混凝土收缩徐变对预应力连续梁桥的影响分析

近几十年来,悬臂浇筑施工工艺在预应力混凝土连续梁桥的建设中已被广泛应用,但随着桥梁跨度的逐渐增大,已有不少的预应力混凝土连续粱桥出现了不同程度的跨中下挠、开裂等病害.究其原因,部分除设计及施工原因外,主要还是在于混凝土收缩、徐变效应对桥梁结构的影响.该文以某大桥工程为背景,对相对湿度、加载龄期及预应力损失等因素进行探讨,分析混凝土收缩、徐变对悬臂浇筑预应力混凝土桥梁的影响.     

预应力混凝土连续梁桥的收缩徐变分析

混凝土的收缩徐变是影响超静定结构的主要因素之一,在大跨度桥梁的悬臂施工过程中必须加以控制.采用有限单元步进法,通过对某大跨度预应力混凝土连续梁桥的收缩徐变分析,可以很方便地计算出连续梁桥从施工到成桥以及成桥后任意时刻任意截面的内力与变形,为箱梁桥的收缩徐变计算提供参考.     

超细粉煤灰高性能混凝土(UFA-HPC)的徐变性能研究

系统对比研了UFA-HPC和普通混凝土的徐变特性及其对预应力混凝土筒支梁体徐变上拱的影响规律,研究结果表明,C50强度等级的UFA-HPC与C50普通混凝土相比,徐变系数降低40%.特别是UFA-HPC干燥徐变的降低,从而导致UFA-HPC预应力筒支梁体徐变上拱度对环境湿度的敏感性显著降低,与28天龄期加载的混凝土徐变变形相比,10天龄期时加载所导致混凝土的徐变变形增量基本上发生在持荷2个月以内;与C50普通混凝土梁体相比,UFA-HPC梁体的徐变上拱度王著降低.     

无碴轨道桥梁高强混凝土徐变变形的试验研究

对3种C60高性能混凝土施工配合比进行徐变试验,研究其徐变特性,并与规范规定的徐变系数进行了对比。对一座85＋135＋85m的高速铁路预应力混凝土连续梁桥模拟施工全过程,分析计算了铺轨后20年间由混凝土收缩、徐变、预应力损失引起的徐变变形。将试验结果应用到实桥后期徐变变形的预测中,从而为该桥的设计和施工提供科学的依据,为我国新建铁路城际轨道交通预应力混凝土桥梁的设计与应用及有关规范的编制提供依据和参考。     

无碴轨道预应力混凝土梁长期变形及影响因素

采用广珠(广州-珠海)城际容桂水道特大桥主桥的实际混凝土配比,对比分析C60高性能混凝土实测徐变系数和按各种规范计算所得徐变系数,确定结构徐变变形计算方法。通过长期试验观测,研究预应力混凝土简支梁的长期变形发展规律及其影响因素和控制措施。研究结果表明：在762 d的观测期内,梁体预应力损失很小,最多不超过8.63％,说明预应力混凝土梁后期变形主要由混凝土徐变引起;堆载后前185 d内梁体变形平均约占总后期变形的75％,之后500 d内的变形仅占25％;混凝土表面应变也在400 d时基本稳定;环境温度和湿度、预应力加载龄期、二期恒载加载龄期等对预应力混凝土结构后期徐变变形有重要影响,在高湿度、低温度的混凝土养护环境中,适当延长预应力张拉龄期和铺轨时间等可有效控制无碴轨道预应力混凝土梁的后期变形。     

混凝土圆柱体早期收缩徐变性能试验研究

通过恒温恒湿条件下对素混凝土徐变柱在不同加载龄期下进行短期持荷试验,得到了混凝土圆柱体早期收缩徐变规律,对比了不同加载龄期下混凝土圆柱体早期徐变性能差异性.试验表明:混凝土早期收缩应变随时间逐步增大,收缩应变率变化较小,早期体外收缩应变较体内收缩应变要大,体内外收缩应变差值随着时间有增大趋势;混凝土早期徐变系数随持荷时间而增大,徐变增长速率逐步减小,混凝土圆柱体体内实测徐变系数较体外实测徐变系数偏小;在持荷初期阶段,加载龄期越大,徐变系数越小,徐变系数增长速率越快.     

混凝土收缩徐变及施工过程影响的高层框架结构分析

根据某高层混凝土框架结构的特点,建立了该建筑结构的空间有限元计算模型,考虑混凝土收缩、徐变及施工过程分层加载的影响,对该高层混凝土框架结构在竖向荷载作用下的静力性能进行了分析.计算结果表明:与高层混凝土框架结构整体分析相比,考虑混凝土收缩、徐变和施工过程分层加载影响时,该混凝土框架结构的竖向位移、框架梁轴力增加较多,而框架柱轴力变化不大;框架梁的弯矩、剪力变化不显著,框架柱的弯矩、剪力有一定的变化,这些变化应引起工程设计和施工人员的关注.     

