基于遗传算法的大体积混凝土热力学参数反演分析

为准确快速确定混凝土热力学参数中难以确定的绝热温升、导热系数、表面放热系数及反应速度,以云南普立大桥散索鞍支墩基础大体积混凝土施工实测温度为基础,采用遗传算法进行混凝土热力学参数的反演分析,并根据反演参数建立三维有限元模型预测后续混凝土施工中的温度场,然后通过混凝土内部实测温度及应力验证预测结果。最后依据预测结果,在混凝土浇筑早期采用表面降温,内部布设冷却水管的措施有效减小了内外温差并防止了裂缝产生。结果表明:混凝土内部温度达到峰值时表面拉应力最大值为1.5 MPa,出现表面裂缝的可能性较小;混凝土浇筑3 d后,抗裂指数都在1.5以上,一般不会产生裂缝;基于反演参数的温度场计算值与实测值吻合良好。     

炎热气候条件下筏板基础大体积混凝土防裂分析

从混凝土自身材料、施工过程、养护方案等方面简要论述了筏板基础大体积混凝土在炎热气候下施工时温度应力控制要点.通过对混凝土自浇注完成后20d的温度实测数据进行研究,绘制了混凝土沿筏板不同高度截面上温度发展的时程规律.分析了混凝土内外温差、表面与大气间的温差时程曲线及降温速率等参数的特点.对该大体积混凝土进行防裂验算,指出了温度应力裂缝最可能出现的时间点.     

某钢管混凝土拱梁组合桥系梁受力性能分析

由于不同的原因,钢管混凝土拱梁组合桥系梁易发生横向裂缝。本文以一座下承式钢管混凝土拱梁组合桥为研究对象,采用有限元软件对施工阶段和成桥运营阶段系梁的受力进行分析,讨论系梁表面横桥向裂缝发生的原因。研究表明:施工阶段,系梁的最大压应力为-11.3MPa,最大拉应力为1.801MPa,满足要求;承载能力极限状态,最不利荷载组合作用下系梁截面承载能力满足要求;正常使用极限状态,不考虑温度梯度荷载效应,虽然拱脚位置系梁压应力为10.7MPa满足要求,却出现了不允许出现的最大为0.643MPa的拉应力;当考虑温度梯度荷载效应后,系梁大部分截面出现拉应力,最大达3.91MPa,系梁应力超标。通过增大系梁结构尺寸、改善预应力束配置的方式优化系梁设计,优化后系梁应力满足要求。     

内河沉管隧道管节裂缝控制浇筑工艺研究

内河沉管隧道一般采用分段分层浇筑工艺进行预制,施工时产生的温度应力和收缩约束应力通常会带来开裂风险。通过分析分段分层预制裂缝产生的原因,提出采用全断面浇筑工艺,能控制管节裂缝的产生,在质量、进度及成本等方面均有一定优势。     

灌砂基础沉管隧道管段三维静力分析

沉管隧道多用于解决城市穿过江河的通道工程,是建在水底之下供人员和车辆通行的水下建筑物。以广州市某沉管隧道工程为实例,基于ANSYS有限元软件对灌砂基础的沉管隧道管段进行三维静力分析,根据实际数据进行三维建模、网格划分、施加荷载和边界条件约束,求解获得管段的应力、应变和管段总变形图。结果表明：沉管隧道底板灌砂孔位置出现应力集中现象,最大变形出现在管节接头连接键的位置,基于有限元的分析结果可以为管段结构强度和刚度设计提供一定的参考。     

新型预应力钢筒混凝土顶管受力特征试验研究

城市供水能力不足与供水安全保障脆弱等问题一直制约着城市的发展,为实现特大山地城市供水组团与水库资源间互联互通需修建大量引水隧洞,而在岩质地层引水隧洞顶管法施工中预应力混凝土管节(JPCCP)抗裂问题一直是施工及运营管理极切关注的重点。本文采用现场顶进原型试验方法开展了预应力混凝土管节在轴向顶力作用下内外层混凝土应变、内外表面混凝土应变及混凝土管节裂缝开展研究。研究结果表明:(1)JPCCP管节在轴向加载过程中,内外层应力分布形式一致,但外层应力远大于内层,受偏心加载影响,管节应力在纵向传递中均出现偏心方向变化;(2)管节端口内侧混凝土是最薄弱区域,加载到顶力设计荷载的2/3左右时,在端口附近开始出现裂缝,且随着荷载增加沿环向发展,最终接近贯通;(3)推导了轴向荷载作用时JPCCP管承载特性计算公式,并与试验进行了对比验证,为类似结构的计算提供了理论基础。     

