节段施工结构非线性时效分析

提出了一个钢筋混凝土、预应力混凝土、钢－混凝土组合平面框架结构非线性和时效通用时步分析的模型。本模型能模拟节段施工过程，如纵截面和横截面几何形状变化或材料特性变化；单元、预应力筋、索的安装和拆除；内、外边界条件的变化等。在荷载作用和强迫在位移工况下的结构分析考虑了材料的非线性时效特性、结构延迟变形的影响、二阶效应等。此模型能跟踪结构在施工和使用年限内的响应。考虑结构几何和材料非线性有助于分析结构在线弹性状态、开裂状态、极限荷载阶段的响应，还可在施工过程对结构短期和长期的承载力响应方面提供有价值的结论。此模型还能分析延迟开裂、非线性徐变、徐变屈曲等复杂现象。     

基于连续体退化组合壳单元的连续箱梁非线性分析

提出了一种用于预应力混凝土箱梁非线性分析的单元模型,此模型可以方便的模拟结构中存在的普通钢筋、预应力直线钢筋和预应力曲线钢筋。将分层壳单元和大变形杆单元相组合,编制了钢筋混凝土三维非线性分析有限元程序。非线性分析方面考虑了材料和几何非线性,采用TL列式描述几何非线性行为,材料非线性分析包括弹塑性变形、混凝土的开裂和压碎等等。本文提出的单元模型较好的解决了预应力混凝土箱梁分析时曲线配筋模拟的问题。最后给出了2个算例,计算结果与相关软件和试验数据吻合良好。     

预应力混凝土连续箱梁开裂后的刚度退化模型

为了研究预应力混凝土连续箱梁开裂后的刚度退化规律,基于CB壳单元,采用层状模型模拟预应力混凝土结构;考虑加载和卸载效应及材料和几何双重非线性效应,有效地模拟了三跨连续斜交箱梁的开裂、屈服和失效全过程。基于非线性有限元分析,提出了一种预应力混凝土箱梁开裂后的刚度退化模型,由该模型计算了预应力混凝土箱梁开裂后的刚度折减量。结果表明:CB壳单元模型对于预应力混凝土箱梁的非线性分析有良好的适应性,对箱梁开裂后的使用性能评估有实际应用价值。     

斜拉桥施工过程仿真分析

介绍了预应力混凝土斜拉桥施工过程的仿真分析方法.该方法通过引入CR列式法考虑结构的几何非线性行为、引入温度场理论计算温度的影响、采用有限元步进法结合随龄期调整的有效模量法考虑混凝土收缩徐变的影响,同时收缩徐变参数及模式可以根据实际材料特性而选取.该方法与以往的方法相比分析精度更高.利用该方法开发的软件1998年在汕头()石大桥上应用,受到专家的好评.     

钢管混凝土拱桥施工及营运阶段非线性应力分析

为进一步研究几何非线性、材料非线性及其组合对钢管混凝土拱桥受力特性的影响,以及钢管混凝土拱桥从转体施工到合龙,直至运营阶段的受力特性,使用有限元软件MSC.NASTRAN建立其全桥空间有限元模型,并在建模过程中力求减少假设、逼近真实工程结构状态,对该桥在施工过程及营运阶段的力学行为进行研究。考虑多种荷载组合,与施工过程相对应地分阶段地对结构进行加载,分别考虑线弹性、几何非线性、材料非线性以及双重非线性的影响对模型进行分析计算。对比相同非线性组合状态下不同阶段的受力特性以及相同阶段不同非线性组合的受力特性,得出一些有益结论,包括各阶段结构的受力薄弱位置所在,各阶段各非线性因素的影响的重要性等。     

PC箱梁桥受力开裂成因的数值分析

根据预应力混凝土桥梁的力学特性,提出了嵌入式空间预应力混凝土实体组合单元的概念。综合考虑预应力效应、徐变效应、温度荷载等影响因素,从桥梁空间应力状态的精细化分析着手,对东莞市石龙镇二桥的开裂成因及影响因素进行了研究,进而提出现阶段桥梁设计方法的改进建议。     

斜拉桥施工过程仿真分析

介绍了预应力混凝土斜拉桥施工过程的仿真分析方法。该方法通过引入ＣＲ列式法考虑结构的几何非线性行为、引入温度场理论计算温度的影响、采用有限元步进法结合随龄期调整的有效模量法考虑混凝土收缩徐变的影响，同时收缩徐变参数及模式可以根据实际材料特性而选取。该方法与以往的方法相比分析精度更高。利用该方法开发的软件１９９８年在汕头Ｑｕｅ石大桥上应用，受到专家的好评。     

