基于概率分析的混凝土箱梁温度梯度模式

为了建立混凝土箱梁的温度梯度模式,以位于浙江省千岛湖地区的一座大跨度连续刚构桥梁的温度场长期监测数据为基础,对箱梁的竖向最大正温差与环境气温之间的关系进行统计分析,建立依据日最高气温与日气温变化幅度估算混凝土箱梁竖向最大正温差的经验公式.根据极值统计理论提出箱梁的正温度梯度曲线,并与现行公路桥梁规范的温度梯度曲线进行比较.以实测气温、太阳辐射理论值为温度边界条件,根据二维热传导理论分析测试截面的理论温度场及分布特征.结果表明,现行规范的温度梯度曲线不能涵盖实测桥位地区50年一遇的气温条件,规范采用的温度梯度偏于不安全.按二维传热理论计算得到的理论温度场与实测值符合良好,理论分析能够模拟混凝土箱梁内部的温度分布特征.     

轨道交通U形梁日照温度梯度效应分析

针对轨道交通U形梁日照温度梯度模式及温度自应力的分布规律,本文以青岛地区某无砟轨道交通U形梁为研究对象,对其跨中U形断面进行了48 h日照温度场及温度自应力现场连续观测,得到了最大温差时刻竖向及横向温度场分布,建立了U形梁日照温度梯度模式。利用有限元数值模型,计算了不同温度梯度模式产生的温差效应,并与实测结果进行对比。研究结果表明:U形梁应分别考虑腹板及底板的竖向温度梯度模式,腹板竖向温度梯度为指数函数和线性函数组成的分段函数,底板竖向温度梯度为指数函数;朝阳侧腹板中部横向温度梯度较为明显,其他部位较小;由于温差效应影响,底板下缘及朝阳侧腹板内侧产生了较大的纵向拉应力,在设计中应给予考虑。     

北京地区某钢-混组合箱梁日照温度场研究

通过对北京地区某钢-混组合箱梁日照温度场的分析,探究组合梁桥的竖向、横向温度梯度曲线时程变化规律.与现行规范中的温度梯度进行对比,得出如下结论:混凝土板沿板厚方向的温差曲线为指数函数;钢箱梁沿竖向的温差曲线为多项式函数;组合梁横向梯度温度按指数函数分布,应考虑其作用效应;钢混组合梁规范中的竖向梯度温度和实际温度场存在一定程度不同,需要进一步改进.     

基于健康监测数据的组合箱梁桥温度效应研究

为研究组合梁桥的温度效应,以山东枣庄境内某55 m段钢-混组合箱梁桥为研究背景,通过在箱梁不同位置合理布置测点进行温度监测,从四个方面分析实测数据,总结温度场分布特点及变化规律;建立三维模型,分别施加最不利温度梯度和规范中的温度梯度模式,最后经过分析可知：相比于规范模拟结果,该地区的组合箱梁桥温度效应显得更为不利。     

新型波形钢腹板组合箱梁温度效应

针对由混凝土与钢材的热工参数差异显著而导致新型波形钢腹板组合箱梁温度效应突出的问题,考虑子梁微段平衡条件、子梁间变形协调条件和波形腹板剪切变形效应,建立竖向温度梯度作用下新型波形钢腹板组合箱梁相对滑移、内力和应力的理论计算方法. 对大温差地区的新型波形钢腹板组合箱型试验梁进行温度长期观测,拟合结构竖向温度梯度函数,通过该理论方法计算实测温度梯度下的结构温度响应,利用有限元模拟对本文理论进行验证. 结果表明,在实测温度梯度下,界面剪力、子梁弯矩和应力均沿梁纵向呈双曲余弦函数分布,层间相对滑移沿梁纵向呈双曲正弦函数分布. 是否考虑腹板剪切变形效应对组合梁梁端向跨中0.8 m范围的温度效应影响较大,对组合梁中部的影响可以忽略. 混凝土线膨胀系数、组合箱梁层间滑移刚度和界面温差对新型波形钢腹板组合箱梁温度效应的影响较大,在设计中应合理排布层间剪力连接件,考虑混凝土线膨胀系数的变异性对该类结构进行温度效应计算.     

