摘要：持续下挠是大跨混凝土箱梁桥的主要病害特征。由于箱梁的空间复杂性,近年来一些无法由传统分析方法解释的裂缝不断从对桥梁的检查中被发现,不能排除正是由于这些未被注意到的裂缝导致结构的下挠。而对这些超出设计预期的裂缝进行识别与机理研究对传统理论分析框架提出挑战。为解决这一问题,文章提出一种基于精细有限元模型-空间网格模型(SLGM),结合三层应力指标系统(T-LSIS)的裂缝统一识别理论分析框架,并以大跨径混凝土多箱室箱梁桥为实际背景,开展全面的裂缝识别与开裂机理研究。研究考虑不同荷载因素、环境温度场模式、箱梁“框架效应”对结构抗裂性能的影响,并将识别的裂缝位置及形态与现场实测数据进行了对比,讨论并解析实桥不同裂缝的开裂机理及其核心影响因素。结果表明:基于SLGM和T-LSIS分析框架能够实现对实桥裂缝位置和形态的统一识别,包括传统方法无法解释的一些裂缝。此外,内外温差效应对箱梁的抗裂性能影响显著,对“框架效应”的忽略是导致箱梁腹板产生超出设计预期的开裂的核心原因。

摘要：针对桥梁设计中混凝土箱梁水化热温度应变难以精确分析的现象,基于预制梁场混凝土箱梁水化热温度应变现场试验,采用初应变增量有限元法建立混凝土箱梁水化热温度应变的弹性徐变理论隐式解法数值模型,分析实测水化热应变、温度徐变应变及温度弹性应变三者之间的差异,研究混凝土箱梁水化热温度应变受徐变影响的规律。研究结果表明:拆模后箱梁顶板、底板水化热温度应变均为压应变且算术平均值基本一致;混凝土箱梁顶板水化热温度应变变化速率略小于底板水化热温度应变变化速率;徐变对混凝土箱梁水化热温度应力应变影响非常大,实际应变仅约为温度弹性应变的一半,因此,早龄期混凝土结构温度弹性应力减半更符合实际情况;混凝土箱梁水化热温度应变实测数据略大于温度徐变应变计算值,说明本文数值模型可准确有效模拟箱梁水化热温度应变真实状态、有助于桥梁分析设计。

摘要：混凝土箱梁的温度应力可以达到或超过活载产生的应力,是导致混凝土裂缝和损坏的主要原因之一。但传统的温度应力计算方法存在较大的误差。本文根据热弹性理论,对箱形梁的温度应力进行三维分析,提出实用计算方法。这种方法在实际计算中,只需对传统的温度应力计算公式进行简单的修正,即可求得考虑应力分量之间耦合关系的混凝土箱梁三维温度应力,简便实用,计算精度明显提高。最后对现行铁路桥梁设计规范有关温度应力的计算方法进行讨论,提出参考意见。该方法可为在铁路混凝土箱梁的设计和施工中采取合理有效的措施控制温度裂缝、提高结构耐久性,提供科学的依据。

摘要：为了确定适合新疆伊犁地区特点的大跨度钢筋混凝土箱形梁桥的温度梯度模式,以新疆伊犁河大桥施工为工程背景,对大跨度钢筋混凝土箱形梁桥箱梁的温度场进行现场连续观测。采用有限元法,计算和分析基于建桥地区气候特征的钢筋混凝土箱形梁桥的温度梯度模式,并与现场实测温度数据进行比较,计算值和实测值吻合较好。最后利用数理统计的方法,拟合出桥梁施工控制时刻的升温模式和降温模式温度场,并与国内外设计规范中有关温度荷载的规定进行比较,其结果与英国BS5400规范温度梯度模式和我国公路桥涵新规范温度梯度模式较为一致,从而验证了推荐的温度梯度模式的合理性。本分析研究方法及推荐的温度梯度模式对类似桥梁工程的设计和施工具有指导意义。

摘要：针对困扰工程设计的混凝土箱梁温度分布及温度应力问题,以某双线特大桥为背景,基于箱梁表面热交换平衡理论的预应力箱梁温度场数值仿真和现场实测的对比分析,以此来得到较为准确的混凝土箱梁壁厚温差的梯度模式。通过对比分析结果表明,基于箱梁表面热交换平衡理论的温度场数值仿真能客观模拟实际边界条件,具有较高的计算精度,可以很好的满足实际工程的设计分析要求,进而以温度场数值仿真为基础,利用ANSYS二次开发技术,开发出了与ANSYS风格一致的针对预应力混凝土温度场的可视化汉化模块,实例计算表明,该可视化汉化模块能很好的应用于实际,能够提高工作效率。

