考虑遮挡的钢管混凝土拱桁日照温度场

为掌握桁式钢管混凝土拱桥各拱肋截面在日照作用下的温度场分布,对一座进藏铁路上的大跨度大管径钢管混凝土拱桥进行了研究,采用数值方法模拟计算了拱肋各弦管在夏季及冬季日照下的温度场。计算结果显示:在该地区环境中,桁式钢管混凝土拱肋的各弦管截面温度场均与日照变化规律一致,并随日照变化呈现明显的非线性特征;上弦管受遮挡作用较小,钢管温度最高升温位置始终位于向阳面,而管内混凝土的温度变化主要受整体环境温度影响,保持比较平稳的变化,受日照影响不明显;下弦管受到遮挡影响,整体温度场低于上弦管,外侧钢管温度变化较内侧明显,管内混凝土对日照作用不敏感。研究结果表明:桁式钢管混凝土拱肋截面上、下弦管的日照温度场有较大差别,设计中应分别取用温度值。     

大跨径钢管混凝土拱桥管内混凝土施工质量分析与评估

以一座主跨336 m大跨径钢管混凝土拱桥为工程背景，分析自密实无收缩管内混凝土设计制备以及真空辅助灌注技术的应用效果，建立管内混凝土灌注施工质量风险评价标准，对管内混凝土流动性能、入管温度和排浆操作存在的风险进行评估并提出应对措施，为同类桥梁管内混凝土施工质量控制及改进提供参考。     

钢管混凝土哑铃形拱肋灌注混凝土时的截面应力分析

针对钢管混凝土哑铃形拱肋灌注混凝土时容易发生爆管事故的问题,建立了有限元模型,对灌注管内混凝土时钢管拱肋的截面应力进行了分析。分析时考虑了各种灌注顺序和工况。分析结果表明:哑铃形截面在灌注腹腔混凝土时,钢管与腹板交接处将产生很大的应力,是产生爆管事故的主要原因。哑铃形截面灌注混凝土时的受力情况与灌注顺序有关,灌注的顺序以先腹腔后两管的顺序最为不利,先两管后腹腔的受力较为有利。为防止爆管事故,建议采用拉杆或型钢加劲腹板,并采用分腔灌注。     

大跨度钢管混凝土拱桥成桥状态钢管应力优化研究

为了优化大跨度钢管混凝土拱桥成桥状态主拱受力性能,提出了后拆扣索的新思路:在主拱圈合龙完成后对钢管采取继续保留扣索的措施,混凝土灌注完成达到强度后,再拆除扣索,钢管与混凝土共同承担后续荷载。采用有限元方法按以上思路对贵州大小井特大桥进行了分析研究。结果表明:如果混凝土灌注完成达到强度后再拆除扣索,与原方案相比,在成桥状态下拱肋上下弦钢管与管内混凝土的受力均得到改善,钢管应力值有所降低,管内混凝土应力值略有增加;在管内混凝土灌注前后扣索的索力值变化不大,扣索拉力值在允许范围内。因此通过该方法能够在一定程度上提高大跨度钢管混凝土拱桥拱肋截面的组合效率,改善主拱的受力性能。     

温度对钢管混凝土拱桥管内混凝土脱粘的影响

基于国内钢管混凝土拱桥管内混凝土检测资料,结合理论计算,分析温度对钢管混凝土拱桥管内混凝土脱粘的影响进行分析,认为大直径钢管混凝土拱桥脱粘较小直径的更严重,故从降低脱粘程度考虑,拱肋钢管直径不宜大于1000mm。另外,钢管混凝土拱桥拱肋上宜采用浅色涂装,以降低日照产生的管内截面温差,减小钢管混凝土拱肋脱粘程度。     

钢管混凝土系杆拱桥施工中受力性能及稳定性分析

为给钢管混凝土系杆拱桥施工监控提供理论依据,以南水北调工程南阳市姚湾跨渠公路桥为背景,采用有限元软件建立全桥三维空间模型,详细考虑混凝土灌注次序、混凝土徐变效应、吊杆张拉次序、系梁多次张拉等环节,对结构施工全过程的内力和变形历程及系梁浇筑过程中支架受力进行分析.结果表明,施工过程中拱肋钢管及管内混凝土应力满足规范要求;各分支钢管中混凝土的压应力与混凝土灌注次序有关;钢管内灌注混凝土的徐变会使钢管混凝土截面发生应力重分布;拱肋支架满足整体稳定性和分支稳定性要求.     