一种混凝土箱梁桥的可靠性评估方法

为评估混凝土箱梁桥正常运营期间的安全状态,基于桥梁健康监测数据与可靠度理论,以混凝土抗拉强度标准值为抗力,车辆荷载响应和竖向温度梯度荷载响应为荷载效应,建立正常使用极限状态方程.对于实桥监测的综合荷载应变响应,利用经验模态分解方法提取箱梁顶底板应变响应的温度趋势项,并对车辆荷载响应和竖向温度梯度响应进行概率密度函数拟合;对非正态分布的荷载效应当量正态化,计算最不利组合下箱梁跨中截面顶底板的失效概率.结果表明:监测的车辆荷载响应和竖向温度梯度荷载响应的概率密度函数均不满足正态分布,采用广义极值分布具有较好的拟合效果;箱梁顶底板的失效概率均小于1%,并在车辆荷载和竖向温度梯度的共同作用下,底板的失效概率显著升高.     

无铺装层扁平预应力混凝土连续梁的温度梯度研究

温度应力是影响大跨径桥梁结构使用性能的最主要因素之一,准确的温度场分布模型是计算结构温度应力的基础.基于子牙河特大连续梁桥监测数据的分析结果,得出截面不同位置温度随时间的变化规律,提出了无铺装层扁平混凝土箱梁竖向、横向温度梯度拟合公式,并应用ANSYS软件进行数值模拟.结果表明:扁平混凝土箱梁横向温度分布具有明显的对称性,顶板横向不同位置温差较大,腹板和底板位置横向温差较小;竖向温度梯度可以用指数函数加一次函数的形式进行拟合;横向温度梯度可以用一次函数分段表示,所得结论对于类似桥梁的理论研究、设计及施工具有很好的参考价值.     

钢箱梁竖向温度梯度模式研究——以武汉市某高架桥钢箱梁为例

对武汉市某钢箱梁桥进行温度监测，基于2018年7-9月的实测气象数据计算了钢箱梁的温度场，采用TAITHERM软件建立了其温度场模型，发现计算值与温度监测值变化趋势基本一致。结果表明:日最大竖向温度梯度分布为非线性分布，与《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2015）中的线性分布存在一定差异；日最大竖向温度梯度分布在距顶板50 cm范围内变化明显，分布曲线呈指数形式。通过极值理论发现广义极值分布可以很好的拟合最大温差值，进而确定了设计基准期内武汉地区钢箱梁竖向温度梯度的分布模式。文中的研究方法可用于分析其他地区桥梁结构的温度梯度分布。     

预应力混凝土箱梁温度场及温度应力现场测试研究

根据现场测试结果,分析了预应力混凝土箱梁水化热产生的温度场以及温度应变随时间的变化规律。水化热温度时程曲线包括升温阶段、恒温阶段、迅速降温和缓慢降温四个阶段。水化热温度峰值随着入模温度的升高而增大,其变化规律近似符合线性关系。实测数据显示水化热温度应力可能导致混凝土结构开裂。此外,通过现场连续观测得到日照温度梯度的非线性分布规律及日照温度应力的变化规律。测试结果表明中国现行公路桥涵规范中不考虑底板的温度梯度是偏不安全的。结合分析结果,提出了预防温度裂缝的措施。研究结论可为预应力混凝土箱梁桥的设计和施工提供参考。     

波形钢腹板箱梁桥面板横向温度效应分析

针对我国公路桥涵设计规范仅给出混凝土箱梁的温度梯度模式,并未涉及波形钢腹板箱梁温度梯度模式的不足,本文鉴于2种箱梁结构的构造特点及力学性能的差异,对某波形钢腹板连续箱梁桥进行了为期1 a的温度效应观测。研究了其日照温度场分布规律,提出了波形钢腹板箱梁温差计算模式;且基于温度梯度模式得出了箱梁桥面板的横向内力。结果表明:箱梁桥面板同一高度各测点的温度变化规律一致,沿桥面板横向的各测点混凝土温度变化规律均呈正弦曲线变化趋势;基于二维温度梯度模式的结构力学方法计算结果与有限元结果吻合,可以为该地区波形钢腹板箱梁温度效应产生的温度应力值提供参考。     

