亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        重力式橋臺開裂原因的有限元分析與加固措施*

        2012-10-12 10:47:28
        吉林建筑大學學報 2012年2期
        關鍵詞:前墻側墻橋臺

        田 偉

        (吉林建筑工程學院土木工程學院,長春 130118)

        0 引言

        重力式橋臺是橋梁下部結構中常見的一種結構型式,利用其自身重量來平衡外力保持穩(wěn)定.隨著高等級公路的建設,相繼出現(xiàn)了許多總體尺寸大的重力式橋臺[1].

        目前,高速公路上中、小橋臺普遍存在混凝土開裂問題.從裂縫形狀看,大部分是豎直方向,也有些是斜向、水平向;裂縫有1條或多條,有的多達十幾條.豎直裂縫大多位于橋臺臺身的中下部,也有部分裂縫沿臺高豎向貫通,裂縫寬度一般在0.1 mm~0.6 mm,普遍存在于寬度較大的橋臺中[2].

        從經(jīng)濟上考慮,公路工程中一般只使用3 m~6 m高的重力式橋臺.但是,在砂石料供應方便的地區(qū),經(jīng)過受力計算和可靠度并滿足要求后,也可以采用15 m~20 m高的重力式橋臺[3].

        1 橋臺破壞原因初探

        1.1 工程概況

        某公鐵立交橋全長52.86 m,設計孔跨2 m×16 m,斜交角約為60度,橋梁全寬為凈-14 m+2×2 m人行道,主梁結構為裝配式預應力混凝土簡支板梁,下部結構為擴大基礎,片石混凝土重力式橋臺,鋼筋混凝土柱式橋墩.下部橋臺結構中,橋臺為斜交,高均為10 m,臺帽斷面尺寸為90 cm×30 cm.前墻斜長2 372 cm,頂厚130 cm,底厚454 cm,側墻不等長,其中鈍角處外側長500 cm,銳角處外側長1 582 cm.臺身及基礎采用15號片石混凝土(設計片石標號不低于25號,摻量不多于混凝土結構體積25%).

        1.2 破壞形態(tài)

        該橋竣工后,次年投入使用,6年后發(fā)現(xiàn)兩側橋臺臺身及側墻出現(xiàn)不同程度裂縫,尤以一側橋臺臺身前墻豎向裂縫為重,豎向貫通且裂縫寬度較大,上寬下窄.裂縫寬度在1 cm左右,裂縫沿墻高有局部產(chǎn)生破損.上緣距長側墻外側4.52 m,下緣距長側墻外側5.57 m.側墻存在一條斜向裂縫,寬度在1 mm左右.上緣距前墻外側2.05 m,下緣距前墻外側10.05 m交與邊坡上.

        1.3 破壞原因初探

        《規(guī)范》[公路磚石及混凝土橋涵設計規(guī)范(JTJ022-85)[s]]規(guī)定,當U型橋臺(重力式橋臺)兩側墻寬度不小于統(tǒng)一水平截面前墻的0.4倍時,可按整體截面驗算截面強度,當橋臺截面滿足該條規(guī)定時,臺內(nèi)填土所產(chǎn)生的土壓力對橋臺影響不大,可以按整體結構驗算其抗力,抗滑和抗傾穩(wěn)定性,視臺內(nèi)填土為橋臺自重的一部分,勿需驗算由此產(chǎn)生的土壓力對側墻和前墻的影響.

        對于此橋臺,取任意截面進行截面尺寸驗算,以臺身底面為例,側墻的寬度為3.84 m,前墻截面寬度為21.64 m,3.84 m<21.64 m×0.4=8.656 m,顯然該橋臺的截面尺寸偏小,已不能按整體截面驗算截面強度.而且隨著填土高度的增加,引起的土壓力會很大,因此應計入該土壓力對整個橋臺受力的影響.

        由于受到前墻與側墻兩個方向的水平壓力之合力,其交匯處為銳角時應力增大,當橋臺截面尺寸偏小,抵抗能力不足時,極易在交匯處開裂,這與該橋臺開裂位置是一致的.

        2 利用有限元軟件進行原因分析

        有限元法作為一種非常實用有效的數(shù)值計算方法廣泛應用于航天、機械、土木工程等工程領域[4].本文利用大型通用有限元軟件ANSYS對該橋臺進行了模擬分析.

