简支预应力混凝土箱梁的收缩徐变效应研究

采用有限元方法对60m简支预应力混凝土箱梁的收缩应变、徐变应变与混凝土龄期之间的关系,收缩徐变效应对简支箱梁的竖向变形的影响,以及收缩徐变效应引起的预应力损失对简支箱梁的竖向变形的影响进行了研究。研究结果表明,在浇筑结束至龄期100d范围内,收缩徐变应变随龄期增长呈现出线性快速增长态势;龄期超过100d后,应变增大速度逐渐减缓;在混凝土浇筑结束至龄期25d时间范围内,徐变变形随龄期增长呈线性快速增长趋势;随混凝土龄期进一步增长,徐变变形增速减缓;在混凝土浇筑结束至龄期140d范围内,收缩徐变效应导致的预应力损失引起主梁最大下挠2.3mm,龄期达1000d时的主梁下挠最大值为4.0mm。

混凝土自锚式悬索桥徐变效应倒退分析

为混凝土自锚式悬索桥考虑徐变效应进行倒退分析提供一种计算方法,针对混凝土自锚式悬索桥考虑徐变效应分析需要,基于混凝土徐变机理提出一种倒退分析计算方法。首先以混凝土自锚式悬索桥已知时刻的结构状态为分析基础,引入混凝土倒退徐变系数,通过倒退徐变系数进行徐变效应分析得到加载龄期时的结构状态,然后以加载龄期结构状态为基础,利用徐变系数进行徐变效应分析,即可得到混凝土自锚式悬索桥任意时刻的结构内力及变形状态,整个分析过程的关键在于加载龄期结构内力状态分析。工程实例验证结果表明:混凝土徐变效应倒退分析过程方便简洁,分析结果准确、有效,适用于包括混凝土自锚式悬索桥在内的混凝土结构徐变效应倒退分析,对混凝土结构设计优化及施工过程控制具有一定的指导作用,为混凝土徐变效应分析提供了一种新的研究方法。

预应力混凝土桥梁T形梁徐变效应研究

预应力混凝土桥梁组合结构中,混凝土自身的徐变效应会对桥梁结构的可靠性产生重要影响。选择上海某特大桥作为研究对象,采用三分点加载方式在梁上加载10KN荷载,构建了网格划分后的混凝土T形梁有限元模型。根据徐变模型将徐变系数的计算公式导入到蠕变程序中,经过编译计算得到徐变模型下的时程曲线,实现了对预应力混凝土T形梁的徐变效应分析。结果表明,修改了有限元分析软件中自带的显示蠕变准则之后,文中徐变模型得到的混凝土T形梁徐变效应与实际情况更加贴近。

预应力混凝土桥梁徐变效应探讨

目前,在我国,对桥梁结构的徐变效应进行研究已经成为了一项重要的课题,但是由于受研究手段、技术等因素的限制,目前还没有一个较为成熟的 理论和计算方法。我国大部分桥梁在设计阶段没有充分考虑到徐变效应的影响。桥粱徐变效应未被有效地控制,不仅会对混凝土的内部结构产生影响,而且还会引起混凝土产生各种变形。为了避免这种情况,本文从准确预测桥梁徐变效应的必要性和现实意义,混凝土结构徐变效应分析的历史与现状以及预应力混凝土桥梁徐变效应等角度,进行了深入探究,期望本文能为从事此项工作的人员提供一些有益的参考。

几何非线性结构的徐变效应分析

主要研究了几何非线性结构的徐变效应问题。在大变形理论的基础上,给出了空间梁单元的非线性几何方程,阐述了几何非线性结构进行徐变效应分析的原理和方法,并建立了相应的平衡方程。考虑徐变效应的内力重分布的影响,得到了按施工阶段进行几何非线性结构的徐变分析的增量形式和分析步骤。最后通过与试验结果进行比较,验证了程序的正确性。

