钢筋混凝土桥梁疲劳时变可靠度分析

考虑钢筋疲劳强度随时间变化,提出疲劳强度时变模型.在此基础上对钢筋混凝土桥梁进行疲劳可靠度分析.基于混凝土碳化模型和钢筋锈蚀深度公式推导钢筋截面面积随时间变化公式.根据试验数据,提出S-N曲线中疲劳强度系数下降的疲劳强度时变模型.基于钢筋截面面积和疲劳强度时变,运用极限损伤度法和改进的一次二阶矩法,求解失效概率与疲劳可靠指标,然后根据选定的目标可靠指标获得桥梁的剩余寿命.算例表明:考虑和不考虑钢筋截面面积随时间的变化,对钢筋混凝土桥梁疲劳时变可靠度计算的影响较大;在桥梁的钢筋锈蚀到一定程度后,考虑和不考虑钢筋疲劳强度随时间的变化,对钢筋混凝土桥梁疲劳时变可靠度计算有明显的影响.     

钢筋混凝土矩形截面梁的优化设计及钢筋代换计算

研究目的:以钢筋混凝土单筋矩形截面梁的造价为目标函数,截面高度和配筋率作为自变量,以挠度作为控制条件,建立约束条件,可得非线性优化数学模型,并利用Matlab优化工具箱通过编程进行求解.在考虑钢筋代换相关规定的基础上,给出矩形截面梁等强度代换、等挠度代换及等裂缝宽度代换的实用计算方法,并分析不同情况下起控制作用的因素,从而使钢筋代换计算过程简捷且结果可靠.研究结论:大截面尺寸受弯构件采用考虑正截面承载力及挠度控制的方法进行优化设计,避免了因盲目加大截面尺寸和配筋量而造成浪费;运用Matlab 软件能简便、快捷地实现单筋矩形截面梁正截面优化设计,从而得到截面高度及配筋率的初始值,再考虑梁的自重及尺寸模数要求稍作调整即可确定最终设计结果;对于矩形截面梁,在其常用配筋率ρ∈[0.6%,1.6%]范围内,根据本文给出的钢筋代换原则及具体计算方法,能简便地得到满足截面承载力、挠度控制及裂缝宽度验算要求的代换结果.算例表明,该优化设计方法经济效益显著,可推广应用于工程实际.     

阜阳站房部分预应力混凝土框架结构设计与分析

本文介绍了阜阳站房部分预应力混凝土框架的设计过程，即预应力钢筋面积的估算，预应力钢筋的布置，预应力损失的计算，施工阶段，使用阶段梁正截面及抗裂验算。     

考虑氯离子侵蚀的钢筋混凝土桥梁疲劳时变可靠度

基于混凝土中氯离子扩散及其引起钢筋锈蚀的机理,提出了钢筋面积随时间变化的公式.根据锈蚀钢筋疲劳试验,提出了反映钢筋疲劳性能的疲劳强度时变模型.基于上述模型,运用线性累积损伤法则和蒙特卡罗方法,对钢筋混凝土桥梁进行疲劳可靠性分析,计算其时变疲劳可靠度.结果表明:氯离子侵蚀作用下,钢筋有效截面减小和疲劳性能衰减显著降低桥梁结构的疲劳可靠指标.本文建立的计算模型能够为结构疲劳可靠性的鉴定以及结构构件的维修决策提供有效参考.     