混凝土收缩徐变效应对含叠合梁段混合梁斜拉桥主梁受力行为的影响

以某双塔混合梁斜拉桥为工程背景,利用桥梁专业软件Midas/Civil建立了全桥三维有限元模型;对比分析了在成桥阶段混凝土收缩徐变作用对斜拉桥主梁内力行为的影响.分析结果表明:混凝土收缩徐变效应对叠合主梁弯矩的影响较大,使其发生了内力重分布,对正弯矩具有削峰作用,造成负弯矩值有较大的增加,对混凝土主梁影响较小;收缩徐变效应对主梁轴力及剪力的影响均较小;混凝土的收缩徐变效应对叠合梁的受力影响较大,使叠合梁中钢梁与混凝土桥面板之间应力发生重分布,靠近钢-混凝土结合段处的混凝土主梁应力改变较大,其余位置改变量不明显.     

斜交空心板连续梁桥拼宽结构收缩徐变分析

以某斜交空心板连续梁桥为工程背景,进行实桥拼宽后的应变和位移监测以及非线性有限元分析,研究混凝土收缩徐变对斜交空心板梁桥拼宽结构受力性能的影响.研究结果表明:利用ABAQUS计算得到的收缩徐变对斜交空心板梁桥的结构受力性能的影响,与实测结果较为吻合;斜交空心板拼宽桥梁中,新桥收缩徐变会导致中跨跨中梁底纵横向应变显著增加,收缩徐变对拼宽斜交桥位移的影响,以横向位移最大,纵向位移次之,竖向位移最小.     

基于等效龄期与结构单元的HPC早龄期拉伸徐变评价

通过对早期设计的拉伸徐变装置的改进,实验评价了养护温度和加载龄期对高性能混凝土早龄期拉伸徐变特性的影响.在考虑混凝土内部结构单元对徐变作用的基础上利用流变学原理提出了评价早龄期拉伸徐变的ZC模型.通过对拉伸徐变实验数据的分析,得到了模型参数,进而获得了早龄期拉伸徐变的评价式,并对其进行了实验验证.结果表明,高性能混凝土早龄期拉伸徐变在加载初期增长快速,后期则逐渐趋于稳定,并且养护温度越高,徐变收敛的趋势越明显;所提出的ZC模型能较好地描述不同养护温度和不同加载龄期早龄期拉伸徐变发展特征,对3d前加载的混凝土徐变应变的定量评价其误差在10%以内.     

混凝土收缩徐变效应对曲线钢-混凝土箱形结合梁桥的影响

为了研究混凝土收缩徐变效应对曲线钢-混凝土结合箱形梁桥的影响,采用Sap2000商用软件,分析了一实桥结构,在三维建模时分别以壳单元、弹簧单元、梁单元和筋单元等模拟钢箱、钢箱与桥面板之间的剪力连接键、外横隔梁和预应力钢筋等,以多层混凝土壳单元模拟了桥面板,并对施工过程进行了仿真模拟.分析结果表明:混凝土收缩徐变大大增加了桥梁的挠度,不但使跨中正弯矩区混凝板的压应力不断增大,也使负弯矩区混凝土板的压应力不断增大,这一效应对防止负弯矩区混凝土板的开裂是有利的;混凝土桥面板中的普通钢筋对收缩和徐变效应有明显的影响,设计时应认真加以考虑;收缩徐变效应持续时间较长,计算时其作用时间宜取10年以上;另外,曲线梁桥收缩徐变效应也伴随着扭转效应.     

大跨径连续刚构桥长期下挠影响因素分析

以贵都高速大跨径预应力混凝土连续刚构桥(芭茅冲大桥)为工程实例,采用有限元程序Midas/Civil对其进行施工过程和运营阶段仿真计算,分析混凝土超重、预应力损失、混凝土收缩徐变、刚度损失等因素对大跨径预应力混凝土连续刚构桥跨中长期挠度的影响。计算结果表明:混凝土超重和桥面铺装施工误差导致的自重增加均可引起桥梁跨中长期挠度增加,徐变系数、环境相对湿度的变化、预应力损失等因素对桥梁跨中长期下挠影响显著;梁体刚度降低跨中长期挠度增加较多,且早期刚度的降低对桥梁跨中挠度增加影响较大。     

