混凝土连续箱梁日照温度效应分析

温度效应对混凝土结构的影响不容忽视,处于自然环境下的混凝土箱梁在温度效应作用下会发生体积膨胀或收缩,局部温度效应产生的应力与其他作用的结构应力叠加作用的总应力大于结构材料具有的抗拉能力时,混凝土局部破坏而产生裂缝,而且这种作用和结构响应都是瞬时变化的。温度效应作为混凝土裂缝产生的主要原因之一,工程界也是在试验分析和理论研究上做了大量工作,通过各种实体模型或数字仿真在混凝土结构温度分布以及结构温度效应上进行了大量研究分析,在混凝土箱梁温度场分布和热交换影响的研究基础上,借助MIDAS Civil水化热分析功能,模拟桥梁结构日照辐射和环境对流条件,建立实体模型进行日照温差效应分析,按照结构物构造定义了与之对应的单元对流边界、环境温度函数和对流系数函数,得出了相应理论计算值,并将理论计算结果与现场实测数据进行了对比分析。     

单室箱梁的日照温度效应分析

本文以陕西合阳某特大桥为工程背景,根据不同的规范计算单室箱梁的日照温度效应,分析比较各规范计算结果之间的差异,得出单室箱梁在日照温差荷载作用下温度应力与温度变形的分布规律。     

三维日照温度场效应混凝土曲线箱梁桥支座布置

为了研究混凝土曲线箱梁三维温度场效应,采用ANSYS瞬态热分析得到曲线箱梁桥在1 d中的日照温度分布,得出曲线梁各参数对箱梁腹板表面温度分布以及箱梁截面竖向、横向温差分布的影响规律,在此基础上总结出混凝土曲线箱梁桥的竖向、横向温差最不利参数组合,结合各国桥梁设计规范中对温度荷载的规定,提出适用于曲线箱梁桥的竖向、横向最不利正温度梯度。利用有限元软件MIDAS/Civil施加曲线箱梁桥最不利正温度梯度,并对桥梁的支座布置形式进行对比。研究结果表明:桥梁曲率半径、跨径参数、冬季气候、截面尺寸、热工参数对箱梁截面横向温差影响大; 夏季沥青铺装厚度以及热工参数对箱梁的竖向温差影响较大; 中墩内侧布置固定支座和外侧布置切向限位支座,其余墩均在内侧布置径向限位支座和外侧双向活动支座,可以使曲线箱梁桥位移和支反力分配更加合理。     

预应力混凝土箱梁桥的温度效应分析

介绍国内外几种典型规范的温度梯度计算模式,并根据箱梁常用截面尺寸范围,推导出相应的温度梯度解析表达式。以广州某预应力混凝土箱梁桥为工程实例,根据现场试验测试数据的分析,对3种折线模式的温度梯度提出相应的曲线型改进模式。根据国内外几种典型规范的温度梯度计算规定和本文提出的相应改进温度模式分别计算实例桥梁结构在各种温度梯度作用下引起的内力分布和变形。对比分析与计算结果表明:提出的温度模式可以简化计算程序,计算所得的截面最大拉应力略大于规范模式的相应结果,这有利于箱梁的裂缝控制;截面的最大拉应力出现在箱梁顶板的底面位置;桥墩边缘截面的温度应力大于跨中截面的温度应力;在现行设计规范的温度梯度作用下,箱梁截面的最大拉应力可能大于混凝土的抗拉强度,设计中应采取裂缝预防措施。     

曲线连续箱梁桥日照温度效应分析

基于《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中梯度温度的规定,建立不同曲率、不同支承方式曲线连续箱梁桥的MIDAS模型,详细分析了不同曲率、不同支承方式曲线箱梁桥温度效应的力学特性,并总结出曲线连续箱梁在日照温度荷载作用下的受力特点。     

预应力混凝土箱梁温度应力探讨

预应力混凝土箱梁温度应力产生的原因以及日照温差和骤然降温的温差分布形式，温度应力的计算方法，以及温度应力是预应力混凝土箱梁开裂的主要原因。     

预应力混凝土箱梁桥温度场的研究

连续刚构箱梁桥横截面的非线性温度变化,使其产生纵向应力,这些应力可能达到,甚至超过由活荷载引起的应力,从而使结构构件出现温度裂缝。需要提出一种实用的计算方法,用于模拟预应力混凝土梁桥横截面的温度分布,建立其与结构几何形状、所处地理位置、桥梁走向、材料特性和当地气候条件之间的关系,并提出适合广州地区的气候参数的计算公式。该方法可作为使用有限元法分析桥梁温度应力的边界条件。     

