连续刚构桥大体积混凝土承台温度场仿真分析

混凝土在固化过程中释放的水化热使构件内部产生较大的温度变化,由此产生的温度应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素.结合某特大桥大体积混凝土承台施工工程,采用MIDAS/Civil分析软件对其进行仿真,对大体积混凝土承台内部温度场变化的规律和温控措施的实际效果进行总结.通过对理论值与实测值的比较分析,为桥梁大体积混凝土承台温度控制提供指导.     

大体积砼温度应力场仿真分析在ANSYS上的实现

探讨了ANSYS软件模拟混凝土瞬态温度场理论上的可行性,研究了施工期及运行期温度场、温度应力场仿真计算的主要问题及相应的关键技术,基于通用有限元软件ANSYS平台,设计了仿真分析流程图,通过各模块的交互运用,利用参数设计语言(APDL)以及多种内部函数,编制了宏命令以控制ANSYS程序,成功实现了仿真分析过程从建模、求解及后处理的参数化,提高了利用ANSYS软件解决工程实际问题的效率.     

钢管砼拱桥拱肋节段的放样坐标计算

钢管砼拱桥拱肋钢管放样坐标是制作拱肋的首要内容,常规的放大样方法费工费时,需要的放样场地较大。用平面几何关系计算放样坐标可大大简化施工工序,且精度高,推导的公式同样适用于钢筋砼拱肋的预制放样,适于编制程序,并给出了计算流程图。该方法已在多座钢管砼拱桥中应用,效果良好。     

高纬度多年冻土区路面类型对路基热稳定性影响分析

基于附面层理论,引入焓值建立伴有相变的二维非稳态温度场数值模型,分别对水泥混凝土和沥青两种路面下路基温度场的变化规律进行分析。研究结果表明,水泥混凝土路面下路基温度场明显低于沥青路面,不同深度处路基的温度场变化存在一定的滞后性,随深度的增加路基内温度场比路基基底以下的温度场变化幅度大;路表温度明显低于路基的内部温度,并在路基内部形成融土核;水泥混凝土路面融化深度小于沥青路面,融化速率趋于平稳,因此,在多年冻土区采用水泥混凝土路面比较有利。     

预应力混凝土连续刚构桥温度观测与分析

基于东莞市一座大跨径桥涵预应力混凝土箱梁半年的连续温度场观测结果,分析了在太阳辐射下春、夏季的混凝土箱梁各个截面的温度场随时间变化的规律,利用数理统计方法,拟合了截面升温模式和降温模式的温度梯度,并分析了各国规范截面沿梁高的温度梯度模式,得出了适合广东地区的温度梯度模式．最后,借助大型有限元软件ANSYS对3#截面进行了温度场模拟分析,并将计算温度与实测温度进行了比较．分析结果显示,有限元模型可以精确地仿真实际混凝土温度场．     

连续刚构桥0号块水化热温度场分析

以水口大桥为例,根据实测外界环境温度、浇筑初始温度等条件,按照瞬态热传导方程,运用有限元分析软件ANSYS对该桥0号块水化热温度场进行分析,并将仿真结果与实测数据比较,两者吻合较好。结果表明:混凝土浇筑时的初始温度与瞬态温度场呈线性关系,水化热系数同时影响温度峰值及其出现时间,外界大气温度对后期温度场影响较大。     

船闸混凝土裂缝与应力关系分析探讨

针对船闸混凝土浇筑过程中产生裂缝的影响因素,采用有限元软件ANSYS,结合多组实测数据,对混凝土裂缝与应力关系做了分析研究,得出以下结论：（1）对同一种配合比的混凝土,施工方式相同,入仓温度越高,混凝土结构早期拉应力增长越快。（2）随着廊道结构与闸底板结构相对刚度的减小,两部分结构变形的协调性有所加强,接触面上的相对刚度有所减小,平均拉应力会有所减小。（3）早期混凝土结构温度场造成的温差应力对应力场分布的影响较大,而由于施工间隔造成的相对刚度差别混凝土结构应力场的影响要略小,因此对于早期混凝土结构控裂要更注重入仓温度的控制。     

