预应力组合箱梁桥的使用寿命分析

为了研究既有预应力混凝土结构在混凝土碳化后,结构在服役期间的使用寿命,分析讨论了混凝土碳化及与混凝土本身有关的内部因素(如水灰比、水泥品种、骨料品种与粒径、混凝土强度等)和与环境有关的外部因素(如环境湿度、CO2浓度、环境温度等)的影响.以混凝土的碳化深度作为一个随时间变化的随机过程,建立了一般大气环境下,混凝土强度的时变概率随机模型.并将混凝土强度、保护层厚度、荷载横向分布系数以及荷载增长视为随机变量,在此基础上,研究了在不修复的情况下五跨一联预应力组合箱梁主梁和结合面的使用寿命,结果表明结合面的失效概率要大于主梁.荷载增长对结构可靠度指标影响较大.给出了在不同服役年限时结构主梁和结合面的使用寿命可靠度水平,其结果对预测结构剩余寿命和经济、科学地安排养护维修时间具有重要参考意义.     

混凝土结构耐久性寿命评估影响因素敏感性分析

保护层厚度、CO2浓度影响系数、环境湿度、混凝土立方体强度等因素都影响了结构的耐久性寿命。本文运用灰色关联理论分析了单因素对结构预测寿命的影响，并分析了各影响因素对结构碳化寿命的敏感性。结果表明：保护层厚度、混凝土立方体强度、环境湿度增大可以使结构的寿命增加；构件所处年平均温度、CO2浓度升高、工作应力增大时其寿命成近似线性下降趋势；在各因素中保护层厚度、混凝土立方体强度对结构寿命的影响最大，因此在一定程度上可以通过增加保护层厚度及混凝土的强度来提高结构寿命。     

环境温度作用下隧道结构变形分析

为了探讨隧道结构的变形缝合理设置问题,对某隧道的钢筋混凝土超长结构进行了使用阶段环境温度影响下结构变形现场量测,应用一维非稳态热传导理论和温度应力理论对环境温度影响下隧道结构的温度和变形进行计算.计算表明,对于超长混凝土隧道结构,使用期内环境温度的变化对于结构的温度变形影响不能忽视,变形缝的设置需要考虑永久变形缝的容许变形和混凝土施工时间的影响.     

环境温度对斜拉桥动力特性的影响分析

基于东海大桥主航道斜拉桥健康监测系统测得的一年的环境温度和结构响应的数据分析了环境温度对结构动力特性的影响。首先基于环境温度的监测数据对环境温度的分布特点进行了分析,环境温度沿桥梁纵向具有很强的一致性,沿箱梁截面具有明显的温度梯度。接着分析环境温度对结构动力特性的影响机理,并通过实际监测数据进行了验证,其结果表明理论分析与实际监测数据具有很好的一致性。最后基于ARX模型对于环境温度对结构动力特性影响的惯性效应进行了分析,表明环境温度的影响具有明显的时间滞后效应,同时基于多点温度能够等效表示环境温度的惯性效应。     

自然环境中混凝土内微环境温度响应

研究了有/无遮挡条件对自然环境中一维混凝土内微环境温度响应的影响规律.基于傅立叶传热原理和第三类边界条件,推导出2种工况下的一维混凝土内微环境温度响应模型,并利用现场试验结果论证了所建模型的合理性;此外,还提出了利用实测结果求解混凝土的热扩散系数和表面换热系数等参数的方法.试验结果表明:所构筑的不同工况条件下的混凝土内微环境温度响应模型可表征混凝土内微环境温度响应变化规律,其理论拟合曲线与实测结果基本吻合;有/无遮挡条件对混凝土内微环境温度响应影响较大,主要体现在温度响应波幅、极值和出现时间等方面,这是因为主导混凝土与环境间的换热方式不同;基于理论推导和实测结果所解出的混凝土热扩散系数和表面换热系数等参数的精度较高.     