        2.1 建模及前處理

        根據(jù)設計圖紙,以米為單位建立橋臺幾何模型圖.參數(shù)設定:臺身以及基礎采用15號片石混凝土,利用SOLID 65單元(ANSYS里專門面向混凝土,巖土材料的單元),其密度為2 300 kg/m3,彈性模量E=4.2e109,泊松比為0.167.

        臺身有限元網(wǎng)格劃分按映射網(wǎng)格劃分,便于在臺身上施加恒載以及其他載荷;由于基礎形狀復雜,有限元網(wǎng)格按自由網(wǎng)格劃分,臺身與基礎之間交界面的節(jié)點完全分離,不存在重合關系,利用臨近區(qū)兩個界面之間自由度約束方程,就能夠達到相互耦合的效果(如圖1所示).

        2.2 ANSYS計算結果

        考慮到初期土體未壓實,對基礎底面施加全約束,得第一主應力,第三主應力云圖,如圖2、圖3所示.最大拉應力出現(xiàn)在前墻和長側墻交匯處,其值為0.71 MPa,最大壓應力出現(xiàn)在長側墻的角隅處,為2.47 MPa.

        圖1 模型及網(wǎng)格劃分

        圖2 第一主應力云圖(主拉應力)

        圖3 第三主應力云圖(主壓應力)

        3 橋臺開裂原因的確定

        橋臺實際施工及使用過程中,一般重力式橋臺,在臺內(nèi)填土和行車荷載的作用下,前墻和側墻交匯處容易出現(xiàn)裂縫.對于此橋臺,其開裂原因如下:

        (1)橋臺不滿足《規(guī)范》關于橋臺截面尺寸的規(guī)定,臺后填土隨著高度的增加會產(chǎn)生很大的土壓力,原設計明確指出橋臺后為加筋土擋墻路基設計,而經(jīng)過勘察發(fā)現(xiàn),臺后為一般填土.因此,不能有效地減少臺后填土所引起的土壓力,橋臺將承受較大的土壓力作用;

        (2)橋臺的結構和一般橋臺有所差別,結構的前墻和側墻并非相互垂直,前墻和右側墻交角60°,前墻和左側墻交角120°,在考慮土壓力作用的情況下,前墻和右側墻的交匯處有明顯的應力集中現(xiàn)象;

        (3)根據(jù)有限元分析可見,最大拉應力出現(xiàn)在前墻和右側墻交匯臺身高度的2/3處,其值接近0.71 MPa,超過了臺身材料0.60 MPa的抗彎拉強度,因此在前墻和右側墻的交匯處容易出現(xiàn)裂縫;

        (4)裂縫出現(xiàn)后首先會向截面寬度小的臺身上部擴展,當上部裂縫前后貫通后,臺身仍承受較大的臺后土壓力,對裂縫有張拉趨勢,繼而裂縫延前墻外側縱向繼續(xù)擴展,直至上下貫穿.

        4 加固措施

        針對橋臺開裂的原因,在保證橋梁正常使用的前提下,依據(jù)中國工程建設標準化協(xié)會制定的《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規(guī)程》,本文提出采用碳纖維(CFRP)加固補強法對橋臺進行加固,即沿橋臺前墻粘貼兩條碳纖維布.

        4.1 采用碳纖維加固補強法的原因

        目前,對鋼筋混凝土結構加固補強的傳統(tǒng)方法主要有:粘鋼法、噴射混凝土和體外預應力法.以上方法均各有缺點,如自重大,易腐蝕等.碳纖維加固作為一種新興技術,國外于20世紀80年代開始應用.我國從90年代后期著手研究,截至目前,該技術已經(jīng)比較成熟,隨著纖維造價的不斷降低,碳纖維加固技術已經(jīng)成為加固舊結構的主要手段.

        碳纖維單向布具有高強度、高彈性模量和耐久性好等優(yōu)點.

        4.2 結果對比及可行性分析

        本文借助ANSYS軟件,對開裂橋臺進行了模擬分析見圖4,然后對粘貼碳纖維布的橋臺進行模擬分析見圖5,將二者裂縫部位部分節(jié)點的主拉應力計算結果進行對比,見表1.