海底隧道大体积混凝土温度场及温度应力有限元分析

大体积混凝土的温度裂缝与混凝土的温度场和温度应力分布关系密切。重点探讨了应用有限元法求解大体积混凝土温度场和温度应力发展过程的模拟方法。以厦门南港海隧道为例,提出了大体积混凝土温度应力方程,编制了大体积混凝土温度场和温度应力计算程序。研究结果表明,采用有限元可以模拟大体积混凝土在温度场作用下的应力发展过程,计算结果符合混凝土浇筑过程中的温度应力分布规律。     

中低速磁浮轨道梁温度场时程分析

为掌握磁浮轨道梁在长期外界环境作用下产生的复杂的温度场时变规律,在长沙磁浮运营线的轨道梁内埋设温度传感器,通过1.5 a的现场温度监测,获得测点温度时程曲线,并提出了基于时间序列加法模型求解的方法. 该方法将测点温度分解成均匀温度与波动温度,并利用傅立叶曲线拟合方法研究二者的时程曲线,得到轨道梁温度场时变规律. 研究结果表明:均匀温度与当地气候变化相关,各测点均温基本相同,结构温度时变趋势可用中位值为20.41 ℃、变化幅值为12.61 ℃、初相位为20 d、周期为365 d的余弦函数表示长沙磁浮轨道梁均温时程曲线;波动温度与日照作用相关,以日为周期在0线上下波动,可用两个正弦函数分段拟合升降温时程曲线.      

预应力混凝土箱梁温度效应试验

采用人工控温模拟日照温差的方法对预应力混凝土箱梁模型进行了温度场及其效应的试验,摸索了预应力混凝土箱梁在日照温差的长期作用下的下挠特性.     

寒区高铁沥青混凝土基床表层的温度场特性

为了把握基床表层含沥青混凝土层的温度场特性,采用瞬态传热的有限元分析方法,对寒区高铁无砟轨道结构温度场时空分布规律及沥青混凝土层的影响进行了分析. 首先,建立了基于哈尔滨-齐齐哈尔客运专线无砟轨道结构（CRTS）的温度场数值模型;然后,运用现场观测结果对数值模型进行了校核;最后,运用对比分析方式评估了基床表层沥青混凝土层的温度场特性,以及无砟轨道结构特征横截面与特征点位的温度分布的时变规律. 结果表明:东北地区无砟轨道结构温度场具有明显的非均匀性,其横向温度分布呈现双U型分布特征,温度梯度呈现非线性特性,且随着季节变换呈现较复杂的正负梯度交替变化;东北地区无砟轨道结构对路基温度的影响深度约为0.4 m,月影响深度约为2.5 m,年影响深度可达4.0 m;基床表层铺设的薄层沥青混凝土对路基起到了良好的保温作用,会使得基床表层的日平均温度提高1～7 ℃左右,而寒区无砟轨道结构温度场的分布规律不会显著改变.      

厚壁混凝土箱梁施工过程中的温度应力分析研究

由于在施工过程中厚壁混凝土箱梁产生的温度应力比较大,因此有必要对厚壁混凝土箱梁的温度应力进行分析研究.应用大型有限元分析程序ANSYS对兰州新城黄河大桥3#块箱梁混凝土施工过程中的温度场进行分析,并与测试结果进行了对比,结果表明,建立的有限元模型可以较好的仿真实际混凝土温度场.最后,对温度应力进行了仿真分析,提出了建议,可以为厚壁混凝土箱梁的施工提供参考依据.     