考虑非线性行为的PC结构桥梁极限承载力分析

现代PC(预应力混凝土)结构桥梁受力复杂,根据其受力特点,提出用实体退化虚拟层合单元建立三维有限元模型;将预应力筋作为结构的一部分,用等效节点荷载模拟预应力的张拉效应;利用TL法考虑结构的几何非线性效应;采用Ohtani ＆ Chen假定的多重强化塑性模型考虑混凝土材料的非线性行为,对于预应力钢绞线和普通钢筋则分别选用线性强化和理想弹塑性模型.以一实际刚构桥为对象进行应用研究,说明了方法的有效性.计算结果表明,达到极限状态时的载荷因子为13.908 5,相应的安全系数为2.265.     

ANSYS在体外预应力混凝土简支梁非线性分析中的应用

介绍了Ansys在体外预应力混凝土简支梁非线性分析中的应用,同时考虑了混凝土和钢筋的材料非线性以及结构几何非线性,建立了两根体外预应力简支梁的三维分析模型,分析并模拟了在三分点荷载作用下加载直至破坏的全过程,并与试验进行了比较,结果表明Ansys能较好地模拟受力全过程,分析了转向块对体外预应力混凝土简支梁受力性能的影响.     

大跨径悬索桥的施工控制

大跨径悬索桥施工方法独特，结构受力、变形表现为几何非线性，导致其计算理论和施控方法均异于其它桥型。又由于混凝土的收缩、徐变特性，预应力张拉的二次矩效应，使得预应力混凝土悬索桥的受力特性更趋复杂，也增加了施控难度。本文以汕头海湾大桥为工程背景，介绍了大跨径预应力混凝土悬索桥理想状态的建立、施工阶段的仿真计算，及其施工控制的实施。     

某梁拱组合桥施工中拱脚裂缝成因分析及处理措施

为分析梁拱组合桥施工中拱脚裂缝的形成原因,运用有限元软件,并结合现场实测数据建立拱脚部位精细数值分析模型。考虑施工时环境条件和结构状态,分析施工荷载、温度和收缩徐变等因素对结构内力和变形的影响。结果表明,当前施工节段的静力荷载对结构内力和变形影响很小,当温度效应及收缩徐变效应共同作用时结构出现裂缝,与实测开裂形式吻合。表明施工中拱脚开裂主要是由于混凝土徐变和环境温差造成,并结合工程实际情况给出裂缝处治方案建议。     

现浇变截面预应力混凝土悬臂梁桥施工监控分析与实践

现浇变截面预应力混凝土悬臂梁桥由于施工过程中受到材料性能、施工荷载、施工精度、预应力损失、混凝土收缩徐变、温度、环境等影响,造成桥梁结构的设计理想状态与实际施工状态之间存在偏差。本文通过杭金衢高速公路西小江大桥施工监控分析与实践,在施工过程中对桥梁结构进行实时监测、识别、调整、预测,为有效控制施工质量安全以及合理成桥状态提供技术指导。     

基于纤维模型的高速铁路预应力混凝土模型箱梁非线性分析

建立了预应力混凝土箱梁模型在重复荷载作用下纤维分析模型,并展开非线性力学反应分析.对纤维模型的截面特征、非线性材料本构关系的选择等各项关键技术进行了论述.计算结果表明:有限元计算得到荷载位移滞回曲线与试验结果吻合良好,纤维模型法能够较好地预测高速铁路预应力混凝土箱梁整个加载历史的非线性结构响应.     

