钢筋混凝土桥梁抗力模型的建立及应用

对在役钢筋混凝土桥梁进行可靠度评估和寿命预测中,抗力是可靠度计算的重要因素,建立抗力模型至关重要。针对建立在役钢筋混凝土桥梁抗力模型的这一问题,分析了混凝土强度变化、钢筋锈蚀、混凝土与钢筋的粘结能力变化3大因素及其时变规律。考虑了锈蚀引起的钢筋力学性能降低,引入了基于纤维模型的计算模式不定性参数,采用数学方法建立了钢筋混凝土桥梁抗力随时间衰减模型。引入某钢筋混凝土简支T梁桥进行了抗力模型的计算,验证了模型的可靠性。抗力衰减模型的建立为结构可靠性评估打下了基础。     

板偏心受压全过程非线性有限元分析模型研究

以水闸中典型板构件为基础,采用钢筋混凝土非线性有限元分析理论,考虑混凝土本构关系的下降段、钢筋与混凝土的黏结滑移力,建立有限元分析模型,并利用有限元软件ANSYS12.0对板施加偏心距为100mm的面偏心荷载,进行板偏心受压全过程非线性分析计算.结果表明:有限元分离式模型基本符合板在受压过程中的变化规律,采用的模型是可行的.     

大田港闸混凝土结构耐久性检测与分析

为了解大田港闸老化病害的程度和原因,按照规范要求对该水闸混凝土结构进行外观质量和耐久性检测分析。结果表明,水闸混凝土结构外观破损明显,露石露砂、顺筋裂缝、钢筋锈蚀、混凝土破损剥落等现象严重;引起破坏的主要原因是混凝土施工质量较差,钢筋保护层厚度不足,钢筋保护层混凝土碳化引起钢筋锈蚀胀裂,而水流冲刷磨蚀是水闸过流结构破坏的主要形式。     

氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能研究

基于试验、仿真及理论分析,探讨了氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能的退化规律及其影响机理。采用干湿循环法对钢筋混凝土试件进行了长达两年的锈蚀试验,对214根锈蚀钢筋进行机械拉伸试验。结果表明:当锈蚀程度较轻时,钢筋名义强度随锈蚀率增加呈线性下降;当锈蚀率较大时,钢筋名义、等效强度及延性均随其增加而下降;钢筋力与变形关系曲线中的屈服平台随锈蚀不均匀性增大逐渐缩短甚至消失;钢筋断裂形态与局部锈蚀特征相关,可分为三种类型;同等条件下细直径钢筋的力学性能对锈蚀更敏感。就试验现象进行理论和仿真分析表明:钢筋的实际抗拉强度在锈蚀前后并不降低;名义强度的降低,主要是由于锈损引起钢筋横截面积减小导致抗力减小而造成的;锈蚀引起的截面积减小、缺口效应及附加偏心作用是导致钢筋伸长率减小的主要原因;附加弯矩作用是导致钢筋力与变形关系曲线中屈服平台缩短、消失的主要原因。     

西堤水闸混凝土结构检测与分析

介绍了佛山市顺德区中心沟西堤水闸安全鉴定混凝土结构检测结果,分析了钢筋锈蚀对混凝土梁承载力的影响,提出了锈蚀钢筋混凝土梁的承载力计算取用的系数,对水闸混凝土结构安全状况进行了评价。     

氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能研究

基于试验、仿真及理论分析探讨了氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋的力学性能退化规律及其影响机理。通过对取自历时两年干湿循环混凝土试件中的214根锈蚀钢筋进行拉伸试验表明：当锈蚀率较小时，钢筋名义强度随之增加近乎线性下降；当锈蚀率较大时，钢筋名义、等效强度及延性均随之增加而下降；钢筋的屈服平台随锈蚀不均匀性增大逐渐缩短甚至消失；钢筋断裂形态随局部锈蚀特征变化；同等条件下细直径钢筋力学性能对锈蚀更敏感。就试验现象进行理论和仿真分析表明：钢筋的实际抗拉强度在锈蚀前后并无显著变化；钢筋名义强度的降低，主要是由于锈损引起横截面积减小导致抗力减小而造成的；锈蚀引起的钢筋面积减小、缺口效应及附加偏心作用是导致其伸长率减小的主要原因；附加弯矩作用是钢筋力与变形关系曲线中屈服平台缩短、消失的主要原因。     