        圖4 橋臺開裂第一主應力圖

        圖5 粘貼CFRP后橋臺第一主應力圖

        從以上分析可以看出,粘貼CFRP后比開裂橋臺的對應節(jié)點主拉應力值最多減少50%以上,橋臺結構的力學性能、整體性以及穩(wěn)定性得到進一步的提高.

        表1 部分節(jié)點主拉應力計算結果對比

        5 結論

        本文針對斜交重力式橋臺的開裂進行了構造與有限元分析,提出應根據(jù)橋臺實際充分考慮臺內(nèi)填土土壓力對橋臺的影響,并對一具體橋臺進行了有限元分析,計算結果與實際橋臺開裂吻合較好,說明在設計橋臺尤其是寬大橋臺時,必須考慮臺內(nèi)填土對橋臺的不利影響,并提出采用碳纖維加固橋臺的方法.經(jīng)有限元分析,證明了該方法的有效性和實用性,為今后的舊橋臺加固提供了一種方法和借鑒.

        [1]周水興,胡 娟,張 敏.重力式橋臺開裂的機理分析[J].重慶交通學院學報,2005,24(4):9-12.

        [2]江明生.高速公路上中小橋臺開裂成因及防治[J].公路與汽運,2005(3):124-125.

        [3]康志民.淺談重力式高臺的施工階段驗算和開裂病害防治措施[J].福建建設科技,2005(5):32-33.

        [4]王元漢,李麗娟,李銀平.有限元法基礎與程序設計[M].廣州:華南理工大學出版社,2001:25-37.

        [5]碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規(guī)程[S].中國工程建設標準化協(xié)會,2000.

        猜你喜歡
        前墻側墻橋臺
        土工合成材料加筋土橋臺技術及其應用
        遮簾樁對板樁碼頭地震響應的影響
        水運工程(2022年3期)2022-03-25 03:15:14
        基于ABAQUS的動車組側墻滑槽連接結構設計優(yōu)化
        前墻結構對OWC氣室捕能效果影響的數(shù)值研究
        海岸工程(2020年2期)2020-07-21 03:03:16
        礦用頂管機前墻密封裝置有限元強度分析
        新生代(2019年16期)2019-10-18 07:19:52
        振蕩水柱裝置前墻形狀對能量轉化效率影響的數(shù)值模擬
        地鐵站側墻鋼筋混凝土結構保護層厚度控制
        建筑科技(2018年6期)2018-08-30 03:40:58
        城軌不銹鋼車輛鼓型側墻弧焊工藝研究
        解析橋梁下部結構樁柱橋臺施工
        江西建材(2018年1期)2018-04-04 05:26:20
        MIG—V工作站在高速動車鋁合金車體側墻焊接中的應用
        焊接(2015年1期)2015-07-18 11:07:33
        精品高清免费国产在线| 免费无码中文字幕A级毛片| 亚洲日韩国产精品不卡一区在线| 亚洲av色香蕉一区二区三区潮| 久久黄色视频| 日出水了特别黄的视频| 日本欧美在线播放| 午夜亚洲精品视频网站| 亚洲天堂二区三区三州| 国产成人亚洲精品青草天美| 日韩国产一区| 丰满人妻一区二区三区免费| 国产亚洲精品97在线视频一 | 国产精品天堂avav在线| 午夜婷婷国产麻豆精品| 国产欧美高清在线观看| 精品麻豆国产色欲色欲色欲www| 久久九九青青国产精品| 久久精品国产亚洲av沈先生| 女人的精水喷出来视频| 国产成人综合在线视频| 精品国产高清a毛片| 国产一区二区视频免费| 日本大骚b视频在线| 在线精品免费观看| 在线免费观看国产视频不卡| 91伦理片视频国产精品久久久| 人妻夜夜爽天天爽一区| 久久99热精品免费观看欧美| 丝袜美腿一区在线观看| av免费不卡国产观看| 国产成人精品午夜福利| 在线观看国产精品自拍| 亚洲一区二区三区,日本| 久久综合精品国产二区无码| 亚洲免费视频网站在线| 国产人妻久久精品二区三区老狼| 公和我做好爽添厨房中文字幕| 国产欧美日韩综合在线一区二区| 手机在线免费av网址| 国产在线第一区二区三区|