大跨径混凝土箱梁桥有效温度与应变的实测分析

基于苏通大桥辅助航道桥运营期两年内实测的温度、气象和应变数据,对混凝土箱梁的有效温度与应变进行了分析。结果表明:箱梁的尺寸越小,有效温度变化的范围越大,设计基准期为100年的墩顶梁和跨中箱梁的有效温度范围分别为(-4.3℃,37.3℃)和(-6.1℃,42.2℃);大气前3天的最高(低)平均温度与箱梁有效温度的相关性系数高达0.97,通过回归分析得到的箱梁有效温度与大气前3天平均最高(低)温度的关系式,可用来对箱梁有效温度进行预测。最后提出了修正混凝土收缩、徐变效应的方法,并使用箱梁有效温度对主墩墩底混凝土的竖向相对应变和支座截面箱梁顶板混凝土的纵向相对应变进行了预测。     

非对称悬臂施工曲线连续刚构桥不同施工阶段变形特性研究

曲线连续刚构桥的施工难度较大,施工过程中的受力和变形比直线桥更为复杂,所以以桐溪路景观桥为依托工程,利用有限元软件Midas/civil建立桥梁模型,研究其在不同施工阶段的变形差异情况,并与实测数据进行对比分析,以验证模型的正确性.结果表明,在桥梁对称施工过程中,箱梁竖向位移随悬臂长度的增加而增大,且边跨和中跨箱梁竖向...     

等截面波形钢腹板连续箱梁竖向基频的参数研究

制作了波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁的室内试验梁模型,对其竖向基频进行了实测,并利用ANSYS有限元分析软件求得其有限元值,试验梁的有限元值与实测值吻合良好,验证了有限元分析方法的精度和可行性.在此基础上,利用ANSYS有限元分析软件研究了等截面波形钢腹板连续箱梁的横隔板、预应力、波纹形状及跨径对其竖向基频的影响程度,分析结果表明,横隔板、预应力和波纹形状对其竖向基频的影响很小,而跨径对其竖向频率的影响较大.同时发现,《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中连续梁基频的估算公式不适用于波形钢腹板连续箱梁的竖向基频估算,因此本文对估算公式进行了修正,本文的研究成果能为类似波形钢腹板连续箱梁的竖向基频计算提供参考依据.     

考虑非均匀收缩徐变的PC箱梁桥时变性能

为研究箱梁顶板、底板及腹板厚度差异引起的非均匀收缩徐变效应,分析了某三跨预应力混凝土(PC)连续箱梁桥时变性能.考虑混凝土抗压强度、弹性模量的时变性,分别建立模拟实际悬臂施工顺序的实体单元及梁单元有限元模型,比较成桥后在均匀及非均匀收缩徐变下的结构变形、混凝土应力和钢束应力.同时将长期挠度、钢束应力与相应规范值进行对比,并估算了车辆荷载及非均匀收缩徐变导致跨中底板出现拉应力和裂缝的时间.结果表明,与均匀收缩徐变相比,非均匀收缩徐变对跨中长期下挠影响较小,而对混凝土应力影响较大,在箱梁设计中应予以考虑.     

陕西省电信业地区发展差异综合评价

从电信设备投资建设水平、服务质量水平和电信新业务发展水平等三个方面 ,共分 11个指标建立了电信业地区发展差异综合评价模型指标体系 ,并通过综合指数加权法对陕西省关中、陕南、陕北三地的电信业发展水平进行了综合评价。     

基于混合有限元理论的连续刚构底板崩裂分析

基于目前一些连续刚构桥在张拉底板预应力筋时和运营时易发生底板崩裂和底板裂缝事故这种情况,根据混合有限元的基本原理,给出了混合单元交界上的节点位移约束方程．对一座6跨预应力混凝土连续刚构建立了梁体混合有限元模型并进行了分析,计算得到跨中底板区域实际的受力状况．数值分析表明,该方法具有求解精度较高,单元数量较少的特点．通过计算分析得到底板开裂的主要原因是按桥的立面线型布置形成拱形的底板纵向预应力筋产生的径向力所致,靠近腹板的底板孔道处竖向拉应力较底板其余部位要大．     