波形钢腹板矮塔斜拉桥施工阶段稳定性分析

波形钢腹板矮塔斜拉桥以其新颖的结构形式、优良的受力特性、较好的材料利用效率,修建数量日益增多,因其多采用薄壁钢腹板和刚构薄壁高墩的结构形式,使得对该类桥型施工过程中稳定性问题的研究就显得尤为重要。研究方法:利用ANSYS有限元软件建立朝阳沟波形钢腹板矮塔斜拉桥空间块体+板壳组合单元精细计算模型,计算纯剪切荷载作用下钢腹板的失稳模态;选取施工关键阶段,计算悬臂施工状态的弹性稳定性;考虑材料非线性、几何非线性和混凝土材料的开裂和压碎特性,计算悬臂施工状态非线性稳定性。结果表明:波形钢腹板构造按弹性屈曲强度公式计算最小值为348.3 MPa(合成剪切屈曲),有限元方法计算的剪切屈曲最小值为517.9 MPa,均大于材料剪切屈服强度199 MPa,结构承载力按剪切屈服强度控制;矮塔斜拉桥拉索的弹性支撑作用,增强了波形钢腹板稳定性,施工中主要是主墩的平面内侧倾失稳,不会出现波形钢腹板的失稳情况;考虑材料非线性和几何非线性求得悬臂施工阶段的非线性稳定系数仅为弹性稳定系数的41%～34%,悬臂越长,非线性效应对稳定性的影响越突出;施工荷载对悬臂施工状态的稳定性影响很大,最不利工况下结构的非线性稳定系数为5.13,结构稳定性仍满足规范要求。     

大跨度钢管混凝土拱桥非线性与稳定性分析

大跨度拱桥在施工过程中体系不断变化﹑荷载逐步增加以及拱桥结构大位移等因素,必须考虑拱的变形影响和材料弹塑性影响。该文对大跨度钢管混凝土拱桥进行稳定性分析时,同时计入几何非线性和材料非线性的理论,考虑双重非线性影响。     

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。     

随机变温作用下徐变对预应力混凝土梁桥结构行为的影响

结合在自然环境条件下开展徐变试验和既有研究成果,对现有可考虑温度影响的徐变模型包括Fahmi提出的基于时间-温度等效原理的徐变模型、CEB-FIP(1990)模型、BP模型、B3模型和组合徐变模型进行比选,并将比选出的组合徐变模型应用于预应力混凝土梁桥的徐变效应分析中。假定徐变符合弹性徐变理论,基于初应变法解决了应用组合徐变模型进行桥梁结构徐变效应分析的问题。通过将基于组合徐变模型和依据我国公路04桥规分析得到的桥梁结构变形、应力和预应力损失结果进行比较,探究忽略实际变温对徐变影响可能导致的桥梁结构行为估算偏差。研究结果表明:考虑实际环境变温影响的徐变系数预测值与试验值更为贴近,现行徐变模型因未计入环境变温影响,可能低估了冬季和春季浇注混凝土的徐变,高估了夏季和秋季浇注混凝土的徐变;在考虑自然环境温度影响的徐变作用下,梁体下挠度可较规范值大约15.5 mm,截面应力与规范值的最大相对偏差约为10%,预应力损失可较规范值大约40%以上。随机变温作用下混凝土徐变,加剧了桥梁梁体持续下挠、混凝土开裂和预应力损失等问题。因此,在桥梁结构设计中推荐采用组合徐变模型计入实际环境变温对结构混凝土徐变行为的影响,从而为预应力束的合理布置与张拉控制、梁体预拱度的准确设置等方面提供参考。     

体外预应力混凝土桥梁弯曲性能非线性分析

本文建立了体外预应力混凝土桥梁非线形有限元分析模型。模型除了考虑了一般混凝土结构具有的材料非线性和几何非线性外,还考虑体外预应力混凝土结构特有的二次效应以及预应力筋在转向块处的滑移,并对体外预应力筋在多个转向块处发生滑移的情况给出了分析方法。根据此有限元分析模型,使用面向对象的方法编制了有限元分析程序EPA。最后使用此程序对体外预应力混凝土梁的弯曲性能进行了参数分析,所分析的参数包括体内体外混合配筋、二次效应、接缝和体外预应力筋在转向块处的滑移等。     

大跨径连续刚构桥设计施工中应注意的几个问题

大跨径预应力混凝土连续刚构桥常见病害为跨中下挠、腹板斜开裂、底板开裂等。针对该类桥梁病害,从桥梁纵面线形、2期恒载、几何结构、箱体构造、混凝土养生和混凝土收缩徐变等方面,提出设计和施工技术建议,其可供类似桥梁设计施工参考。     

影响桥梁结构耐久性的主要因素及应对措施

桥梁结构耐久性受到构件混凝土开裂及钢筋锈蚀、混凝土徐变和预应力钢筋松弛致使的预应力损失、重复荷载引起的疲劳损伤等因素的影响。同时桥梁结构系统耐久性又与桥梁设计思想和水平、施工工艺和质量管理水平、运营管理和维护各主要环节息息相关,因此,必须采取对策在设计中充分考虑材料和细部因素、环境因素,不断提高施工水平,加强运营管理,以提高桥梁结构体系耐久性。