基于长期健康监测数据的混凝土单箱三室箱梁遮阴效应

单箱三室箱梁温度效应复杂,在王家河特大桥箱梁混凝土内埋置了89个温度传感器、并布置了光电辐射传感器与风速传感器,采集频率均为1次/20min。利用无线采集模块进行数据采集,得到单箱三室箱梁太阳辐射温度场分布规律。研究结果表明：太阳辐射测试结果存在季节性,夏季太阳辐射强烈,风速测试结果无明显季节性;受太阳辐射作用影响,向阳侧边腹板竖向温度梯度大于背阳侧竖向温度梯度,夏季竖向温度梯度大于冬季温度梯度;受对流作用影响,中腹板除顶底部测点外变化极小可被忽略;受太阳高度角影响,冬季向阳侧照射时间比夏季长。冬季箱梁最大横向温度梯度为12.0℃,大于夏季的4.7℃;箱梁横向温度梯度成U型分布,背阳侧横向温度梯度的98%超越概率值为6.472℃,首次提出基于向阳侧和背阳侧温度梯度的中国铁路规范的修正公式;建立考虑遮阴长度的温度场模型,揭示了向阳侧腹板横向温度梯度冬季大于夏季的原因。     

亚热带季风气候区域箱梁温度场及效应分析

介绍了独峒大桥主梁温度测点布置情况,比较分析了亚热带季风气候区域和温带季风气候区域的箱梁温度场分布的差异,采用多项式函数拟合亚热带季风气候区域的箱梁在典型天气下的温度场,据此计算的轴向应变0?和曲率?作为温度参数代入桥梁结构电算程序(BDCMS)中,验证了理论计算值与实测值吻合情况良好,有足够的工程精度.     

夏季高原地区混凝土箱梁温度效应分析研究

箱梁因其具有良好的受力性能和整体性能得到广泛应用,高墩大跨预应力混凝土箱梁桥在高原地区得到大量建设。因此研究箱梁温度场尤其是高寒地区箱梁温度梯度模式,对保证箱梁使用安全具有重大意义。温度应力对箱梁安全的影响越来越大,很多桥梁因温度应力产生裂缝,温度应力的产生主要和箱梁温度梯度分布有关,高原地区桥梁的温度场和温度应力分布复杂,目前国内相关研究较少。文中以四川省甘孜州普巴绒大桥为工程背景,对其进行夏季高原箱梁桥温度场的研究。采用现场布置温度传感器的方式实测箱梁温度,同时使用风速仪、辐射仪、红外测温仪等仪器测得气温、风速、辐射等箱梁温度值从大量的测量数据中筛选出对桥梁最不利影响的数据进行分析,从而得出高原地区的箱梁温度模式。另外采用ANSYS软件对所测箱梁截面进行建模分析,通过软件的仿真模拟理论数据和实际测得数据的对比来验证高原地区箱梁温度场。     

大跨梁桥悬臂施工期间温度效应监测与分析

分析大型桥梁施工期间温度对主梁线形的影响.以主梁悬臂施工中的某大桥为工程依托,进行温度场实验.同步测量箱梁多点的温度和主梁各测点的挠度,将温度场实验总结出的箱梁的温度梯度作用于T构的主梁,将挠度的计算结果与实测结果进行比较.发现理论计算中T构两侧对称测点的挠度基本相等,而实际测量中则出现了不对称下挠.温度梯度会使悬臂施工中的主梁产生较大的挠度,临时支墩温度场会引起T构两侧悬臂的不对称下挠.     