环氧树脂涂层钢筋在水闸工程中的应用

在钢筋混凝土结构中,钢筋锈蚀破坏是导致混凝土结构耐久性能减弱的重要因素,而在沿海工程中,氯离子侵蚀是引起混凝土结构钢筋锈蚀的最重要原因。以胡陈港水闸工程为例,阐述环氧树脂涂层钢筋在本水闸工程中应用的必要性,并具体分析环氧树脂涂层钢筋的施工工艺特点、提高工程结构耐久性以及所具有的经济效益和社会效益。     

上虞市西大堤一号闸混凝土结构耐久性检测与分析

上虞市西大堤一号闸已运行25 a,出现了老化病害现象.为了解其老化病害的程度和原因,按照规范要求对该水闸混凝土结构进行外观质量和耐久性检测分析.结果表明,水闸水上(大气中)混凝土结构外观破损明显,露石露砂、顺筋裂缝、钢筋锈蚀、混凝土破损剥落等现象严重;引起破坏的主要原因是混凝土施工质量较差,钢筋保护层厚度不足,钢筋保护层混凝土碳化引起钢筋锈蚀、混凝土胀裂,而水流冲刷磨蚀是水闸过流结构破坏的主要形式.     

基于ANSYS的锈蚀RC梁抗弯承载力分析方法比较

文章根据已有锈蚀RC梁的结构性能退化研究和抗弯承载力计算理论,从钢筋锈蚀引起构件承载性能下降的机理出发,基于ANSYS程序,采用折减粘结强度和折减钢筋强度的有限元模拟方法,分别建立了锈蚀RC梁抗弯承载力有限元模型,进行非线性分析,比较ANSYS分析结果和试验结果,表明利用ANSYS进行有限元分析,能够较好地反映RC梁因锈蚀引起的抗弯承载力下降。     

病害混凝土水闸的修补加固技术

混凝土水闸经过长期运行会出现各种病害,如面层空鼓剥落、顺筋膨胀开裂、钢筋锈蚀、表面冲坑等,严重影响水闸安全运行。造成这些病害的原因有CO2引起的混凝土碳化、水流及过闸水流中推移质和悬移质的冲刷磨损、海洋环境下氯离子渗透引起的钢筋锈蚀、某些地区的冻融破坏。     

Finite element model of reinforcement corrosion in concrete

A nonlinear finite element model (FEM) of the corrosion of steel reinforcement in concrete has been successfully developed on the basis of mathematical analysis of the electrochemical process of steel corrosion in concrete. The influences of the area ratio and the Tafel constants of the anode and cathode on the potential and corrosion current density have been examined with the model. It has been found that the finite element calculation is more suitable for assessing the corrosion condition of steel reinforcement than ordinary electrochemical techniques due to the fact that FEM can obtain the distributions of potential and corrosion current density on the steel surface. In addition, the local corrosion of steel reinforcement in concrete is strengthened with the decrease of both the area ratio and the Tafel constants. These results provide valuable information to the researchers who investigate steel corrosion.     

辋川河引水输水渡槽结构性能评估研究

为全面了解辋川河引水输水渡槽的质量现状,保证渡槽的安全使用,对渡槽进行了质量检测与结构性能分析。通过对渡槽的检测,得到渡槽的外观缺陷、混凝土强度、混凝土碳化深度和钢筋锈蚀等参数,随后利用这些参数建立ANSYS有限元计算模型,分析渡槽各控制截面内力值。通过将分析结果与渡槽结构极限承载力相比较,可知槽身各截面的承载能力不足,后期使用需进行加固处理。     

积石峡水电站压力管道设计与分析

积石峡水电站压力管道为钢衬钢筋混凝土管,直接敷设在地基上,钢管直径11.5 m,最大内水压力1.05 MPa。采用平面有限元按分载法进行压力管道钢衬及其外包混凝土结构承载能力计算,基于有限元分析结果,取消了压力管道伸缩节,而采用伸缩管,节约了工程投资,方便了施工和运行管理,其设计经验和理念可供同类工程借鉴。     