基于纤维梁单元的盾构隧道管片配筋优化技术

研究目的:盾构隧道钢筋混凝土管片配筋计算中一般采用统一的结构等效刚度进行内力计算,由于忽略钢筋分布对结构刚度的影响,配筋结果多偏于保守。本文对隧道管片配筋优化技术展开研究,以期在确保隧道结构安全的情况下减少钢筋用量,达到节约成本的目的。研究结论:(1)利用有限元方法建立了可描述钢筋与混凝土共同作用的结构力学模型(即纤维梁单元),通过将管片截面划分成微小单元,对截面刚度进行积分,获得了衬砌结构精确的弯曲刚度值;(2)在基于同济曙光三维数值平台而开发的盾构隧道管片结构计算与配筋软件中嵌入纤维梁单元模型,从而在管片配筋校核计算时对不同项目进行验算,进而对钢筋分布进行调整,使管片中混凝土与钢筋材料受力协调一致,实现对配筋方案的优化;(3)选用某地铁盾构隧道作为算例,考虑管片在施工期和运营期不同的受力特征,在初步配筋基础上比选优化得到最优配筋方案,所得优化方案在符合受力机理以及满足设计要求的同时,很大程度上节省了钢筋用量;(4)本研究成果可为盾构隧道管片配筋设计的优化提供参考。     

基于纤维梁单元的盾构隧道钢筋砼管片配筋优化研究

盾构隧道钢筋混凝土管片配筋计算中一般采用统一的结构等效刚度进行内力计算,忽略了钢筋分布对结构刚度的影响,配筋结果多偏于保守。本文对隧道管片配筋优化技术展开研究,利用有限元方法建立了可描述钢筋与混凝土共同作用的结构力学模型(即纤维梁单元),通过对截面刚度进行积分,获得衬砌结构精确的弯曲刚度值。此外,在基于同济曙光三维数值平台而开发的盾构隧道管片结构计算与配筋软件中嵌入纤维梁单元模型,在管片配筋校核计算时对不同项目进行验算,进而对钢筋分布进行调整,使管片中混凝土与钢筋材料受力协调一致,实现对配筋方案的优化。研究所得的优化方案在符合受力机理以及满足设计要求的同时,很大程度节省了盾构隧道的钢筋用量。     

无梁楼盖板厚设计的简化方法

根据抗冲切要求设计无梁楼盖或板柱结构的楼板厚度时,计算过程比较繁琐.按混凝土结构设计新规范,编制了一种计算表格,形式简明,使用方便,从中可直接查得不需配置抗冲切钢筋的楼板最小厚度.文末以例题说明了表格的用法.     

GFRP—钢混合配筋混凝土板的耐久性及抗弯性能研究

为了研究GFRP筋—钢筋混合配筋混凝土板的耐久性及抗弯性能,以混凝土碳化深度到达钢筋表面为标志,结合钢筋表面去钝化时间最小均值计算公式,对比分析6组不同配筋布置的GFRP筋—钢筋混合配筋混凝土板的耐久性。推导GFRP筋—钢筋混合配筋混凝土板适筋破坏的正截面受弯承载力计算公式,利用推导的受弯承载力计算公式对7组具有相同整体配筋率、不同GFRP筋与钢筋面积比的混合配筋板的抗弯承载力进行计算。研究结果表明:GFRP筋与钢筋合理混合布置,可较大程度地提高混凝土结构的耐久性和抗弯承载力。将钢筋布置于远离迎风面、角区的中间位置时,构件耐久寿命比传统的截面单一钢筋配筋方式延长1.19倍,耐久性达到最佳效果;随GFRP筋与钢筋面积比的增加,构件抗弯承载力提高的百分比最大可达到52.7%,且抗弯承载力随面积比的增加而增大。     

桥隧地段综合接地系统贯通地线优化方案研究

通过分析不同供电系统下最大牵引电流在贯通地线中分布情况,研究提出了利用铁路沿线桥隧地段内通长钢筋替代铜线作为贯通地线的方案.结合该优化方案,论述了钢筋截面积取值的计算方法及钢筋受热后对混凝土的影响,为今后综合接地系统的方案优化提供了理论分析、计算方法和参考数据.     