苏通大桥南主塔墩承台温控计算与监测

本文采用大型有限元程序对苏通大桥南主塔墩承台超大体积混凝土进行温度场及应力场仿真计算。根据计算结果制定了温控标准,提出了合理的温控措施,并进行了现场监测。通过大量测试数据的对比分析．验证了理论计算和温控措施的正确性,为今后类似工程的施工积累了成功的经验。     

大跨径刚构桥0~#块腹板非荷载裂缝成因分析

对大跨径刚构桥0#块腹板在施工期间出现非荷载裂缝的原因进行了调查,并通过对埋置在0#块腹板内的钢弦应变计和温度传感器监测的混凝土硬化过程中应变和温度数据的结果分析,证实0#块腹板出现的裂缝主要是由收缩和水化热温度应力造成的.     

混凝土箱梁温度分布及其影响分析

结合某连续箱梁桥悬臂施工控制,进行了箱梁混凝土温度分布的现场观测,观测结果表明,太阳辐射作用下,混凝土箱梁沿高度的温度分布为非线性分布。通过对温度实测数据的分析,提出了公路桥梁混凝土箱梁温差计算建议模式,在此基础上,对混凝土箱梁的温度应力、施工过程中的温度变形进行了分析研究。     

盾构隧道衬砌管片接头可靠性及其影响因素灵敏度分析

提出正常使用极限状态下装配式钢筋混凝土管片接头可靠性计算的功能函数.根据平面FEM接触力学模型.通过ANSYS运用蒙特卡罗法分析了盾构隧道管片接头的可靠性并对其影响因素的灵敏度进行了分析.     

温度对混凝土箱梁应力和变形影响的测试与分析

为了研究混凝土箱粱在施工期问的温度场和温度随时问的变化规律.对内蒙古磴口黄河大桥进行了现场测试.分析了混凝土箱梁桥结构的温度效应及温度场对其挠度和应力的影响规律.结果表明:在结构荷载不变的情况下.箱梁的温度应力较易测得;温度对箱梁的应力和挠度均有较大影响,在设计中应予以重视.对如何在混凝土箱梁的施工和设计中考虑温度影响提出了建议.     

钢筋混凝土结构锈胀裂缝的计算机模拟

根据钢筋混凝土锈胀动力学原理,推导出锈蚀钢筋周围混凝土锈胀位移场的表达式。并用基于虚拟裂缝模型（ＦＭ）的非线性有限元方法,建立了钢筋混凝土结构的锈胀裂缝开裂过程的分析模型,利用编制的程序,对钢筋混凝土构件的锈裂过程进行了计算机模拟,结果表明,该模型为获得了锈胀开裂条件以及锈蚀量与锈胀裂缝宽度之间的定量关系提供了可能。     

高速铁路简支箱梁的温差控制

针对高速铁路简支箱梁施工过程因混凝土内外温差过大出现温度裂缝的问题,提出了箱梁预应力孔道通水和内腔通风的温差控制措施.确定了混凝土温度应力场仿真参数的取值,并通过温度场仿真结果与试验结果的对比,验证了参数取值的准确性.对自然养护状态下和温度控制措施下简支箱梁温度应力场进行仿真分析的结果表明：通过温差控制措施,简支箱梁混凝土的最大压应力由支点截面段的2.77 MPa降至跨中截面段的2.21 MPa,最大拉应力由支点截面段的1.255 MPa降至跨中截面段的1.00 MPa,从而有效控制温度裂缝的产生.我国规范规定的15℃的温差限值显得过于严格,可放宽至20℃.     

基于遗传算法的混凝土热学参数反分析与反馈研究

混凝土热学参数主要是通过室内试验得到的,不能真实地反应施工现场的混凝土热学性能.针对这一问题,结合工程现场实测的混凝土温度,利用遗传算法对混凝土温度场进行反演计算,并将计算值和实测值进行对比,分析计算结果的合理性,得到反映混凝土真实热学性能的参数.结合混凝土温度场应力场的基本原理和水管冷却的精确算法,利用这些参数,通过三维有限元仿真计算程序对施工现场混凝土温度场进行反馈计算.确定温控防裂措施,指导后续施工.结果表明t该方法可成为替代用室内试验和经验公式选取热学参数的有效途径.