基于等效时间的混凝土徐变模型

基于水泥浆的微观结构,研究了混凝土徐变发生的几种机理,指出徐变是由于荷载作用下混凝土内部水的运动以及与外界发生水交换而引起的.采用国外学者的试验数据,提出了基于等效时间的混凝土徐变模型,研究了不同养护温度(20℃,40℃,65℃)对混凝土徐变的影响.研究结果表明,环境温度升高加快了水泥的水化反应速率和水分的蒸发速率,混...     

温度对预应力混凝土斜拉桥中跨合龙的影响

水东湾大桥主桥为跨径150 m+328 m+150 m的预应力混凝土斜拉桥,两侧边跨与中跨各设1个合龙段.为保证主梁高精度合龙,基于有限元软件Midas/Civil建立空间杆系模型,对合龙施工时每个施工工序下的环境温度及合龙配重荷载因素进行计算,分析其对桥梁结构的影响.结果表明:施工应根据现场环境温度变化,制定合理的工...     

混凝土氧气扩散系数试验研究

为了确定混凝土材料氧气扩散系数和混凝土水灰比、环境相对湿度及环境温度的关系,根据Fick扩散定律的基本原理,研制了混凝土氧气扩散系数测试装置.利用该装置,进行了上述3种因素对混凝土氧气扩散系数影响效果的正交试验研究.结果表明,环境相对湿度对混凝土氧气扩散系数影响最明显,混凝土水灰比次之,环境温度的影响最后.根据试验结果,利用SPSS统计分析软件得到了混凝土氧气扩散系数和混凝土水灰比、环境相对湿度和环境温度相互关系的预计模型,为钢筋锈蚀的定量评价中合理确定混凝土氧气扩散系数提供了科学依据.     

再生混凝土导热性能影响因素及研究进展

再生混凝土因掺入再生骨料使其内部微观结构、力学与热力学性能均与普通混凝土有所区别.目前,对再生混凝土力学性能已有较多研究,但对其热力学性能的关注则相对较少.针对影响再生混凝土导热性能的主要因素,如再生骨料性质与取代率、再生微粉、环境温度等,分析再生混凝土导热系数的变化规律.通过归纳分析现有试验数据,提出了再生混凝土导热...     

养护环境及粉煤灰对水工混凝土导电性能影响研究

为探究不同养护环境及粉煤灰对水工混凝土导电性能的影响,在混凝土试件内通过埋设片状电极的方式,测量养护期内不同养护环境下掺有粉煤灰的水工混凝土的电阻率,探究其导电性能与养护效果的关系.结果表明:养护环境湿度与混凝土导电性呈正相关,在掺有粉煤灰情况下可使混凝土电阻率呈线性变化,并基于电阻率变化率提出了一种判断混凝土养护效果的方法.     

温湿度条件耦合作用下的混凝土结构碳化数值分析

本文分析了热传导方程和混凝土碳化方程的相似性,借用以有限元方法为基础的大型通用软件ANSYS中的热分析模块,对混凝土的碳化过程进行了数值仿真分析,分析过程中考虑了混凝土所处的温度和湿度等外界环境的影响,使得结果更加符合实际情况。算例分析证实了本文所用方法的有效性和可行性。     

混凝土结构时间多尺度环境作用研究

不考虑环境作用在时间和空间上的相关性,以确定环境作用代表值的"时间计算尺度"和环境作用的时变规律为特征,以引起混凝土碳化的环境作用为例,对环境作用(主要为大气温度、相对湿度)的时间特性进行了详细分析.结果表明,可以采用"年均"计算尺度或修正后的"年均"计算尺度计算引起混凝土结构碳化的环境作用代表值;采用Holt-Winters模型可以较准确地描述环境作用的时变规律.确定了合适的时间计算尺度和环境作用的时变规律,可以更加方便地预测混凝土结构的碳化深度.     

