无碴轨道后张法预应力混凝土简支箱梁温度控制措施总结

随着高速铁路运行速度的大幅提高,对高速铁路预制箱梁的各项指标也提出了更严格的要求,尤其是东北地区箱梁养生对温度的控制更是重中之重。对铁路混凝土箱形梁的水泥水化、日照温度场及温度效应进行研究。结果表明,箱梁水化热温度峰值可达70℃以上,梁体浇筑后最大温升可达44℃,箱梁局部板件(如腹板)混凝土芯部与表面的温差可达10℃以上,箱梁内部混凝土温度与箱梁周围养护区内的环境温度差可达35℃?;箱梁沿板厚方向受日照影响存在一定的温度梯度,对于无碴轨道箱粱,顶板的温度梯度超过l0℃?;箱梁沿梁高方向存在较大的温度梯度,无碴桥梁梁顶和梁底温差可达20℃;当外界温度变化时,混凝土内部温度变化存在滞后现象。     

基于点阵式测量的混凝土箱梁水化热温度场原位试验

在混凝土箱梁模型上布设479个温度测点,对箱梁在水化热期间的温度变化规律进行精密测量。通过德洛内三角网格算法,建立用于混凝土箱梁温度测量的温度传感器点阵,绘制箱梁全截面在水化热期间的温度场云图,进而分析混凝土箱梁的水化热温度发展规律。研究结果表明：箱梁的水化热温度场基本呈对称分布,其中腹板水化热温度变化最大,最高温度为64.8℃,顶板、底板与腹板的最大平均温升比值约为1∶1.1∶1.4;底板水化热温度最先达到峰值,为混凝土浇筑后11h;腹板的平均温度峰值出现在浇筑后12h;顶板温度峰值相对滞后,为混凝土浇筑后13h;箱梁各板沿厚度方向的水化热温度服从高斯分布形式;顶板、底板沿宽度方向水化热温度呈双峰对称分布,服从二项组合式的高斯分布模型,而腹板的水化热温度沿板高可认为常量。此外,文中给出了箱梁模型关键位置在水化热期间的温度数据,可用于指导混凝土箱梁水化热温度试验的测点布置,并且为箱梁的水化热温度控制和设计提供参考。     

变截面悬臂箱梁剪力滞效应的比拟杆分析方法

针对传统比拟杆法仅能分析等截面箱梁剪力滞效应的不足,重新推导变截面箱梁加劲杆等效面积及剪力滞效应微分方程,以有机玻璃悬臂梁模型的试验结果检验该文算法的正确性,讨论箱梁梁高、腹板厚度变化对悬臂箱梁剪力滞系数和正剪力滞区段长度的影响,通过分析箱梁顶板和腹板内剪力流沿跨长的分布规律揭示变截面箱梁剪力滞效应弱化的原因。研究发现：悬臂箱梁梁高和腹板厚度的变化会减弱其剪力滞效应,且剪滞效应弱化的原因在于变截面箱梁腹板内剪应力水平的降低;箱梁顶板内水平剪力流沿跨长先增大后减小的变化导致了悬臂箱梁正、负剪力滞现象,同等跨径下变高度悬臂箱梁的正剪力滞区段长度会显著增加,但其剪滞系数将明显减小;工程设计中可以通过调整箱梁梁高和腹板厚度沿顺桥向的变化趋势,尽量让箱梁腹板剪力流水平沿桥跨方向保持不变,避免腹板剪力流水平变化过快以最大程度地减弱箱梁剪力滞效应。     

混凝土箱梁截面的温度分布研究

结合东莞水道特大桥的温度实测数据发现混凝土箱梁截面竖向的温度分布为非线性分布,并将截面各测点的实测温差按最小二乘法分析,获得混凝土箱梁截面竖向的温度梯度模式,进而为规范的修改提出合理的建议。     

悬臂施工混凝土箱梁温度分布观测研究

结合浙江淳安城中湖二号桥大桥施工监控,根据实测资料,对单箱单室混凝土箱梁温度场变化规律进行了研究。分析比较沿纵向不同断面相应测点温度关系及同一断面上沿中线对称测点的温度规律。通过对悬臂箱梁挠度实测分析,得到了悬臂状态下温度梯度和箱梁挠度的一般关系。     