单箱三室混凝土箱梁桥温度变形原位实验研究

为研究温度对桥梁支座位移的影响,以西安西咸新区红光路沣河大桥为研究对象,现场实测了箱梁截面的温度和支座位移。主桥为7跨变截面连续梁桥,截面为宽度达27 m的单箱三室箱梁。选择典型截面在混凝土表面布置了58个温度传感器,同时测量了7个位置的大气温度,以及在南北支座布置了2个位移传感器。分别于2015年9月5日和2016年4月18日进行现场实验研究。结果表明,由于箱梁截面的温度分布不均匀,在日温差仅为12.3℃,直接根据某一区域的温度进行支座位移计算的误差很大,误差最大甚至达931%;而根据形心点温度进行支座位移计算的误差相对较少,最大误差为35.9%。可供类似工程设计参考。     

连续刚构桥零号块高强混凝土水化热效应分析

为研究大跨径连续刚构桥箱梁零号块高强混凝土水化热温度场变化规律,以及采用现有方法计算所得理论值与实测值的对比。以鄂尔多斯市东康路连续刚构桥主桥为依托工程,对布置温度测点的零号块水化热数据进行采集,并根据《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)建立MIDAS/FEA有限元数值模型。根据所采数据进行分析,得到该零号块水化热温度场效应规律,并与计算结果进行对比分析。由本实例实测数据与理论数据对比可得,测点最高温度与实测值相差可达26℃,达到最高温度所用时间相差可达25 h。因此,桥梁所用高强混凝土与承台、大坝等所用普通混凝土的热力学性能差别较大,连续刚构桥箱梁零号块不能完全参照《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)来处理。     

波形钢腹板PC组合箱梁内衬混凝土部位温度分布研究

波形钢腹板PC箱梁桥内衬混凝土部位的材料不同,在日照作用下,混凝土与钢材部位的温度分布也不同,因此有必要对其腹板温度场进行研究.本文依托宁夏叶盛黄河公路大桥,利用无线采集仪模块和温度传感器,首次开展了波形钢腹板内衬混凝土部位的温度梯度研究.通过对内衬混凝土截面32个测点进行分析,得到混凝土及波形钢腹板的温度变化规律.利用最大极值分布对百年一遇的极端气温进行预测.研究表明:波形钢腹板箱梁的混凝土顶板、底板和内衬混凝土的竖向温度梯度可按照桥梁规范取值即可.腹板的波纹钢和混凝土材料性质不同,在升温时,存在不同的温度梯度;由于太阳辐射原因,波形钢腹板向阳侧和背阳侧温度梯度模式存在差异,在16点时,内衬混凝土部位的波纹钢和内衬的温差沿高度分布规律为:向阳侧呈现正弦曲线分布,背阳侧呈现梯形分布.本研究首次提出的波形钢腹板内衬混凝土部位的温度梯度可以为该类桥梁设计提供参考.     

太阳辐射对混凝土箱梁温度效应的影响

介绍了影响混凝土结构温度效应的太阳辐射强度和太阳辐射吸收系数的一般特性.利用有限元程序进行混凝土简支箱梁的温度效应计算,分析了太阳辐射吸收系数对梁的跨中挠度变化幅度、轴向变形变化幅度以及梁内最大拉应变的影响,并给出了相应的等效温差.根据混凝土表面性状的不同,太阳辐射吸收系数在0.4~0.8之间变化.计算结果表明,太阳辐射吸收系数的变化对混凝土箱梁结构的温度变形影响明显.在工程中建议采取在混凝土表面刷浅色涂层、采用整体式定型钢模板等措施减小温度效应.     

基于气象参数的混凝土箱梁日照温度场仿真分析

针对困扰工程设计的桥梁梯度温度问题,建立了基于气象参数并考虑实际桥址和桥梁走向的混凝土箱梁日照温度场有限元模型.以苏通大桥辅助航道桥为例,使用2008年7月2日至7月7日6天的实测温度和气象数据,验证了该模型的准确性,并分析了大气日温差和日平均风速对混凝土箱梁梯度温度的影响.分析结果表明,日平均风速对混凝土箱梁的最大梯度温度影响较大,大气日温差则对其影响较小.从概率统计学角度计算分析了桥址气象参数50年一遇标准值条件下混凝土箱梁的日照温度场,提出可能出现的最大梯度温度为18.3℃,并将提出的梯度温度模式与各国规范的梯度温度模式进行比较.结果表明,在分析混凝土箱梁日照温度场时有必要考虑气象参数的影响,以获得适合当地桥梁的梯度温度模式.     