预应力混凝土连续梁桥温度应力计算分析

本文作者多年从事桥梁设计工作,以笔者负责的50＋80＋50m预应力混凝土连续箱梁为工程实例,根据新老规范各种日照温度梯度,分别计算出相应温度应力,在此基础上,笔者对比分析了新老公路桥涵设计通用规范各种温度梯度模式对预应力混凝土连续箱梁应力的影响,并提出了新规范提出的日照温度梯度模式下预应力混凝土连续箱梁设计的新思路、新方法,给从事相关工作的同行提供参考。     

预应力钢筋混凝土箱梁桥预应力摩阻损失测试

基于某大跨预应力连续箱梁桥腹板预应力钢绞线现场长期测试过程以及测试数据结果,对箱梁腹板预应力摩阻损失进行分析,为连续箱梁桥施工过程中预应力钢绞线的张拉控制提供依据,确保成桥后达到设计要求。     

基于预应力效应的波形钢腹板曲线箱梁扭转应力分析

为深入研究预应力效应对波形钢腹板曲线箱梁翘曲应力的影响,将预应力等效荷载应用到波形钢腹板曲线箱梁的计算中。通过乌曼斯基第二翘曲理论,根据波形钢腹板曲线箱梁的力学特性,建立了考虑预应力效应的波形钢腹板曲线箱梁的扭转微分方程,并采用初参数法求得约束扭转应力。研究结果表明:在非对称布置预应力钢束的情况下,将考虑预应力效应与不考虑预应力效应所引起的约束扭转应力进行对比,得到由预应力效应所引起的约束扭转正应力的比例达到33%,由预应力效应所引起的约束扭转剪应力的比例达到14.28%,由此可见在非对称布筋的情况下预应力效应产生的扭转效应不能忽视。将本研究的计算结果与有限元计算结果进行比较,吻合较好,表明本研究计算方法精度较高,可进一步完善波形钢腹板曲线箱梁桥的计算理论。     

桥塔结构火灾温度荷载模型及效应分析

为研究火灾对桥塔结构的影响,提出桥塔近火面的火灾温度荷载模型,并对全塔结构的火灾效应进行分析。以高345 m的钢-混组合桥塔作为研究对象,设定7种火灾场景,采用火灾动力学仿真软件(fire dynamics simulator, FDS)获取不同火灾场景下桥塔近火面的温度分布。基于距离和高度参数建立近火面火灾温度荷载模型公式。以温度荷载模型为输入,计算获得桥塔壁面内部的瞬态温度场,通过顺序耦合力场分析桥塔在火灾下的力学性能。研究结果表明:火源与塔面距离较近时,火焰会发生贴壁现象,近火面温度较高且温度沿着桥塔高度方向逐渐降低; 火源与塔面距离较远时,近火面整体温度较低,桥塔倾斜使近火面的最高温度出现在火焰距离桥塔最近高度上; 在桥塔厚度方向,温度沿着厚度方向迅速降低且温度上升起点逐渐滞后; 不同火灾场景下桥塔的最大应力取决于近火面温度,应力集中在近火面温度较高的区域; 随着火灾的发展,应力集中区域由高温区域逐渐向低温区域发展; 近火面温度较低时,热膨胀效应会引起桥塔发生远离火源方向的侧向位移,而温度较高会导致近火面及其内部材料的承载能力大幅下降,侧向位移靠近火源方向发展; 桥塔施工期间发生火灾引起的侧向位移较运营期间更小。     

焊接残余应力对钢桁斜拉桥整体稳定性的影响

以郑州黄河公路铁路两用桥为背景,建立了桥塔与主桁连接部位的三维有限元模型,考虑材料热物理性能依赖于温度的变化,对桥塔焊趾处典型焊接细节的焊接温度场和焊接残余应力进行数值模拟,分析了焊接残余应力对结构整体稳定性的影响。通过热力学分析模拟焊接过程温度场变化,将冷却温度场作为荷载,通过结构分析计算桥塔与主桁连接处焊接残余应力;经过一定的简化,将焊接残余应力作为初应力施加到结构典型焊接细节上,分析其对钢桁结构稳定承载力的影响。计算结果表明:初应力同时施加于下横梁和中桁架上弦杆时,稳定系数下降13%;故在焊接结构中初应力对稳定性的影响应引起足够重视。     