钢混组合梁负弯矩区混凝土面板的应变收缩分析

设计室内模型试验,测试在不同荷载作用下混凝土板的应变,并采用收缩预测模型对混凝土板的平均收缩应变进行理论计算,同时结合有限元仿真手段,研究混凝土面板不同成型阶段产生的收缩应变对拉应力影响。结果表明:混凝土板各断面处的测点应变随着荷载增加呈非线性增长,混凝土试件临界荷载宜为120~140 k N,施加的荷载大于临界荷载时,各测点应变迅速增大,截面3和截面5的应变值和应变增长率最大,在混凝土板的裂缝控制中应予以考虑。试件存放的时间越久,平均收缩应变越大。受未收缩层约束和变形不协调的影响,混凝土板由收缩应变引起的最大拉应力不同,成型8、33,136 d后,混凝土板外层X向最大拉应力分别为2、3,2 MPa。     

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。     

日照作用下钢管混凝土构件温度场实测分析

为研究日照作用下钢管混凝土构件截面的温度场,进行了钢管混凝土构件日照作用下的温度场测试,分析了日照作用下截面温度场的分布和变化规律。测试结果表明,日照作用下钢管混凝土构件截面温度场为非均匀场,圆心点的温度变化更多地受到东西向(日照方向)的影响;除圆心点外,截面沿径向的温度变化中,越靠近圆心温度变化越滞后于大气温度;在相同的日照条件下,横放构件的温度变化幅度大于竖立构件;向阳面温度变化大,背阴面温度变化小,横放构件截面最大温差大于竖立构件;截面径向的温差分布可用三次多项式来表示,竖立构件上午截面径向的最大温差和下午截面径向的最大温差相近。     

钢管混凝土配合比研制与压注技术

钢管混凝土中混凝土和钢管的收缩特性不一致,为了充分发挥钢管套箍作用,发挥该复合结构的优势,在管内灌注高性能微膨胀混凝土,以提高钢管的承载能力。同时,为了确保混凝土质量,设计要求混凝土从拱脚至拱顶两边对称采用泵送顶升一次浇注的施工方法。文中结合某大桥工程建设实例,对微膨胀高性能钢管混凝土的配制以及管内混凝土压注技术进行了研究。实践证明,该桥钢管混凝土配合比研制方法是可行的,钢管混凝土压注方案取得了成功,为该项技术的广泛应用积累一些试验数据和宝贵的施工经验,可供其他类似工程施工借鉴。     

钢管混凝土短柱强度计算新探

以试验为基础的钢管混凝土研究理论，将钢管混凝土采用系数表示的综合强度值进行内力计算，为半理论半经验方法，该文通过对钢管环向紧箍力计算得出径向荷载作截面强度，实现了钢管紧箍作用承载力的单独分离，使钢管混凝土短柱的内力，能够划分成不同材料的强度来计算，并进行内力叠加，这种方法直观，简便，选取材料不同阶段的强度计算，计算结果与理论值相吻合。是钢管混凝土短柱强度计算方法的新探索。     

钢管-钢管混凝土复合拱桥实桥静载测试与分析

进行了第一座钢管 - 钢管混凝土复合拱试验桥--福建福鼎山前大桥实桥静载测试和有限元模拟分析,对钢管-钢管混凝土复合拱静力性能进行了讨论,研究表明,复合拱的静力性能与等截面拱相近,但拱肋变截面处应变应是设计中的控制因素,极限承载力分析应考虑双重非线性的影响.     