宽幅混凝土斜拉桥箱梁剪力滞效应研究

箱梁由于具有承受正负弯矩能力强、抗扭刚度大、截面效率指标高、稳定性好等显著优点,被广泛用于桥梁结构中。但又由于其薄壁、宽翼缘的结构特征,导致箱梁在荷载作用下易产生扭转、畸变、翘曲等不同于其他开口截面的受力特征,其中箱梁翼缘的剪力滞效应问题尤为突出。因此以某宽幅斜拉桥为例,建立了板单元模型以研究单箱6室箱梁斜拉桥的剪力滞效应。计算结果表明,斜拉桥的剪力滞效应沿横桥向和纵桥向均呈现较大规律性。     

预应力作用下波形钢腹板箱梁的轴向力效应研究

波形钢腹板箱梁桥的腹板沿纵向具有褶皱效应,因此能够提高预应力的施加效率。为了明确所提高的预应力效应的程度,利用有限单元法对相同截面尺寸的波形钢腹板箱梁和混凝土腹板箱梁施加相同的预应力,对产生的轴向应力进行对比分析。结果表明：预应力引起的波形钢腹板箱梁轴向应力与混凝土腹板箱梁轴向应力的比值k和混凝土箱梁截面面积与波形钢腹板箱梁有效截面面积的比值η接近。     

预应力混凝土连续箱梁桥的温度应力分析

针对新颁布的公路桥梁设计规范规定的日照温度梯度模式,推导了预应力混凝土连续箱梁桥的温度应力计算公式,编制了温度应力分析程序,分别按新、旧规范中的两种不同日照温度梯度模式分析了洺河大桥预应力混凝土四跨连续箱梁的温度应力。结果表明,按新规范中的梯度模式进行预应力混凝土连续箱梁桥设计,能使结构的抗裂性得到显著改善。实际设计时,应特别注意对主跨跨中截面进行持久状况正常使用极限状态的正截面抗裂性验算,也应注意验算中支点附近截面上靠近重心轴处的斜截面抗裂性;对静定结构,也应关注温度应力的影响。     

重复荷载下高速铁路32 m箱梁模型受力全过程试验

采用三分点重复加载,对高速铁路中广泛应用的32 m预应力混凝土简支箱梁进行了多级重复荷载下的模型试验,其测试内容主要包括箱梁的裂缝分布及裂缝宽度、荷载-跨中挠度曲线、混凝土应变和钢筋应变的分布等.结果表明:简支箱梁首先在跨中底板出现裂缝,然后缓慢向腹板扩展;在纯弯段,裂缝间距分布比较均匀;在施加荷载超过开裂荷载不多的情况下卸载,裂缝在预应力筋的作用下能够闭合;加载结束时箱梁已经达到承载力极限状态(破坏)的标志是弯曲挠度达到跨度的1/30,受拉主筋处最大裂缝宽度达到1.8 mm;重复加载下的荷载-跨中挠度曲线的包络线有3个拐点,分别对应于混凝土开裂、钢筋屈服、预应力筋屈服;跨中截面钢筋应变和混凝土应变沿腹板基本符合平截面假定,跨中顶板和底板截面钢筋应变和混凝土应变沿截面横向分布呈现箱梁剪力滞的分布规律.     

连续箱梁桥Ansys有限元分析

利用大型结构有限元分析程序ANSYS对一座预应力混凝土连续刚构桥进行空间分析,其主梁为单箱单室变截面扁平宽箱梁。对比分析在不同荷载工况下箱梁截面的受力特性,结果表明:箱梁纵向应力沿截面出现显著的不均匀性,表现了很明显的正剪力滞效应,这种不均匀性在跨中截面尤其突出。预应力空间效应及箱梁剪力滞、畸变等因素使箱梁顶、底板局部出现了较大的应力。所得的分析结果可为同类桥梁的设计和施工提供参考。     

大跨度连续刚构桥悬浇施工过程中的温度效应分析

主要研究了大跨度连续刚构桥箱梁在日照温差作用下沿断面高度的温度分布规律,采用非线性回归的方法建立了温度梯度分布模式,进行了悬臂浇筑的连续刚构桥施工过程中的温度效应分析,并对主梁立模标高和施工过程中的标高观测数据提出了考虑温度影响的实时修正方法.经过富春江特大桥的施工过程验证,该方法具有较好的控制效果,可用于连续刚构桥施工控制温度影响的现场修正.     

大跨度混凝土箱梁桥温度测试与分析

温度场对箱梁的温度应力和挠度有很大影响,温度应力是混凝土箱梁产生裂缝的主要原因之一。通过对某在建大跨度混凝土连续箱梁桥内部温度场的现场测试,拟合了温度场沿箱梁高度方向的分布函数。运用有限元软件ANSYS分别计算了该桥按铁路桥规、公路桥规和实测温度场施加温度荷载作用下的挠度和应力,通过结果对比,对该桥的温度效应进行了总体...     