大体积混凝土承台水化热过程分析及控制

大体积混凝土承台在浇筑过程中会释放大量热量,易造成承台内表温差较大、局部拉应力超限、混凝土表面出现有害裂缝等现象,因此在施工过程中需采取相应措施对其水化热温度进行控制。利用有限元软件对承台施工过程中的水化热进行模拟分析,并现场监测混凝土水化热温度。结果表明,有限元计算结果与现场温度监测结果一致,承台分层浇筑、布设冷却水管等是降低水化热温度的有效措施,能够确保承台的施工质量。     

沉管隧道正常运营阶段横断面受力分析

沉管隧道横断面设计涉及的作用多,工况复杂,运营阶段的内力控制横断面的结构设计。以港珠澳大桥海底沉管隧道为背景,利用有限元软件建立沉管隧道横断面箱形框架结构模型,对沉管横断面在承载能力极限状态和正常使用极限状态下的作用、作用效应和各种下工况的内力进行了计算,分析了各种作用对结构内力影响的大小;探讨了收缩等效降温、梯度温度、高低水位对结构内力和应力的影响;分析了结构最不利内力出现的工况、截面位置、构件破坏形态,为沉管隧道横断面优化设计提供参考。     

外海沉管隧道节段接头剪力键受力研究

沉管隧道管节接头对整个沉管隧道至关重要,因此,本文结合港珠澳大桥沉管隧道实例,采用有限元分析软件开展了符合实际的管节接头受力模型,对管节接头的钢筋和混凝土同时受力作用进行考虑,对现有港珠澳大桥沉管隧道相邻管节节头之间的剪力键进行受力分析研究,并得出有益的结论。     

超大截面沉管隧道预制构件温控试验

港珠澳大桥沉管隧道是我国交通建设史上技术最复杂、标准最高的海中隧道工程,也是当今世界范围内规模最大的海底沉管公路隧道.如何在混凝土沉管隧道管节制作过程中控制温度与裂缝是决定工程质量的关键技术之一.从热传导问题的基本理论出发,讨论了现有国内外混凝土温度控制指标,设计完成了沉管隧道试浇块现场试验以及相关室内试验.试验结果表...     

基于温度-应力试验的混凝土抗裂性仿真分析方法

温度-应力试验能够较好地评价混凝土抗裂性,但因其耗用时间长、试验成本大而制约温度-应力试验法的发展。本试验应用温度-应力试验法得到线膨胀系数、自生体积变形、徐变等变形参数随成熟度发展的函数关系,并用B4Cast温度应力分析软件模拟实际浇筑过程中混凝土的温度发展历程,通过仿真计算,对比实际工况下不同配合比混凝土的抗裂性。结果表明:应用B4Cast仿真计算软件可以得到不同温控措施下混凝土内部的温度历程,采用与实际情况接近的温度历程进行温度应力分析,才能客观评价混凝土的抗裂性;在温度应力试验结果的基础上,通过拟合得到混凝土的热膨胀系数、收缩变形、弹性模量、抗拉强度等参数随成熟度的变化规律,再将其用于B4Cast计算出的温度历程,可以对混凝土的开裂风险进行仿真分析;应用此方法得出在同等级下低热水泥的混凝土抗裂性高于中热水泥的混凝土。     

佛山市第二水源输水干管过河沉管施工

通过对佛山市第二水源输水干管过河钢管采用沉管技术进行施工的实例,阐述了过河管道沉管工程的主要施工工艺、管段加工、内外防腐及其质量检验方法等应注意的问题,以推广该技术的应用。     

沉管隧道接头三维非线性数值模拟

接头是沉管隧道中很薄弱但是非常关键的环节,接头的防水则更是被重点关注的内容。管段的不均匀沉降会导致接头的错位和张开,给接头的安全止水带来很大威胁。采用三维数值模拟方法,考虑接头GINA止水带和管端混凝土的非线性接触,以历年监测数据所反映的沉管位移作为边界条件,分析了沉管隧道接头GINA止水带在接头处于压缩、剪切和扭转等变形及复合状态下的力学性态,得到了接触应力在接头断面上的分布规律。结果表明,GINA止水带渗水接触应力的控制点通常位于GINA止水带截面下缘;接触应力在顶板、底板和侧壁分部较均匀,在转角部位易集中;在现有沉降水平下,接头GINA止水带的安全止水性能是可靠的。     