摘要：利用混凝土箱梁整体受力性能优势,将其顶、底板均作为桥面系实现双层交通,是解决城市土地资源紧张和交通堵塞的不错选择。设计了1∶6比例双层交通混凝土箱梁模型,在弹性工作状态下进行了双层均布荷载试验研究,在双层集中荷载作用下进行了受弯全过程破坏试验。试验研究了关键截面应力-应变发展规律、荷载-挠度曲线、抗弯承载力及其破坏模态等。结果表明:弹性工作状态下按照不同工况在箱梁顶、底板施加均布荷载作用时,存在不同剪力滞效应;双层集中荷载作用破坏性试验证实了宽跨比、高跨比均较大的双层交通混凝土箱形截面梁的受弯破坏过程可分为弹性阶段、弹塑性发展阶段、最终破坏阶段。相关结论可为双层交通混凝土箱梁桥的设计和应用提供试验数据和理论依据。

摘要：通过对2组配置竖向预应力筋的钢筋混凝土箱梁进行受剪试验,研究了竖向预应力筋张拉与不张拉,预应力孔道灌浆与不灌浆对混凝土箱梁抗剪性能的影响,对比分析了不同参数下试验梁的破坏形态、裂缝行为、荷载-挠度关系、开裂荷载、抗剪承载能力、腹板应变以及竖向预应力筋应变等的发展规律.结果表明:对于本文试验梁,竖向预应力可将开裂荷载提高16%,竖向预应力筋张拉端的抗剪承载力比不张拉端增加2.3%,不灌浆端的抗剪承载力比灌浆端减小9.3%.由此说明,适当地施加竖向预应力可以较好地提高腹板开裂荷载,并对抗剪承载力有积极贡献,但如果灌浆不饱满则会对抗剪承载力产生很大折减.

摘要：为分析混凝土箱梁日照温度场的时空分布规律,结合气象数据建立了双对流边界的一维混凝土结构的温度场预估模型.采用积分变换法求得了预估模型的级数解,其前8项求和结果与数值结果及实测数据的最大误差分别为4%和11%.利用级数叠加式对混凝土温度场进行分解,得到了不同热流边界的温度场表达式.结合实测数据对热流边界进行分析,结果表明:取级数展开项n=5得到的混凝土结构的温度场,其计算结果与数值解的最大误差为5.9%;太阳辐射是混凝土温度场的主要影响因素,箱梁内气温可简化为恒温,其值可采用实测气温的平均值表示;可取综合换热系数值15.23 W/(m^(2)·K)近似计算混凝土箱梁的最不利温差.

摘要：为选取合适的日照作用下混凝土箱梁温度场边界条件计算公式,对既有太阳直接辐射、散射辐射、地面反射、对流换热、辐射换热、大气综合温度的计算公式和取值进行了综合对比分析,以齐甘嫩江大桥温度场实测结果为基础,结合温度场分析有限元程序,研究了不同太阳直接辐射强度、散射辐射强度、地面反射辐射强度公式对箱梁顶板、腹板和底板温度场的影响,探讨了便于工程应用的辐射换热系数的合理取值范围,桥梁与环境温差和风速对对流换热系数的影响,以及箱梁不同部位的外界大气温度取值对箱梁内部温度场的影响规律。结果表明:太阳直接辐射强度对箱梁顶板温度分布影响较大,散射辐射强度对箱梁顶板和腹板温度分布影响较大,选择合适的太阳直接辐射和散射辐射强度计算公式能有效提高混凝土箱梁的温度场计算精度;地面反射及辐射换热中的斜面天空辐射效应分别对箱梁底板和顶板温度分布影响较大,在设计计算中不应忽视;综合考虑温差和风速计算得到的对流换热系数能较为准确地计算混凝土箱梁结构的温度场;辐射换热系数取值受外界条件影响较小,可在一定范围内取值;计算箱梁不同部位的综合大气温度时,应考虑相应部位的外界大气温度。

摘要：针对困扰工程设计的桥梁梯度温度问题,建立了基于气象参数并考虑实际桥址和桥梁走向的混凝土箱梁日照温度场有限元模型.以苏通大桥辅助航道桥为例,使用2008年7月2日至7月7日6天的实测温度和气象数据,验证了该模型的准确性,并分析了大气日温差和日平均风速对混凝土箱梁梯度温度的影响.分析结果表明,日平均风速对混凝土箱梁的最大梯度温度影响较大,大气日温差则对其影响较小.从概率统计学角度计算分析了桥址气象参数50年一遇标准值条件下混凝土箱梁的日照温度场,提出可能出现的最大梯度温度为18.3℃,并将提出的梯度温度模式与各国规范的梯度温度模式进行比较.结果表明,在分析混凝土箱梁日照温度场时有必要考虑气象参数的影响,以获得适合当地桥梁的梯度温度模式.