基于长期损失灰色预测的竖向预应力控制

基于陕西省某连续刚构桥实桥监测系统采集到的桥梁有效竖向预应力长期变化数据,以实测数据作为初始序建立灰色系统理论预测模型GM(1,1),分析竖向预应力损失随时间的变化规律,进行时间非等步距残差修正,提出竖向预应力长期损失预测模型.采用该模型预测竖向预应力长期损失占控制张拉力的比例为7.92%,与实桥监测的7.8%~8.2%基本吻合,表明若采用公路桥规设计张拉力的0.6倍作为竖向预应力施工控制标准,将导致桥梁后期有效竖向预应力达不到要求.建议施工过程中锚下应力控制应充分考虑长期损失效应影响,压浆前锚下有效应力不小于设计张拉力0.7倍为宜.这为竖向预应力施工及无损检测提供了理论依据和参考,对PC混凝土箱梁竖向预应力体系应用发展具有重要的理论意义及实用价值.     

考虑日照温差效应的连续刚构桥悬浇施工立模标高确定研究

为消除日照温差效应对连续刚构桥悬浇施工立模标高设置的不利影响,结合某V型墩连续刚构桥的施工线形控制,采用有限元分析和工程实测相结合的方法,揭示日照温差效应对主梁线形的影响规律,提出一种两次实测-插值法,消除日照温差对立模的影响,并对立模标高、施工预拱度、活载预拱度的确定进行分析。结果表明:在悬臂施工阶段,日照温差效应引起的主梁竖向变形呈抛物线形状,变形效应显著,施工量测时应尽量避开较高的日照温度时段;在非理想时段进行立模放样时,采用两次实测-插值法,计算考虑日照温差效应的立模标高修正值;梁块施工预拱度的确定是一个不断进行实测、识别、修正、正装分析的动态计算过程,该桥合龙顶推施工产生的竖向变形在施工预拱度曲线中起控制作用;推荐按照等量代换的思想设置一个全桥范围内作用均布荷载的工况进行活载预拱度计算。最终,将本文研究成果应用到实际工程中,主梁线形控制良好,验证了本文计算方法的有效性。     

混凝土箱梁早期温度测试与分析

通过对长沙中低速磁浮混凝土箱梁水化热阶段温度分布的连续观测,研究了夏季和冬季两种外界环境温度下混凝土箱梁水化热温度场的时变规律,并提出适用于不同外界环境温度条件下的混凝土箱梁水化热温度荷载模式.结果表明:混凝土箱梁在早期温度变化期间会经历4～6d的温度升高和降低的阶段,并在混凝土浇注后的1～2d内达到其峰值温度.冬季与夏季相比,其箱梁水化热温度的升、降温速率、峰值温度以及水化热持续时间较短.在箱梁跨中截面顶板和底板厚度方向上,内表面测点温度均高于外表面测点温度,其温度峰值相差约3.1℃和5.2℃.在箱梁顶板和底板横向方向上,位于两侧的测点温度均明显低于位于顶板或底板中间的测点温度,温度峰值相差约8℃,平均温度相差5.4℃.通过实测箱梁内外温度,发现其内外温差最大值达到18.4℃,出现的时刻为混凝土浇注后的第49h.混凝土箱梁的水化热温度荷载模式与外界环境温度有关,但均可采用物理意义相同的正弦函数拟合.     

组合桥面板-波形腹板钢箱简支组合梁温度效应

钢-混凝土组合梁桥由于钢和混凝土热工参数的显著差异,使得该类结构在西北高寒、大温差地区受梯度温度影响较突出.以甘肃省某高速公路上一座组合桥面板-波形腹板钢箱简支组合梁为背景,考虑组合桥面板有效刚度、子梁微段内力平衡、子梁间变形协调和腹板剪切变形效应,建立组合箱梁桥温度效应解析计算方法;通过精细有限元数值模拟验证了其可靠...