预应力钢与高强混凝土组合梁徐变效应分析

在长期荷载作用下,预应力钢与高强混凝土组合梁中的混凝土将产生徐变和收缩变形,从而导致带有柔性剪力连接件的组合梁中混凝土板和钢梁的应力发生重分布·采用按龄期调整有效模量与平均应力相结合的方法,利用预应力组合梁中混凝土板、钢梁及预应力钢索之间变形关系,分别建立了简支预应力组合梁的弹性分析和考虑混凝土徐变效应影响的黏弹性分析数学模型,研制了其数值计算模拟程序·通过计算示例,分析不同时间段内预应力组合梁内力变化、应变分布、弯曲变形及交接面相对滑移及其随时间的变化等·

温湿变化对三塔结合梁斜拉桥徐变效应的影响研究

根据欧洲混凝土规范CEB-FIP 1990徐变计算公式,运用VB语言编写了考虑温湿度变化的徐变系数计算程序,嵌入武汉二七长江大桥有限元模型中,研究温湿度变化环境下主梁的变形和内力变化特征,获得温湿变化对三塔结合梁斜拉桥徐变效应的影响作用.研究结果表明:温度升高,混凝土徐变增大,钢主梁长期挠度也增大;相对湿度增加,混凝土徐变减小,钢主梁长期挠度也减小;一季度温度较低、湿度较大,温湿度同时变化时混凝土徐变较小,此时吊装混凝土桥面板引起的钢主梁挠度和应力值也较小,可见混凝土桥面板的吊装宜选择在温度低、湿度大的季节进行.

特大跨钢管混凝土拱桥徐变效应分析

以某特大跨径钢管混凝土拱桥为研究对象,进行1∶2.5缩尺的拱肋拱脚段上弦管钢管混凝土构件徐变模型试验,并引入考虑钢管约束的新的钢管混凝土徐变系数,结合有限元模拟和实桥实测,研究特大跨钢管混凝土拱桥的徐变效应。结果表明:试验模型在180 t荷载持续加载1 a后,钢管承担的荷载增加了1.2倍,管内混凝土承担的荷载下降了53%,内力重分布现象明显;截面含钢率和钢与混凝土的弹性模量比对钢管混凝土徐变系数有较大的影响;钢管应力的有限元计算结果与实桥实测结果的变化趋势总体一致,数值接近,且随施工的推进而增大;管内混凝土的应力较复杂,有限元计算结果与实桥实测结果有一定的差别,实桥实测应力较小,甚至出现拉应力。

温度变化对大跨度钢管混凝土拱桥徐变效应的影响

为研究在非标准恒定温度条件下主跨575 m的钢管混凝土拱桥在运营阶段拱顶截面位移和应力的时变特征,结合考虑温度影响的CEB⁃FIP(1990)徐变模型,通过控制温度参数将温度变化引入到大跨度钢管混凝土拱桥的徐变效应分析中,并与JTG 3362—2018《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》进行对比,分析了非标准恒定温度变化对徐变的影响,以及大跨度钢管混凝土拱桥长期变形和应力状态的预测偏差。结果表明:非标准恒定温度下,温度越高,混凝土徐变引起的主拱肋拱顶截面的长期变形越大,成桥10年时钢管和管内混凝土应力的变化幅度越大。CEB⁃FIP(1990)模型计算得到的主拱跨中拱顶处长期变形最大预测偏差为8.9%,成桥后10年主拱肋跨中拱顶截面钢管和混凝土应力最大预测偏差分别为7.5%和18.7%。在大温差区大跨度钢管混凝土拱桥的徐变效应分析中,建议考虑温度变化对混凝土徐变的影响,从而为运营阶段长期时变行为的预测提供更合理的参考。

