大吨位徐变仪细部结构分析及徐变试验研究

论文摘要

徐变是混凝土材料固有的时变特性,对于混凝土结构来说,徐变引起结构变形和内力的变化是不容忽视,故在设计和施工过程中必须要考虑其影响。鉴于此,结合本文背景工程有对较高强度等级混凝土进行徐变试验的需要,通过大量走访调研不同单位所制作的徐变装置,结合这些徐变装置特点最终研制了满足背景工程徐变试验要求的大吨位徐变试验仪。为了确保徐变试验得以在该徐变仪下正常安全运作,本文特此对徐变装置的细部结构构造及其受力性能分别进行了设计和分析,并着重分析装置的两个细部结构构造:一是徐变仪球铰与垫板之间的接触部位,接触应力分析历来都被认为是个很繁琐和很复杂的过程,而该部位涉及的又是曲面和球面的接触,又无形中加大了求解过程的难度,针对该问题的复杂性,本文运用大型通用有限元软件ANSYS进行结构分析,结果表明该接触部位的细部设计能够满足实际使用要求;二是压板下受压弹簧,在本徐变仪装置中共有四个弹簧,每个弹簧要承受8t的载荷,对于受压弹簧来讲在高载荷作用下受压变形量大,对结构本身的要求高,为了确定受压弹簧工作性能,也运用了ANSYS软件建立模型对其进行了详细分析和研究,分析结果表明,弹簧完全能够满足徐变试验的受力要求。因此,本文研制的徐变仪达到预期的设计目标。最后,对背景工程——云南金安桥水电站水库淹没丽宁公路复建工程树底大桥上部结构的C50混凝土进行了徐变试验,研究了树底大桥混凝土材料的长期变形规律,求出了该桥不同龄期C50混凝土的徐变曲线、收缩曲线,并与国内外的规范计算结果进行了对比,为桥梁施工过程的合理控制和日后的运营管理提供了重要的数据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 混凝土徐变的基本概念
• 1.2 混凝土徐变的影响因素及对结构的影响
• 1.3 混凝土徐变的研究意义
• 1.4 国内外对混凝土徐变的研究历史以及徐变装置的研制现状
• 1.5 课题来源与研究目的
• 1.6 课题研究内容
• 第二章 大吨位徐变仪设计
• 2.1 引言
• 2.2 徐变仪装置概况
• 2.3 徐变仪的设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 徐变仪细部结构分析与研究
• 3.1 徐变仪球铰接触部位结构及受压弹簧的分析与研究
• 3.1.1 引言
• 3.1.2 接触问题的发展与现状
• 3.1.3 接触条件的分析
• 3.1.4 球铰部位接触问题在 ANSYS 有限元软件的应用
• 3.1.5 计算结果的分析与研究
• 3.2 徐变仪压板之间弹簧的受力性能的分析与研究
• 3.2.1 引言
• 3.2.2 弹簧的设计及有限元分析
• 3.2.3 有限元结果的分析与研究
• 3.3 本章小结
• 第四章 大吨位徐变仪的徐变试验应用
• 4.1 工程概况
• 4.2 实验的目的及具体内容
• 4.3 实验试件规格的制作
• 4.4 强度及抗压弹模测定
• 4.4.1 强度、弹模试验实施及计算理论
• 4.4.2 强度及弹模实验数据结果处理
• 4.5 收缩徐变实验
• 4.5.1 收缩徐变试验的实施及计算理论
• 4.5.2 徐变实验数据结果处理
• 4.5.3 徐变的曲线拟合
• 4.5.4 收缩实验数据处理结果
• 4.6 各龄期测得徐变系数与国内外规范公式计算值比较
• 4.6.1 国内外规范混凝土徐计算理论
• 4.6.2 各龄期测得徐变系数与国内外规范公式计算值比较
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文研究工作总结
• 5.2 进一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间的科研成果及发表的论文
• 附录 A 树底大桥混凝土徐变实验数据记录表