箱梁桥瞬时温度效应空间分析

根据热流平衡方程边界条件求解沿横桥向非线性分布的桥面瞬时温度,并使用三维实体模型分析某桥在施工期间的瞬时温度应力.用ANSYS中的Link8单元模拟预应力钢束时,先根据自编程序计算出各钢束单元的预应力值并输入模型中,研究结果表明太阳辐射热、气温和相对湿度是影响混凝土箱梁瞬时温度场的主要因素.     

型钢加固混凝土板的试验研究

进行了3根二次成型的组合梁的试验,不同的构件主要区别就是连接方式和剪力连接程度的差异,着重分析了该类构件的破坏形态、荷载—挠度曲线、荷载—应变曲线和沿截面高度方向的应变分布,通过试验研究较好的把握了这种新型组合梁的工作性能和受力特点。     

弯箱梁梁桥施工监控

以MAFRQQ立交桥为工程背景,分析了大跨度弯箱梁桥施工控制的方法、对箱形截面的温度场进行了观测,并用观测结果剔除温度对施工控制的影响,以期使成桥线形最大限度地满足设计要求。     

混凝土箱梁温度场的ANSYS模拟

本文根据气象资料,探讨采用通用有限元程序ANSYS模拟温度场的方法.分析结果表明本文方法可以较好地模拟混凝土的温度场,计算结果可以为混凝土箱梁的温度控制提供参考.本文方法所需的基础资料容易获得,计算原理简单,具有较好的实用价值.     

使用损伤钢筋混凝土柱高温作用下受力性能试验研究与有限元分析

为研究裂缝对火灾下钢筋混凝土结构性能的影响,设计4个足尺寸钢筋混凝土偏压柱试件,以裂缝宽度ω作为损伤指标,加载使其产生ω分别为0.05、0.10、0.15、0.20mm的裂缝,继而对不同使用损伤的柱试件进行四面受火试验。试验研究表明：受火后裂缝宽度发展约为受火前10倍,深度约为受火前3倍;使用损伤愈大,柱极限耐火时间愈短。假定火灾下裂缝宽度、深度开展与受火试验升温时间成正比,采用ANSYS软件对偏压柱截面进行温度场有限元分析。结果表明：有限元分析得出的截面温度与试验实测温度有较好的拟合性;沿柱截面高度方向温度分布存在一个温度畸变平台且使用损伤越大平台越长,导致截面高温下承载力显著退化;沿柱计算长度方向各截面温度分布发生变化,有限元分析中假设沿柱计算长度方向各截面温度分布相同的结论不再适用。提出考虑损伤平台的高温下混凝土柱承载力简化计算模型,显著提高了计算精度,证明了该方法的正确性和可靠性。     

使用损伤与高温耦合作用下钢筋混凝土梁火灾试验研究与数值分析

为研究不同裂缝宽度对钢筋混凝土梁抗火性能的影响,以混凝土裂缝最大宽度wmax为损伤指标,制作7个钢筋混凝土梁试件,加静载使其产生最大宽度为0.05 mm、0.10 mm、0.15 mm、0.20 mm、0.25 mm、0.30 mm的裂缝,模拟其正常使用时受力状态,并对其进行火灾试验。试验结果表明:不同试件相同位置测点升温大致相同,但截面历经最高温度相差较大,最大温差达到150℃;裂缝宽度越大,试件最终破坏时历经最高温度越小,挠度增长越快。采用ANSYS有限元软件分析梁截面的温度场分布,结果表明:由于初始损伤的存在,相同截面高度处,不同截面沿跨度方向的温度曲线出现波动,裂缝处尤为明显;同一截面,沿截面高度方向的温度曲线出现平台,且裂缝越宽,平台越长,使得截面高温承载力显著退化。提出了考虑裂缝影响的高温作用下混凝土梁承载力简化计算模型,较未考虑裂缝影响的高温作用下混凝土梁承载力的计算精度提高显著。     

Temperature gradients in lightweight aggregate concrete box-girder bridges

Currently, very few field-measured temperature data exist for actual bridge structures, particularly for large lightweight aggregate concrete box-girder bridges. In this paper, temperature data from an instrumented long-span single-cell box-girder bridge are presented. Measured positive and negative temperature gradients are compared with that prescribed by the US bridge design codes. Temperature gradients were observed to exceed the current specifications in a short measurement period. Measured temperature, which is expressed in terms of the difference between high and low temperatures, was found to track well with the empirical predictive equations proposed in the literature.