钢-混凝土组合箱梁沥青摊铺温度场试验

为了解决沥青摊铺高温对桥梁结构影响的问题,结合在建中的跨线桥梁,在典型断面竖向钢筋混凝土桥面板及钢箱腹板内埋设了相关的温度传感器,在实桥沥青摊铺过程中对各断面的测点温度进行了全程的动态测量,收集了摊铺沥青混凝土引起的钢-混凝土组合箱梁内温度分布及其变化情况,得出桥面板内的温度梯度在距梁顶一定范围内呈双线性分布,拟合沿箱梁高度方向的温差曲线.并且对解决箱梁竖向的较大温差造成的不利影响提出了相关建议.     

大尺寸混凝土箱梁日照温度场的实测与仿真分析

基于对苏通大桥辅助航道桥运营期温度数据的分析以及对不同尺寸箱梁的温度场的仿真计算,研究大尺寸箱梁温度场的分布特点及其影响,提出腹板温度梯度和底板温度梯度的修正方法.研究结果表明:大尺寸混凝土箱梁竖向温度分布特点为腹板温度整体高于梗腋部位温度,而梗腋部位的温度又整体高于底板温度;计算大尺寸混凝土箱梁的温度效应时,由腹板温度和底板温度引起的竖向挠度曲率误差最高可达33.3％.腹板沿壁厚方向最大温度梯度可达9℃,当上部结构上下行分幅布置时,外侧腹板和内侧腹板有不可忽略的横向温差.     

混凝土箱梁桥的温度场分析

基于混凝土箱梁桥温度场及其变化规律的理论分析和现场实测,分析了混凝土箱梁温度场与其所处的环境温度及日照辐射等因素的关系.运用辐射换热、对流换热等相关理论,对箱梁表面的各种热流进行分析,并将各种热流转换成易于加载的对流换热形式,即采用综合对流换热系数和综合大气温度来反应箱梁表面各种热流,在此基础上应用有限元方法对箱梁温度场进行计算,获得了太阳辐射作用下箱梁温度场的分布规律,并与试验结果进行了比较,其理论值与实测值基本吻合.     

薄壁空心高墩温度场与温度效应分析

针对公路规范未给出桥梁高墩温度模式问题,依据太阳辐射理论探讨高墩与外界环境热交换机理,考虑太阳辐射、辐射换热、对流换热确定结构热边界条件,以莆炎高速公路奇韬溪大桥项目为依托,采用ANSYS软件建立薄壁空心高墩三维仿真模型进行墩温度场与温度效应分析.结果表明:薄壁空心墩与箱梁温度场分布存在一定差异,不应直接套用公路桥涵通用设计规范中箱梁温度梯度模式.高墩温度场表现出随太阳东升西落的正弦曲线变化规律,高墩外表面场温度分布主要受日照控制.温度效应对高墩线形的影响不可忽略,墩顶支座对温差作用下墩顶位移约束效果显著,在支座约束下最大位移降低幅度达53%.     

混凝土连续刚构桥箱梁的温度监测与分析

以观音沙大桥为背景,通过实验测试和计算分析,寻求有普遍意义的温度场分布规律和大跨度连续刚构桥施工过程中的温度效应.应用有限元软件ANSYS对温度场进行模拟,分析了太阳辐射、风速等边界条件和导热系数、比热等计算参数对温度场的影响,并提出了相应的建议值.模拟计算的温度场与实测温度场吻合得较好,根据模拟的温度场进行结构计算所得的应力和挠度也与实测值相当吻合,从而可以利用当地气象局实测的气象数据来实时模拟混凝土箱梁温度场并进行温度场的温度效应分析.     