加速锈蚀钢筋的疲劳试验研究

采用外加电流加速锈蚀方法获取锈蚀钢筋并进行轴向拉伸疲劳试验,研究锈蚀钢筋的疲劳寿命退化规律。对7根未锈蚀钢筋试件和34根加速锈蚀钢筋试件进行轴向拉伸疲劳试验研究,分析应力幅值与平均截面锈蚀率对钢筋疲劳寿命的影响。钢筋试件近似按平均截面锈蚀率分为0、5%、10%、15%和20%等5组。研究结果表明:锈蚀后钢筋疲劳寿命显著降低,但不同锈蚀程度钢筋试件的应力幅值与疲劳寿命之间均呈对数线性关系;与未锈蚀钢筋试件相比,平均截面锈蚀率为5%、10%、15%和20%的钢筋试件疲劳寿命分别下降了70%、80%、90%和95%;锈后钢筋试件的疲劳寿命近似按指数规律衰减。     

基于GIS的山区道路灾害多发区段线路方案优选--以迫隆藏布流域为例

论述了基于GIS技术进行山区灾害多发地段线路方案优选的方法。在建立山区灾害区段选线的单因素分析层的基础上 ,提出了应用GIS技术提取山区灾害多发区段影响选线方案的信息。然后 ,应用层次分析方法 (AHP)实现灾害选线多因素的综合分析及多方案综合比选。最后以迫隆藏布流域某灾害多发区段为例验证了这种方法的有效性     

机载LiDAR技术在复杂地形铁路定测阶段的应用研究

为提高新建铁路定测阶段测量工作效率,在某复杂地形新建铁路项目中,基于其使用机载LiDAR点云数据进行中线测量、横断面测量、地形图测绘等作业,并对数据精度进行分析比较.在LiDAR断面测量时,基于Terrasolid软件得到的成果数据冗余量大,提出一种改进的道格拉斯-普克算法,以达到既反映地形变化又减少断面点数量的效果....     

基于风险管理门的高铁站场设计过程风险管理研究

高铁建设投资大、技术复杂、标准高,其站场设计过程一旦存在风险隐患将极大地影响整个高铁建设项目的进度和质量。但目前高铁站场设计过程的风险管理方法极其缺乏。对此,依托风险管理门理论,高铁站场设计过程被划分为预可行性研究、工程可行性研究、方案优化研究、初步设计、扩大初步设计、施工图设计等6道"风险管理门",再采用阈值检查判断每道风险管理门是否达到了控制标准,从而构建了高铁站场设计过程风险管理体系,并在安九高铁建设项目中安庆西站施工图设计阶段实践应用,验证其有效性和实用性。弥补了当前高铁站场设计过程风险管理研究十分缺乏的不足,为高铁站场设计过程风险管理提供新方法,有利于提高高铁站场设计质量,控制设计过程风险,并对推动高铁设计阶段风险管理研究的发展起到积极作用。     

高速列车通过截面突变隧道时压力波的数值模拟研究

高速铁路隧道压力波是铁路高速化中日益突出的问题之一,而高速列车通过截面突变隧道时压力波特性目前研究较少。本文根据高速列车通过隧道过程中引起空气流动的特点,在对复杂空气流动现象进行合理简化的基础上,采用一维可压缩不等熵非定常流体流动模型和广义黎曼变量特征线法发展了截面突变隧道压力波的数值计算方法,并给出了相应的边界条件,随后与国外典型试验数据进行了比较,证明本方法的正确性。在此基础上本文分别对单车和会车通过截面突变隧道的压力波进行了数值分析,对揭示截面突变隧道内压力波特征及截面突变对隧道压力波的影响有一定的意义。     

焊接缺陷对转向架强度的影响

分析结构承载截面积、材料属性、外力、焊接缺陷的方向及分布位置对结构的影响,以焊接缺陷处应力集中系数作为评估焊接缺陷影响结构强度的标准,建立转向架构架的整体和局部有限元模型,计算构架的应力分布并判定薄弱区域。通过焊接缺陷仿真模型计算,研究焊接缺陷尺寸和分布位置对构架强度的影响。计算结果表明,在靠近横梁的焊趾处存在着应力集中;表面缺陷对构件强度的影响比内部缺陷大,尤其是高应力区的表面缺陷严重影响构架的强度;表面缺陷及个别类型的内部缺陷会改变构件高应力区的分布。     