白洋淀湿地夏末大气边界层温湿廓线特征对比分析

2005年9月北京大学与中国科学院大气物理研究所联合在白洋淀湿地地区开展非均匀下垫面的大气边界层综合野外观测实验,利用新型高精度温湿度探空系统分别在陆地和水面两种下垫面进行连续观测。实验结果显示水陆两种下垫面的大气边界层结构具有明显特征：不同时刻、不同高度出现多层逆湿、逆温现象及清晰的边界层顶位置。同时发现该地区的陆地下垫面上空湿度较水面大、温度较低;水面上空湿度较小,温度较高,且水面上空边界层厚度要大于陆地。作者从盛行风向、局地能量平衡、陆气相互作用等方面对实验结果进行分析,结果有助于研究和了解夏秋季节白洋淀湿地地区大气边界层特性和演变规律,为进一步认识白洋淀湿地的水循环及能量平衡提供了参考。观测结果也检验了北京大学自行研制的新型高精度温湿度探空系统的性能。     

碳纤维混凝土力电性能的研究现状

碳纤维混凝土是集结构性能和多种功能于一体的复合材料,具有良好的压敏性、温敏性和电磁屏蔽特性。结合近年来对碳纤维混凝土复合材料的研究和普通混凝土材料尺寸效应的研究,综述了碳纤维混凝土复合材料的力电性能及其尺寸效应的影响,同时提出碳纤维混凝土研究所存在的问题,旨在为碳纤维混凝土复合材料的研究提供一定的参考。     

运行条件对自然通风湿式冷却塔性能影响的实验研究

为研究得到湿式冷却塔最佳运行工况,搭建了自然通风湿式冷却塔实验系统。在保证结构参数不变的情况下,通过改变循环水进塔水温、循环水流量、环境大气干球温度、相对湿度等因素,研究得到不同运行条件下冷却塔性能的变化规律,并对其分析优化,从而取得高性能的运行工况。研究结果表明:在设定工况下,循环水流量对冷却性能几乎没有影响;循环水进塔温度高有利于增大冷却温差和冷却效率,但超过某特定值冷却效率趋于平缓;提高环境空气干球温度冷却温差和冷却效率逐渐减小,且进塔水温越高,环境干球温度的影响越大;空气相对湿度增大将导致冷却性能和冷却效率显著下降;随着侧风风速的增大,冷却性能先减小后增大,存在临界风速值。     

多孔介质墙体热湿传递实验测试研究

建筑围护结构中的热湿耦合传递规律研究对于了解其传热性能具有重要意义。本文利用大型人工环境舱搭建多层加气混凝土墙体测试实验平台,营造了符合三种典型气候的室外舱温湿度环境并随周期性变化,室内舱控制为空气调节下恒定温湿度条件,测试并记录了多层加气混凝土墙体表面及内部不同位置温湿度变化。墙内距离外表面20 mm处测点的相对湿度在夏热冬冷夏季特征气候下降低了7.88 %,在夏热冬冷冬季特征气候降低了4.11 %,在南海极端热湿特征气候下降低了5.76 %。结果表明热传递对湿传递促进的程度大于湿传递对热传递的作用,在高热、高湿的南海地区,热湿耦合作用对墙体热工性能的影响更大。     

温度对混凝土强度的影响

基于混凝土材料的宏观和微观结构的组成,研究了混凝土的宏观强度特性,揭示了混凝土的强度主要取决于其孔隙率．水灰比决定了混凝土的孔隙率和强度．环境温度升高加快水泥水化反应速率和水分蒸发速率,对混凝土的早、后期强度产生影响．介绍了温度效应的几种理论：(a)孔隙系统分布理论;(b)SO3最优量理论;(c)内部开裂理论;(d)凝胶体的非均质性理论．研究结果表明,环境温度升高加快了混凝土早期强度的发展,而降低了其后期强度．     

早龄期混凝土内部湿度发展特征

早龄期混凝土内水分含量是监控混凝土结构开裂的重要参数之一。该文采用数字式温湿度传感器,研究了早龄期普通与高强混凝土内部湿度随浇筑龄期的发展规律。实验结果表明,随浇筑龄期的增长,混凝土内湿度逐渐降低。湿度随龄期的发展规律可描述为早期的水汽饱和期(阶段I,相对湿度100%)及随后的湿度逐渐减小期(阶段II,相对湿度<100%)。阶段I的长短及阶段II中湿度降低的幅度与混凝土水灰比及所在位置有关。早龄期混凝土内水分含量沿高度分布不均,存在明显的湿度梯度。