高温摊铺对佩列沙茨大桥引桥钢箱梁结构的影响研究

浇筑式沥青高温摊铺施工时引起钢箱梁结构产生具有时空特征的摊铺温度场,在荷载耦合作用下钢箱梁不仅发生变形引起附加应力、变形特征以及受力情况复杂,甚至可能降低桥梁结构安全,且目前工程设计与施工时并未对此种效应引起重视。本文依托佩列沙茨大桥项目,建立了日照温度场有限元模型,通过现场实测日照温度场与数值模型对比确定了热学参数取值,从而建立了高温摊铺温度场数值模型,分析了在高温摊铺下钢箱梁的温度响应。通过对多个节点的应力时间曲线分析,结果表明,在高温摊铺过程中,结构最大温度响应在1700s时出现在横隔板与人行道板交界处,其大小为128MPa。

沥青混凝土高温摊铺对混凝土箱梁桥的影响研究

该文在实测数据的基础上,通过有限元热-应力耦合计算,对影响沥青混凝土摊铺所形成的温度梯度的各种参数进行了分析,在此基础上提出了沥青混凝土摊铺所引起的截面上最不利温度梯度的简化模式,可以为沥青混凝土摊铺所引起的截面应力的计算提供参考,最后对防止沥青混凝土高温摊铺引起裂缝的措施提出了一些建议。

钢桁梁桥密支座体系钢桥面板高温摊铺受力分析

公铁两用钢桁梁桥上层公路改造时常采用密支座体系钢桥面板,为选择合适的铺装方案,保证高温摊铺期结构安全,以九江长江大桥公路桥加固改造工程为背景,通过现场摊铺试验,测试高温摊铺期结构温度场;采用ANSYS软件建立钢桥面板局部模型,基于测试结果,考虑高温摊铺作用,对比分析不同摊铺分幅方案(1次整幅摊铺、分2次半幅摊铺、分4次四分幅摊铺)钢桥面板应力和支座反力。结果表明:摊铺区域钢桥面板受高温影响明显,实测顶板与底板局部最大温差为69.8℃;各分幅摊铺方案下钢桥面板均受力安全(最大应力115 MPa);仅分4次四分幅摊铺方案下全部支座符合设计要求;分幅宽度较小时钢桥面板应力和支座反力均较小。该桥采用分4次四分幅摊铺方案,结构安全,效果良好。

沥青混凝土高温摊铺下钢梁支座体系温度效应

沥青混凝土高温摊铺所引起的钢桥正交异性板结构温度效应备受关注,为研究高温摊铺引发的钢梁支座体系温度效应,依托九江长江大桥的公路桥加固改造工程,采用生死单元法模拟了钢桥面沥青混凝土动态摊铺施工过程,建立了密支座钢梁摊铺温度场模型,结合现场温度监测数据确立了高温摊铺下钢梁节段的温度场时空分布规律,在此基础上,仿真模拟了不同工况下钢梁支座体系的力学响应,并剖析了高温摊铺下支座体系温度效应的影响因素。研究结果表明:沥青混凝土高温摊铺下钢桥面板的温度先急剧上升,摊铺完成约12 min后逐渐下降直至稳定,夏季热拌环氧沥青混凝土(摊铺温度为185℃)摊铺下钢桥面板的最高温度达到96.1℃,钢梁节段的竖向最大温差达到55℃;高温摊铺会导致钢梁支座体系产生较大的支反力,摊铺宽度增大,支反力显著提高,当摊铺宽度超过5 m时,支座最大竖向拉力将超出其承载能力,当摊铺宽度超过8 m时,最大横向支反力将超出支座承载能力;对于纵向有连续固定支座的钢梁节段,纵向连续固定支座数目对竖向支反力和横向支反力的影响较小,但高温摊铺时会产生远超支座承载能力的纵向支反力,支座结构存在安全隐患。研究可为类似钢梁支座体系的沥青混凝土摊铺施工方案设计和支座处置提供理论支撑。

高温沥青摊铺温度场下的钢筋混凝土连续箱梁桥有限元分析

在桥梁工程主体结构完成后会摊铺沥青混凝土,摊铺沥青混凝土会产生高温导致箱梁内产生温差分布,产生温度应力,导致桥梁结构的主体产生裂缝。我国现阶段还没有对高温沥青摊铺引起的桥梁结构的温度场分布做出规定,因此,由其产生的温度应力在设计还没有考虑。以国内外箱梁温度应力理论以及方法为基础,基于ANSYS有限元软件对高温沥青摊铺温度场下的钢筋混凝土连续箱梁桥进行分析,并与日照温度场下的钢筋混凝土连续箱梁桥的应力进行对比。

箱梁桥沥青摊铺温度实测及其顶板横向效应分析

高温沥青摊铺作为沥青混凝土桥面施工的一个环节,会对混凝土箱梁顶板的横向受力产生不利影响。该文首先提出沥青摊铺时的温度梯度分布模式,然后结合某桥沥青摊铺时的温度实测数据,得到顶板表面在接触传导后的当量温度值,并利用实体有限元进行了混凝土箱梁顶板的横向应力分析。结果表明:沥青摊铺会在箱梁顶板产生较大的横向拉应力,增设调平层能有效减少混凝土箱梁顶板在沥青摊铺时的温度效应,有利于防止箱梁顶板的纵向开裂。

双箱单室钢箱梁摊铺沥青混凝土时的温度荷载模式

城市中小跨径钢桥逐渐采用沥青混凝土摊铺,沥青混凝土高温摊铺会对桥梁结构产生影响,需建立沥青混凝土高温摊铺时的温度荷载计算公式对不同类型桥梁进行分析。采用ANSYS建立钢箱梁节段瞬态热传导模型,分析浇筑式沥青混凝土摊铺过程中双箱单室钢箱梁温度场的分布特征。根据仿真结果建立了温度荷载计算公式,并利用热-结构耦合分析模型与梁单元模型讨论温度荷载公式在梁单元模型中的适用性。研究结果表明:采用温度荷载计算公式计算支座纵向位移时误差较小,计算支座竖弯转角时误差较大,计算支座竖向反力及梁体竖向位移时误差在10%以内。

SFCC现场导热系数与温度场实测及预测方法研究

为确定钢纤维页岩陶粒混凝土(SFCC)现场实际的导热系数,与桥面板施工同步制作了不同钢纤维体积分数的SFCC试件,采用热板法进行测定,校核并扩展了导热系数预测公式,并且对高温沥青摊铺时SFCC桥面板的温度场进行了实测和数值模拟.结果表明:环境湿度为67%时,SFCC的实测导热系数为0.915~1.409 W/(m·K),增加钢纤维体积分数可提高SFCC导热系数;考虑湿度和钢纤维影响后的扩展Maxwell公式预测值与实测值吻合良好;高温沥青摊铺时桥面板SFCC混凝土内的温度梯度可达20.5℃,超过规范日温差,采用数值模拟可有效计算桥面板温度场.

钢筋混凝土连续箱梁传统设计方法的不足及其对策措施分析

针对钢筋混凝土连续箱梁桥,对江苏省近年来所建该类桥梁的裂缝情况进行了广泛的调查,详细分析了裂缝形成及开展的原因,并研究各种因素对桥梁结构内力的影响,以期为今后钢筋混凝土连续箱梁结构的设计提供一定的参考。