火灾作用下预应力连续梁桥的力学性能分析

为研究火灾对预应力连续梁桥力学性能的影响,以福建某受火连续箱梁桥为背景,参考桥梁火灾的现场资料,确定模型的边界条件,选取适当的混凝土、预应力筋本构模型,考虑混凝土及钢筋热工参数随温度的变化,通过对火灾时桥梁的瞬态温度场分析,得出温度随时间和空间的变化,并分别比较在自重作用下以及车道荷载作用下火灾前和火灾时桥梁的力学性能变化,研究火灾对桥梁中混凝土、预应力筋等材料的影响.结果表明,对大跨度桥梁结构来说,火灾后,结构的传热速度相对较慢,热量从受火面向非受火面逐渐扩散,温度呈平流状分布;火灾发生后,混凝土材料强度的损失要远远高于预应力筋强度的损失.     

基于COMSOL的沥青混凝土路面车辙预估

模拟了基质沥青路面和高模量沥青路面在高温温度场下的蠕变,借助有限元软件(COMSOL)引入温度场和受温度诱导的蠕变模型,对基质沥青混凝土路面和HMAC(高模量沥青混凝土)路面进行热辐射和固体力学耦合作用,分析对比其在车辆荷载作用下的永久变形,研究外界环境温度、太阳辐射和车轮荷载等因素对路面车辙变形发展的影响,能够对路面车辙深度进行精确地预估,研究分析车辙产生的蠕变变形,针对路面车辙提出合理的防治措施,减小路面永久变形,为路面的材料选择和结构优化提供参考价值,延长沥青路面使用寿命.     

秦沈客运专线箱梁水化热温度、应变变化及裂缝控制

通过实验数据,总结了铁路32 m双线单箱单室混凝土箱梁横截面上水化热温度和应变随时间的变化规律,分析了温差裂缝和温度收缩裂缝的产生机理,对此类箱梁早期温度裂缝的有效控制提出了合理的建议.     

时变对流模式下混凝土厚壁结构内生热场分布

针对高墩混凝土箱梁墩顶块水化热温度场分布状况,考虑了风速的影响,建立了时变对流热传导模式,利用ANSYS分别对时变对流换热系数和稳定对流换热系数下混凝土箱梁墩顶块水化热温度场进行了分析,总结了时变对流模式下混凝土箱梁墩顶块水化热温度场的分布规律,并与实测值进行了对比。研究结果表明:时变对流计算模式适合计算高墩混凝土箱梁墩顶块的水化热温度场;混凝土箱梁墩顶块水化热温度分布以腹板、顶板、底板与横隔板的交合部分为球心呈层状向外逐渐减小;随着时间的延伸,水化热温度分布形状相似,相应区域内温度值降低;时变对流换热系数下水化热温度峰值出现时间约为56 h,稳定对流换热系数下水化热温度峰值出现时间约为80h;风速对各测点的水化热温度峰值及其发生的时间影响较大,增大风速可降低水化热温度峰值,缩减温度峰值出现的时间。     

考虑温度影响的混凝土水化热温升反演分析

水化度对混凝土的温升过程有比较明显的影响,以往工程中的热学参数反演往往没有考虑这一影响.采取浇筑大型混凝土块的方式进行了现场试验,根据表层温度梯度特点优化了温度探头的布置.根据实测混凝土温度和环境温度数据,采用基于水化度的三维有限元温度场计算程序和遗传算法,获得混凝土的各种热学参数.测点温度的实际值和计算值的对比表明两者可以较好地吻合,可见,该方法可以较好地反映混凝土的温升特性,为温度场的仿真计算提供可靠依据.     

高架桥施工期附近既有桥梁的安全性监控

在高架桥施工过程中,为保证作为高架桥施工支架基础或部分基础的既有桥梁的安全性和使用性能,必须采用一定的监测技术对既有桥梁进行监控。介绍了既有桥梁安全性监测系统设计的基本原则与内容,以及监测报警指标拟订的基本方法。针对一个实际工程,进行了监测目的的确定、测点的优化布置、监测仪器的选择、数据采集时机和频率的选择,以及报警指标的拟订,给出了实际监测的基本过程与结果。通过监测,说明对既有桥梁进行监控是保证既有桥梁安全性和使用性能的有效手段。