施工支架施工过程模拟和横向分布系数计算

以南江大桥为工程背景,建立平面杆系模型,分别计算施工支架分四个施工阶段施工和一个阶段施工的内力.然后建立桥墩和箱梁混凝土实体模型,施工支架用桁架单元模拟,分析施工支架的荷载横向分布系数.研究结果表明,不考虑施工过程的影响,得到支架的计算结果误差约为13 %,当箱梁腹板的重心偏向支架外侧,且支架的荷载横向联系的刚度较弱时,应考虑横向分布系数的影响.     

AutoCAD的三维造型与工程图转换技术研究

结合实例介绍了在AutoCAD中由三维实体模型生成工程图的方法和技巧。在布局中用VPORTS命令创建三维实体的多个视口,再配合用SOLPROF命令创建三维实体的轮廓图,即可快速地得到规则形体的基本视图或正等轴测图。在布局中用SOLVIEW命令创建所需的各种浮动视口,配合SOLDRAW命令,使用正投影法生成不规则形体的斜视图、剖视图和断面图等。利用三维实体生成工程图不仅可以保证视图的正确性,还可以提高设计绘图的效率。     

典型箱梁温度场分布规律的现场测试及分析

在温度场模式的选取方面各国的规范有所不同,由于温度场带有强烈的地域性,很难形成一种通用温度场模式。以在建的武汉轻轨一号线典型箱梁为工程背景。通过现场实测,分析了武汉地区典型预应力箱梁温度场的变化规律。     

大跨度桥梁桥面铺装温度效应仿真分析

针对环境温度变化对桥面铺装层受力的影响,提出了一些计算假定.以某高墩大跨连续刚构桥为研究对象,分析了温度变化对铺装层受力的影响.用整体温度变化来模拟年温差的影响,采用有限元的方法计算出温度变化引起的主梁挠度,拟合成挠度曲线,并由微元体的平衡条件导出了铺装层应力和层间剪应力的计算公式并得出相应的应力值;用局部温度变化来模拟昼夜温差的影响,采用先整体后局部的分析方法计算出铺装层内的应力.计算结果表明:在整体温度变化作用下铺装层的应力因其材料不同而异;在局部温度变化作用下铺装层内的应力受铺装层与主梁间的温差影响较大.     

后张T梁预应力筋管道摩阻损失测试与分析

通过对秦沈客运专线上跨度16m后张法预应力砼T梁的预应力筋管道摩阻损失进行测试,验证其损失值在规范允范内,说明张拉施工满足设计及施工规范。     

溢流表孔预应力闸墩结构三维有限元分析

对溢流表孔闸墩结构应力分布和变形性态的了解与把握是设计中应解决的关键技术问题之一．为确保整个预应力结构在施工和运行中的安全,运用ANSYS有限元分析软件,对某水电站大坝溢流表孔预应力闸墩进行较为全面的应力、变形分析,得到了典型工况下结构的应力应变分布规律．根据计算结果,对闸墩混凝土结构的预应力效果进行评价,分析了结构重要部位的应力规律,并就预应力体系的两种不同拉锚系数设计方案进行对比分析,优化预应力体系设计．全部有限元计算结果为溢流表孔预应力闸墩结构的设计和优化提供了依据．     

反复荷载作用下的预应力混凝土梁变形

为了分析反复荷载对预应力混凝土梁变形性能的影响,对6片预应力混凝土模型梁进行了低频反复加载试验,在模拟实桥活载效应的荷载作用下,研究了不同预应力度的预应力混凝土梁变形性能和钢束有效预应力变化特征。结果表明,在反复荷载作用下,预应力混凝土模型梁残余挠度和荷载挠度（弹性挠度）较常量荷载下的对应值均有所增大,其中荷载挠度增大系数为1.05~1.10;反复荷载作用对预应力筋长期损失有较明显的影响,且预应力梁的残余挠度与预应力钢筋的残余变形有着密切关系。