标准贯入试验在中泰铁路中的应用与研究

中泰铁路作为国外重点项目,具有地质勘察时间紧、任务重、成本高的特点。标准贯入试验(SPT)作为一种操作简单,指标可靠易用的方法可有效解决上述问题。如何将国外操作工艺所获得的指标合理地运用到我国设计理念中,显得极为重要。从SPT的原理入手,通过对有国内成熟经验地区的SPT数据与地层主要物理力学指标的对比分析,而后结合该项目国内外的SPT对比试验数据进行数据拟合,得出SPT与常用物理力学指标之间的经验公式并将其应用于设计中。同时发现随着深度的增加,N_泰相对N_中来说数据偏大的现象愈加明显,并从钻探方法及SPT方法两个方面进行综合分析,最终得出SPT方法的优越性及日后应用中的注意事项和进一步的研究方向。     

基于系统布置规划(SLP)法的繁华城区内地铁车站施工场地布置研究

繁华城区内地铁车站的施工往往存在施工场地小、场地布置困难、施工干扰大等问题,良好的场地布置可以提高施工效率,加快项目进程。将SLP(系统布置规划)法引入到地铁车站狭小施工场地的规划布置中,建立了繁华城区内地铁车站利用SLP法进行场地布置方案设计的流程和方法。提出了以物流搬运成本耗费程度最小、非物流关系密切程度最大的双目标函数作为评价指标,对地铁车站的施工场地布置方案进行评价,建立了繁华城区内地铁车站的施工场地布置评价标准。     

基于“3S”集成技术的铁路调查新方法研究

云贵川藏等山区铁路项目地形地质条件复杂,自然条件恶劣,用传统的调查方法效率低,风险高,难度大,适用性差,局部艰险地段调查精度无法满足设计要求。通过分析应用"3S"集成技术软硬件的优势,总结出一种新的调查方法,以应对艰险复杂山区铁路调查过程中面临的问题。本文首先阐述了奥维互动地图及无人机等具有"3S"集成技术的数字化软件、新型移动终端的特点及其优势,然后总结了调查新方法的流程体系,结合项目应用实例加以说明,最后与常规调查方法进行对比分析,得出了研究结论:基于"3S"集成技术的调查新方法具有精度高、效率高、风险低、适用性强等特点,能够有效解决复杂艰险铁路调查过程中面临的问题,可以在川藏等艰险山区铁路调查过程中推广应用。     

软土错缝拼装盾构隧道横断面变形控制限值研究

部分软土地区的盾构隧道结构出现过大的变形与严重的病害,这些带病服役的盾构隧道结构仍将长时间服役,且其后续服役期内也将面临各类不利的服役环境。因此,有必要提出盾构隧道结构变形控制限值,在隧道结构变形进一步发展时,为结构的养护运维及时提供判断、决策依据。以南京某3个地铁区间为背景,分别以实测数据分析、三维精细化有限元模拟为手段,探究错缝拼装盾构隧道结构横断面的收敛变形与各类病害之间的相关关系。通过两种手段相互验证与补充发现:收敛变形小于30 mm时,隧道结构的服役性能良好;30～60 mm,出现渗漏水、裂缝,且螺栓开始屈服;60～80 mm,病害加剧,出现管片破损;80～100 mm,首个螺栓到达抗拉极限状态,安全性受到极大威胁;大于100mm,整环结构濒临屈服。据此得到结构性能的衰退特性,进一步提出盾构隧道横断面变形控制限值。     

基于场景法的铁路互联网退票测试

铁路互联网退票模块是实现旅客网上退票的重要途径,针对互联网退票软件流程清晰的特点,采用场景法作为互联网退票的主要测试方法.文章介绍场景法的基本原理,分析传统场景法中的问题,提出具体的改进方案.基于改进后的场景法,结合软件设计说明,给出互联网退票软件测试用例生成的详细过程.