暴露环境下矩形钢管混凝土构件截面温度场实测研究

超高层结构常采用矩形钢管混凝土柱,在太阳辐射下,钢管表面温度最高可达到50℃左右,由于钢材和混凝土的热物理性能存在较大差异,以及太阳辐射的非均匀性,导致钢管壁的四面和核心混凝土温度分布极不均匀,进而会影响钢管混凝土柱的受力。为了解太阳辐射下矩形钢管混凝土柱的截面温度场分布,通过对矩形钢管混凝土构件截面布置温度测点进行了截面温度场的实测,对构件温度分布进行了分析。结果表明:方钢管混凝土试件截面温度场随截面空间分布的非线性特征和时间变化的非线性特征显著;钢管表面各测点与中心测点及气温间温度峰值出现的时间存在差异;截面温度场为非均匀温度场,截面中心温度最低时整个截面温度场的非线性特征表现最为显著。     

混凝土温度裂缝的成因及防治

通过对混凝土温度裂缝分类、成因与控制机理的分析,总结了混凝土温度应力的公式。通过控制温差ΔT、尽量采用αT值小的材料、控制混凝土的坍落度与优良的粗细集料来减小温度变化和由此产生的温度应力,防止混凝土温度裂缝的产生。并通过温度监控来控制混凝土表面、内部温度。对某大厦在设计、材料、施工与监控采取有效的措施,避免了温度裂缝产生,为今后类似工程处理提供了参考。     

大型沉管隧道混凝土裂缝控制技术

对上海外环沉管隧道这一横断面规模居亚洲第一世界第三的管段结构制作施工技术作了介绍,并着重从大型沉管混凝土裂缝控制技术角度进行了理论和实践的针对性分析。其技术措施及分析方法对类似工程施工有借鉴作用。     

浅谈大体积高性能混凝土施工中的温度控制

通过对大体积承台混凝土施工中温控措施的分析,说明在混凝土结构芯部埋设冷却管,采用循环水法可有效降低混凝土内部与表层、混凝土表层与环境之间的温度差,从而达到有效控制因温差原因产生的混凝土内部及表面收缩裂纹的目的。     

施工初应力作用下内配十字形型钢的圆钢管混凝土 轴压短柱力学性能分析

利用ABAQUS有限元软件分别建立考虑外钢管施工初应力和同时考虑钢管与型钢施工初应力的内配十字形型钢圆钢管混凝土轴压短柱数值模型,并对建模方法进行验证。计算施工初应力存在时内配型钢钢管混凝土轴压短柱的荷载-位移全过程曲线及其各部件的承载力分配曲线,并分析混凝土与钢管、混凝土与型钢的接触应力及应力发展状态。最后对初应力系数、构件长细比、钢管和型钢的含钢率、钢管和型钢的屈服强度以及混凝土的抗压强度等因素进行了参数分析。结果表明:考虑外钢管施工初应力对内配型钢钢管混凝土轴压构件力学性能的影响规律与其对钢管混凝土轴压构件力学性能的影响规律基本一致; 外钢管和型钢施工初应力的同时存在使混凝土与钢管、型钢的相互作用时间延迟,减弱钢管对混凝土的套箍作用和混凝土对型钢的局部约束,使组合构件提前进入弹塑性阶段并扩大此阶段的范围,导致组合柱极限承载力随着初应力值的增大逐渐减小; 构件长细比对轴压短柱的承载力影响系数有显著影响。     

广州新电视塔钢管混凝土施工技术

广州新电视塔钢管混凝土结构由24根高约454m的倾斜钢管组成.针对楼层分段分布、结构镂空、混凝土泵送难和检测难的特点,在施工前进行低收缩混凝土的模型试验,确定钢管混凝土无裂缝,满足设计要求.并根据施工过程中容易出现堵管、爆管和混凝土养护等问题,采用布料杆和选择混凝土配合比来确保顺利施工.同时,对钢管混凝土进行体内埋管超声波检测,检测效果良好.     

高寒地区铁路客站混凝土结构冬期施工技术

哈大高铁哈尔滨西站工程所在地纬度高,结构施工跨越冬季;通过采用综合蓄热法与暖棚法相结合的双重技术方法,研究负温高性能混凝土配合比、渗透性能、抗冻性、受冻临界强度,过程中实施温控和防裂控制技术,成功进行了新建哈西客站工程轨道层结构混凝土的冬期施工,解决了单一暖棚法成本高、控制难和单一综合蓄热法无法保证混凝土质量的难题,填补了高铁工程结构混凝土-30℃以下严寒气候条件下冬期施工空白,为保证高铁站房工程质量提供了技术支撑,具有显著经济效益与社会效益。