铁路整体PC箱形梁的徐变效应分析

研究目的:混凝土的徐变对预应力混凝土结构的影响不容忽视。在进行结构分析时,不同的计算模式,计算的内力和变形计算结果也不一样,其中混凝土徐变引起的预应力损失对于结构内力及变形的影响尚有待进一步探索。研究方法:文中结合铁路桥梁设计规范,采用MIDAS/Civil结构分析软件,对双线铁路整体PC箱梁在3种计算模式下,进行施工中预应力的张拉、落梁以及二期恒载作用阶段的受力和变形分析,探讨了徐变引起的预应力损失对结构的影响。研究结论:对简支结构而言,混凝土徐变不会产生次内力,但会使应力重新分布,考虑徐变引起的预应力损失将使梁体的内力减小;梁体在张拉力作用下产生上拱变形,并随时间推移而缓慢发展,二期恒载的作用将有效减小上拱挠度,梁体的徐变变形占总变形的50%,徐变引起的的变形对梁体对结构下挠不利,而对于上拱度的控制是有利的。

变温度环境下混凝土的三维收缩徐变效应

为准确分析混凝土的收缩徐变效应,基于收缩徐变的三维特性,对自然变温度环境下的混凝土收缩徐变效应进行了分析,建立了变温环境下混凝土三维收缩徐变效应的力学模型,并结合有限元分析软件ABAQUS开发了相应的计算程序,随后通过两个算例验证了方法的可行性与结果的可靠性.研究结果表明:对于长期下挠和混凝土应变,模型计算值最大误差分别为8.2%和–7.1%;模型能够很好地体现温度对徐变应变的影响,总体变化趋势与实测值较为一致,最大误差为–20.5%,随着龄期增长误差越来越小,最终值误差为6.4%.

钢骨混凝土梁徐变效应分析

研究了徐变效应对钢骨混凝土梁受力性能的影响.给出徐变函数数学模型,应用黏弹性理论,建立钢骨混凝土梁徐变效应分析模型,研制钢骨混凝土梁徐变效应分析计算程序,研究了钢骨混凝土简支梁在徐变效应影响下的承载能力、应变变化、变形性能及交接面滑移等性能.计算结果表明,沿梁长范围内,跨中截面处的弯矩、应变和变形最大,滑移最小;在荷载作用后的初始阶段,跨中弯矩、应变、变形和滑移均有明显变化,之后各参数值随着时间的增长趋于一定值.

大跨度矮塔斜拉桥收缩徐变效应分析

在大跨度桥梁中,混凝土收缩徐变将会导致主梁的下挠度增大、应力发生重分布、预应力产生损失,对结构产生不利的影响,通过Midas/Civil2010有限元分析软件对大跨度矮塔斜拉桥建立模型,采用预测模型分析了在成桥状态下收缩徐变效应对主梁的应力和挠度的影响及预应力损失。同时,总结了针对大跨度矮塔斜拉桥减小收缩徐变效应的几种方法。

大跨悬浇箱梁桥三维非线性收缩徐变效应

为准确分析收缩徐变效应对悬臂浇筑施工大跨径预应力混凝土箱梁桥长期结构行为的影响,提出了一种三维非线性收缩徐变分析模型,形成了完整的三维收缩徐变效应与材料非线性耦合分析理论框架.建立了相应的数值分析方法,并嵌入到有限元分析软件ABAQUS中,通过某典型钢筋混凝土简支梁长期徐变试验的模拟计算,验证了所提方法的准确性.以某主跨220 m连续刚构桥为例,分析了大跨悬浇箱梁桥主梁的空间时变应力与跨中长期下挠规律.结果表明:收缩的三维特性是导致箱梁接缝处拉应力过大的主要原因;在分析预测主梁长期下挠时,需要综合考虑收缩徐变的三维特性和徐变的非线性特征,否则会显著低估桥梁的长期变形.