堆石坝混凝土面板温度应力分析研究

本文结合新疆吉林台面板堆石坝的设计方案,应用能模拟堆石体施工过程的有限元模型和计算方法,研究了寒冷地区的堆石坝混凝土面板在温度荷载作用下的应力分布规律.同时,通过在面板与垫层以及面板与趾板之间不设置接触单元和设置接触单元的两种计算方案的比较,探讨接触单元在混凝土面板温度应力有限元计算模型中的应用.计算研究表明,在冬天寒流侵袭时,面板中下部将出现大于混凝土抗拉强度的拉应力值;设置文中所述的接触单元是可行的,这样更能模拟面板的实际受力情况.     

地下埋藏式钢岔管三维有限元分析

结合某抽水蓄能电站的地下埋藏式钢衬钢筋混凝土岔管工程实例，采用Marc有限元软件，对钢岔管与围岩联合承载进行数值模拟。通过三维有限元线性和非线性计算，考虑了初始地应力、开挖支护引起的二次应力，以及钢衬与混凝土垫层间的初始缝隙对钢岔管受力和变形的影响，分析了岔洞开挖、支护及充水运行等工况下，钢衬、混凝土衬砌、围岩的应力和变形，得出了一些对工程有意义的结论。     

预应力钢丝松弛对超大口径PCCP承载能力的影响

以南水北调中线工程为背景,利用光纤光栅计测取预应力钢丝实际松弛量。基于试验结果,采用非线性有限元法建立了PCCP承载数值计算分析模型,进行了钢丝预应力松弛对PCCP承载能力的影响研究。计算结果表明:在正常使用极限状态和弹性极限状态下,PCCP内压值随预应力松弛量的增加而减小;在承载能力极限状态时PCCP内压值保持不变。基于现场测试结果和计算结果,评价了预应力松弛对PCCP承载能力的影响,为PCCP的生产和运行积累了工程经验,为制定超大口径PCCP标准以及质量验收提供依据。     

微平面理论在混凝土保护层破坏模式分析中的应用

应用微平面理论分析混凝土保护层的破坏模式。首先总结了微平面理论的基本公式,然后将微平面理论与有限单元法相结合,分析在锈胀力作用下混凝土保护层的开裂全过程。通过与文献中的实验数据比较,验证了本文数值方法的有效性。此外,分析了钢筋直径、钢筋间距和保护层厚度对保护层破坏模式的影响。     

不平衡弯矩下板柱节点受弯性能参数研究

为了研究板柱节点在不平衡弯矩下的弹塑性性能,采用有限元软件ＡＢＡＱUＳ对弯曲破坏控制 下板柱节点的受力性能进行了数值模拟,通过与试验结果的比对,验证了有限元模型的有效性,并进一 步描述了混凝土顶板在水平荷载作用下的损伤演化过程。在此基础上,研究了板配筋率和竖向荷载对 板柱节点抗弯性能的影响,分析了加载过程中总不平衡弯矩与板底正弯矩和板顶负弯矩的相对关系。 结果表明:随着板配筋率的增大和竖向荷载的减小,板柱节点的抗弯承载力提高,节点区转动能力增强。     

预应力轻骨料混凝土叠合板非线性有限元分析

对普通混凝土叠合板进行改进,即预制构件采用轻骨料混凝土,后浇混凝土仍然采用普通混凝土,形成了本文的轻骨料混凝土叠合板,其充分的利用了轻骨料混凝土自重轻及普通混凝土受压性能好的特点。在实验的基础上,采用有限单元法分析该板的力学特性,并将分析结果和实验结果进行比较,二者吻合较好,进一步证明该叠合板具有优良性能。     

龙开口电站钢衬钢筋混凝土坝后背管非线性分析

龙开口水电站采取钢衬钢筋混凝土坝后背管的结构形式。应用非线性有限元理论,分析得到了该坝后背管结构的承载规律,研究了钢衬和外包钢筋混凝土的应力、位移分布规律,以及钢衬的承载比例。分析结果表明,随着内水压力增加,钢管承载比例系数经历了减小、增加、再减小的过程;在设计水头作用下,坝后背管结构安全系数满足设计要求。钢衬钢筋混凝土坝后背管是一种经济、安全、合理的结构形式,应用前景广阔。