钢管拱桥管内混凝土真空辅助灌注试验及实桥应用

为研究如何减小钢管混凝土拱桥管内混凝土脱空问题,依托主跨530m的合江长江一桥,设计并完成了2条长达50m的大型钢管模型对比试验,试验中分别采用常规和真空辅助灌注工艺完成钢管混凝土的灌注。通过对试验管的超声波检测结果对比分析和将试验管剖开直观对比观察管内混凝土,证明了真空辅助工艺的有效性;摸清了其工作机理;发现了原设计真空辅助工艺的不足并提出改进方法。将改进后的真空辅助灌注工艺应用于依托工程,真正实现了全过程真空辅助灌注施工。试验及实桥应用证明:该工艺保证了管内混凝土灌注阶段的密实性,并大大减少后期脱空范围、显著减小后期脱空深度,效果良好,获得了发明专利,已推广应用于3座特大桥。     

钢管-钢管混凝土复合拱桥实桥静载测试与分析

进行了第一座钢管 - 钢管混凝土复合拱试验桥--福建福鼎山前大桥实桥静载测试和有限元模拟分析,对钢管-钢管混凝土复合拱静力性能进行了讨论,研究表明,复合拱的静力性能与等截面拱相近,但拱肋变截面处应变应是设计中的控制因素,极限承载力分析应考虑双重非线性的影响.     

钢管混凝土拱桥温度内力计算时温差取值分析

提出钢管混凝土事拢温度的概念，进行了钢管混凝土的构件截面温度场测试和钢管混共桥温度变化值的计算机分析，分析结果认为，钢管混凝土拱桥的计算合拔温度以决于管径和这内混凝一一个月内的平均温度以及空钢管合拢温度。钢管混凝土拱桥的计算温度取日平均较为合理。     

大跨度钢管混凝土拱桥拱肋混凝土灌注过程稳定性研究

为指导钢管混凝土拱桥拱肋混凝土灌注施工,以主跨575m的中承式钢管混凝土拱桥——广西平南三桥为背景,基于稳定性基本理论,建立主桁拱结构的有限元模型,对拱肋混凝土灌注过程中主拱肋的线形、应力和稳定性进行研究。结果表明:混凝土由拱脚灌注到拱顶过程中,主拱肋存在横向偏位和竖向偏位,灌注初期的偏位大于灌注后期,跨中截面的偏位大于其它截面;拱肋混凝土灌注过程中,钢管和核心混凝土的应力不断变化,最大应力主要集中在拱脚截面,且小于材料的允许值,钢管应力变化幅度大于混凝土应力变化幅度;结构稳定系数逐渐降低,灌注初期结构的稳定系数降低幅度大于灌注后期结构的稳定系数降低幅度。     

基于HCSA的膨胀混凝土制备及其在微膨胀自密实钢管柱混凝土的应用研究

钢管柱混凝土与普通混凝土墩柱相比较而言,钢管对混凝土的环向约束作用以及钢管和混凝土材料共同受力,能够显著提高结构力学性能,在大跨度桥梁和超高层结构中得到很好应用。对于钢管柱混凝土,如何提高柱内混凝土密实度,增大有效截面面积是钢管柱混凝土浇筑的关键问题。从自密实钢管混凝土膨胀剂的角度出发,研究了不同HCSA掺量下C50微膨胀自密实钢管混凝土的抗压特性和收缩特性,认为当HCSA掺量为8%时,钢管混凝土抗压性能提高最大,且混凝土收缩也接近最小。在某桥梁工程实际应用中检验了HCSA微膨胀剂的膨胀作用,工程应用达到预期效果。     

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。     

不同钢内衬加固钢筋混凝土管涵力学特性试验研究

为研究不同钢内衬加固钢筋混凝土管涵的加固效果及其力学特性,对不加固的钢筋混凝土管、10 mm厚平钢管内衬加固钢筋混凝土管、波纹钢管内衬加固钢筋混凝土管3个试件进行两点加载试验,测试P—Δ曲线及截面应变。试验结果表明:采用直接加固方式时,波纹钢管内衬加固钢筋混凝土管、平钢管内衬加固钢筋混凝土管的极限承载力分别比未加固圆管的极限承载力提高240%、22%;加固形成的钢筋混凝土—内填混凝土—内衬波纹钢管截面为部分组合截面;钢筋混凝土—内填混凝土—内衬平钢管截面接近非组合截面,其受力过程与未加固管截面受力过程相似。     

合江长江一桥拱肋钢管混凝土灌注施工

合江长江一桥为主跨530 m的中承式钢管混凝土桁架拱桥,共有2个拱肋8根拱肋主弦钢管,每根拱肋钢管分两边(半跨)同时灌注,拱肋管内混凝土为C60高性能自密实微膨胀混凝土,每次单边灌注方量300多m3,采用真空辅助泵送法分3级接力一次性完成灌注施工,施工质量好、速度快,可在同类工程中推广应用.