双层桥面钢桁桥钢-混组合桥面板收缩徐变效应

为了研究钢-混组合桥面板收缩徐变效应对双层桥面钢桁桥的影响,以广东东江大桥——刚性悬索加劲钢桁梁桥为工程背景,采用有限元法,分析了不同加载龄期下混凝土收缩徐变对桥面板应力以及跨中挠度的影响,选择了合适的收缩徐变计算方法,考虑混凝土弹性模量的时变效应,并针对大桥受力特点,研究了180 d加载龄期下混凝土收缩徐变对其主桁及加劲弦应力的影响。分析结果表明:加载龄期越长,收缩徐变效应对钢桁桥的影响越小;收缩效应对桥面板应力影响较大,而徐变效应影响较小,总体不到收缩效应的30%;收缩徐变对主桁某些部位杆件应力影响较大,将使主桁跨中上弦杆应力增加22%,但对加劲弦应力及跨中挠度影响较小。总体而言,由于加劲弦及双层桥面的结构特点,收缩徐变效应对东江大桥力学性能的影响呈较强的空间性。     

大跨度连续梁桥病害成因分析

大跨度预应力混凝土连续梁桥在运营一段时间之后,容易出现箱梁腹板斜向或竖向开裂,底板纵向、横向或斜向开裂,顶板纵向开裂,跨中变形等病害,影响桥梁结构安全和正常使用,有必要进行维修加固,维修加固目标确定和方案选择应建立在对病害现状充分了解、病害成因基本清晰的基础上。以某高速公路上的一座大跨度预应力混凝土连续梁桥为例,分析该桥病害出现的可能原因,提出维修加固主要目标。     

预应力简支箱梁桥徐变上拱的测试及仿真计算分析

根据对小凌河特大桥32m预应力混凝土箱梁的实桥试验,对简支箱梁桥的徐变上拱和徐变应变进行了分析,并将按龄期调整的有效模量法与一般结构分析的有限元法相结合,综合考虑现场试验所测得的各项预应力损失、材料的力学特性、环境条件等．实现了对简支箱梁的施工过程的逼真模拟计算。     

基于时效分析理论的预应力混凝土结构分析

以截面平衡方程和结构平衡方程为基础 ,通过综合考虑混凝土的收缩徐变及预应力钢束松弛等时效因素对预应力混凝土结构的影响 ,提出了综合计算时效影响的时效分析数值算法 .运用这一方法 ,可以完成对预应力混凝土结构从施工到运营以至整个设计使用期内 ,任意时刻梁体任意截面的应力、挠度的长期预测 .这一理论已得到实验验证 ,并在实际桥梁工程中得到应用     

预应力混凝土结构收缩与徐变损失的计算分析与有限元模拟研究

在结构施工和使用过程中,混凝土的收缩和徐变对结构的变形和内力均有巨大的影响,也是造成预应力混凝土梁桥预应力损失的一个重要因素。采用基于位移法的初应变法结合有限元对预应力混凝土结构中的收缩与徐变进行分析,建立了收缩与徐变的时步分析方法。此方法能得到每一个时间步的内力改变量,将前一个荷载步的内力与此内力改变量叠加,将混凝土收缩徐变损失与钢筋松弛损失有机结合起来,而不是单纯的将两种损失进行叠加分析。通过算例分析得出:混凝土收缩徐变在加载初期挠度增量变化快,经过一段时间后逐渐趋于稳定,第一年内收缩徐变损失值占20年收缩徐变总量的60%,跨中截面挠度值约占20年时刻总挠度的80%。     

收缩徐变对预应力混凝土连续梁桥的影响

利用有限元计算软件Midas,以某大桥实际工程为背景对桥梁进行了模拟,通过对相对湿度、加载龄期等因素进行探讨,分析了混凝土收缩、徐变对悬臂浇筑预应力混凝土桥梁的影响。     

论改善预应力连续箱梁耐久性措施

近年来大量预应力混凝土箱梁桥在运营阶段相继出现了影响结构正常使用及结构耐久性的受力裂缝。文章从以下几个方面探索改善预应力连续箱梁耐久性的措施、建立全寿命成本分析优化设计理念：加快抗裂、抗渗等高性能混凝土材料的推广和应用;改善原有预应力连续箱梁施工工艺、结构形式;设计时充分考虑桥梁使用时所处的环境,针对具体的环境采取适当的措施减少环境对桥梁耐久性的影响,加强运营阶段的管理和维护。     

影响大跨度PC铁路桥悬浇施工挠度因素

大跨度预应力混凝土桥梁广泛采用悬臂法施工,悬臂法施工给桥梁结构带来不断变化的复杂应力和变形,诸多因素的变化影响着桥梁的预抛高.为研究影响施工中预应力混凝土铁路桥梁挠度的结构自重、温度、混凝土收缩徐变、预应力损失、混凝土加载龄期等的程度,结合某大跨径桥梁实际工程,应用MIDAS/Civil软件模拟了各影响因素对桥梁的挠度影响程度,将就温度、混凝土徐变以及预应力损失对桥梁挠度的影响进行敏感性分析研究,得到了混凝土徐变、预应力损失与大跨度铁路桥梁施工挠度的关系曲线,提出了具体可控措施.