钢管混凝土徐变效应随机性灵敏度分析

针对钢管混凝土徐变的随机性,利用支持向量机回归拟合钢管混凝土徐变效应的显式函数计算随机变量的灵敏度系数,并结合蒙特卡洛法进行随机性分析;采用自适应混合粒子群法优化支持向量机相关参数的取值以提高计算效率;对2个钢管混凝土徐变模型试验构件进行徐变随机性分析,并将计算结果与蒙特卡洛法计算结果进行对比验证了该方法的可行性;同时分析了钢管混凝土徐变效应各影响因素的灵敏度。结果表明:基于支持向量机与蒙特卡洛法对钢管混凝土轴压构件徐变随机性的分析结果与蒙特卡洛法分析结果相比相对误差较小;钢管混凝土徐变效应呈现随机性,概率密度曲线近似于正态分布。

澜沧江悬索桥钢混叠合梁徐变效应分析

针对澜沧江悬索桥钢混叠合梁受力特点,在分析了考虑徐变后内力重分配的基础上,提出了钢混叠合梁徐变应力的实用计算方法,并通过工程实例分析了徐变效应对悬索桥钢混叠合梁应力及线形的影响。结果表明:由于钢混叠合加劲梁是采用简支体系,因此对桥面线形影响不大,由它影响的桥面标高变化是均匀的,且变化量很小;但对钢梁和混凝土桥面板的内力影响较大,使得桥面板出现拉应力,而钢梁出现压应力,且钢梁在竖平面内带有一定的弯曲。

高层钢筋混凝土结构考虑建造过程的收缩徐变效应

研究高层钢筋混凝土建筑考虑建造过程的收缩徐变变形的结构分析理论及方法.采用较精确的弹性老化徐变理论的徐变公式,导出简单的超静定混凝土结构力和位移的本构方程,通过直接积分得出近似解析解,并和有限元法结合,建立了高层建筑考虑建造过程、收缩和徐变效应的计算模式.同时编制了对应的计算机程序(TBSCE),可节省大量计算机内存和机时.文中给出了30层高层钢筋混凝土结构算例.计算结果表明,建造过程和收缩徐变效应明显,应引起工程界密切注意.

预应力混凝土结构徐变效应的有限元分析

介绍了如何利用 ANSYS有限元软件分析预应力混凝土结构的徐变及徐变对结构应力和变形的影响。以秦沈客运专线简支箱梁为例 ,采用约束方程法建立了结构的空间模型 ,分析了徐变作用下的应力和位移变化 ,并与初等梁理论计算结果进行了比较 。

徐变效应下曲线组合梁界面滑移与轴向力解析法计算

目的研究徐变效应对曲线组合梁长期力学性能的影响。方法基于弹性理论和龄期调整有效模量法(AEMM),建立徐变效应下曲线组合梁界面滑移与轴向力控制微分方程。以简支曲线组合梁为研究对象,求得均布荷载作用下微分方程解析公式,着重考察不同时刻和不同平面弯曲转角作用下界面滑移与轴向力沿梁长分布情况,并分析不同荷载和滑移刚度影响下界面滑移与轴向力增量随龄期变化趋势。结果界面滑移与轴向力沿梁长变化曲线分别关于跨中呈反对称和对称分布,最值发生在跨中与梁端位置;抗剪连接件滑移刚度越大,界面滑移与轴向力随龄期变化增量就越小,与荷载作用趋势相反。结论曲线组合梁界面滑移与轴向力变化曲线受作用荷载及滑移刚度影响较大,在设计中应着重考虑。

基于徐变效应预应力CFRP布加固组合梁变形分析

在腐蚀钢与混凝土组合梁受拉区粘贴CFRP布进行加固并对其加固后的徐变效应进行研究。研究了徐变效应对组合梁变形能力的影响,给出徐变函数数学模型,建立预应力CFRP布加固钢与混凝土组合梁徐变效应分析模型,研究了组合梁在徐变效应影响下的变形性能。计算结果表明,沿梁长范围内,跨中截面处的变形最大,在荷载作用后的初始阶段,跨中变形有明显变化,之后各参数值随着时间的增长趋于一定值;跨中变形的增加量随混凝土强度、预拉力、梁截面宽度、腹板高度的增大而减小。