评估方法研究

基于疲劳损伤累积理论,提出一种预应力混凝土箱梁桥腹板疲劳寿命评估方法。首先,分析预应力混凝土箱梁桥腹板受力特性,建立腹板与顶板早期开裂及腹板疲劳破坏准则;然后,通过箱梁桥局部平面有限元模型计算横向效应下混凝土及箍筋应力,基于混凝土S-N曲线分析混凝土疲劳开裂,引入裂缝影响系数对箍筋应力进行修正,基于全桥杆系有限元模型及变角度桁架模型计算仅考虑面内剪力作用下箍筋应力,两者叠加得到空间效应下箍筋应力历程,以雨流计数法获取箍筋应力谱,并基于疲劳损伤累积理论对箍筋进行疲劳寿命评估;最后,对一实例分析,同时分析箱梁横向效应、裂缝深度等对箍筋应力及疲劳寿命的影响。结果表明:当裂缝深度达到腹板保护层厚度时,箱梁横向效应对桥梁腹板寿命影响较大,可使其发生疲劳破坏。     

腹板斜向开裂混凝土梁桥的剪切刚度评估方法

为研究腹板斜裂缝对混凝土梁桥剪切刚度退化的影响,提出一种基于桁架模型和实际斜裂缝状况的剪切刚度评估方法。根据变角桁架模型推导箍筋屈服时混凝土梁的极限剪切刚度,并通过剪切刚度退化因子极限值建立极限剪切刚度和弹性剪切刚度的定量关系;建立一般开裂程度下的剪切刚度线性退化模型,当斜裂缝开裂等级从1级升至5级时,开裂后剪切刚度由弹性剪切刚度线性降低至极限剪切刚度;提出斜裂缝开裂程度5级评定标准,建立实用的带斜裂缝混凝土梁桥剪切刚度评估方法。采用该方法对某斜向开裂预应力混凝土箱梁桥进行了斜裂缝分级评定与剪切刚度评估,结果表明,该方法能够较好地评价带斜裂缝桥梁的剪切刚度及下挠。     

水工大体积混凝土结构温度裂缝控制技术研究

船闸导航墙、闸室墙等竖向高度较高的连续混凝土结构侧面极易出现贯穿性竖向规则裂缝。借助ANSYS软件,从优化设计、施工的角度,建立某船闸导航墙三维有限元模型,进行多工况下的温度场计算与分析。研究表明,采用布设冷却水管并结合合理的分层措施,可以有效控制混凝土结构温度裂缝的出现,并大大缩短工期。所得结果可为今后的设计与施工提供参考。     

混凝土梁开裂后的变形规律研究

以混凝土梁为例,研究混凝土结构开裂后的位移变化规律。用ANSYS软件建立混凝土简支梁与连续梁模型,在其上施加均布荷载,通过减少单元来模拟梁内裂缝情况。分别模拟不同宽度、不同深度、不同位置的裂缝,并观察混凝土梁最大位移的变化及梁整体变形特征的改变。研究结果表明:裂缝宽度对混凝土梁的最大位移影响不大;裂缝深度对混凝土梁的最大位移影响显著,且裂缝越深对梁的最大位移影响越大;同时,裂缝位置对梁体最大位移变化影响较大,且梁内出现裂缝会使梁内最大位移的位置发生变化,裂缝越深这种变化越显著。     

黑龙江省公路水泥混凝土路面疲劳开裂形态分析

水泥混凝土路面结构设计一般以水泥混凝土板的疲劳开裂作为路面损坏的基准,应用有限元分析和Miner线性累积损伤理论,结合黑龙江省实际,从疲劳开裂角度分析公路水泥混凝土路面可能的裂缝表现形态,确认在车辆和温度荷载的循环作用下,现阶段黑龙江省公路水泥混凝土路面纵向裂缝和横向裂缝均有可能发生,但产生纵向裂缝的可能性大于出现横向裂缝的可能性,纵向裂缝的普遍存在有着路面结构方面的内在因素。建议结合各地的实际使用条件,对水泥混凝土路面的构造细节和受力状态做进一步探讨。     

影响道路水泥混凝土抗冻性能的细观损伤因子研究

混凝土抗冻耐久性能受到细观结构损伤的重要影响,为建立混凝土细观结构损伤与抗冻性能之间的量化关系,采用Image-Pro Plus进行图像处理,并通过灰度分析方法,确定了不同孔结构参数、裂缝结构参数和界面区结构参数对混凝土弹性模量的影响程度。结果表明,影响混凝土抗冻性的重要孔结构参数为无害孔、空隙率、总孔表面积、少害孔、最可几孔径以及孔间距系数,抗冻性与孔结构参数间符合多元线性模型,最可几孔径、总孔表面积和空隙率与相对动弹模量正相关,而少害孔和孔间距系数与其负相关。裂缝参数对混凝土抗冻性影响程度依次为裂纹宽度、裂缝分形维数、裂纹长度和裂纹密度,裂缝参数和抗冻性能间正常荷载时符合多元非线性模型、超载时符合多元线性模型。分形维数与相对动弹模量负相关,裂纹宽度和裂纹长度与相对动弹模量正相关。界面区参数与抗冻性间符合多元线性模型,密实度和裂纹长度与相对动弹模量间正相关,裂纹宽度与相对动弹模量间负相关。     

沈阳市揽军高架桥盖梁加固工程设计

沈阳市二环快速道路工程揽军高架桥桥墩盖梁为倒梯形隐式盖梁。部分盖梁出现大量裂缝及露筋、锈蚀等现象,且病害不断发展,结构耐久性和承载力逐渐下降,已严重影响到行车安全。对该桥病害盖梁采用增设预应力及粘贴钢板等技术措施,对该桥进行维修加固,取得良好效果。