加固配筋限值下钢筋混凝土梁正截面承载力研究

使用多年的混凝土结构或多或少出现病害,需要进行加固,但是考虑二次受力情况下RC加固梁正截面承载力计算公式尚未明确提出。文章通过分析不同初始荷载作用下增大截面法加固钢筋混凝土梁的极限破坏,研究二次受力对最大加固钢筋量及正截面承载力的影响,得到RC加固梁在加固配筋限值范围内正截面承载力计算公式。并与有限元软件分析结果进行对比验证,结果表明公式计算结果与分析结果基本一致,可为结构加固承载力计算提供参考。     

基于两阶段受力的桥梁加固设计计算方法研究

在桥梁加固设计中,加固结构属于二次受力结构,在受力分析中必须考虑分阶段受力特点.根据这一受力特点,可建立桥梁加固正截面、斜截面承载力的计算公式,同时采用塑性极限分析方法,有助于研究新老混凝土粘结面上的剪切强度.     

粘贴钢板加固RC梁受弯裂缝宽度计算方法

为控制粘贴钢板加固钢筋混凝土(RC)梁的裂缝宽度,对梁加固前、后受弯裂缝产生的机理进行了分析,并通过6根粘贴钢板加固RC简支梁加载的全过程试验,观察裂缝的扩展规律.在RC梁裂缝宽度现有计算方法的基础上,给出了分阶段计算RC梁受弯裂缝宽度的方法和表达式,并对不同受力阶段裂缝宽度的理论计算值与试验结果进行了比较.研究表明:RC梁在开裂状态下粘贴钢板加固后,由于加固前后截面几何性质和受力状态改变,在荷载作用下原有裂缝首先扩展;最大裂缝宽度应按加固前和加固后分别计算,然后迭加,才符合梁的实际受力情况;最大裂缝宽度发生在原钢筋重心附近梁侧面原有裂缝处,而非新裂缝处.     

有粘结预应力筋加固连续箱梁技术研究

以某中等跨径预应力混凝土连续箱梁桥为例,在增大截面以及体外预应力2种加固方式的基础上,提出了采用有粘结预应力筋加固的方法,对该桥箱梁进行腹板斜截面抗裂加固。加固前后荷载试验的实测对比分析与理论计算证明,其加固效果明显,可为同类桥梁进行维修加固提供有益借鉴。     

组合加固足尺预应力混凝土箱梁抗弯性能试验

为解决危旧混凝土梁桥结构性能显著下降的问题, 采用足尺试验研究了应用钢板-混凝土组合加固预应力混凝土小箱梁的抗弯承载性能; 对2片20m跨径钢板-混凝土组合加固足尺梁进行抗弯承载性能试验, 并与1片未加固足尺梁和1片预应力CFRP加固足尺梁的抗弯承载性能试验结果进行对比, 分析了足尺预应力混凝土小箱梁组合加固后的抗弯性能, 研究了加载全过程跨中截面的加固钢板、原梁主筋、顶板混凝土和钢筋与连接构造的应变变化规律; 基于足尺试验结果, 建立了钢板-混凝土组合加固预应力混凝土小箱梁抗弯承载力简化计算公式。研究结果表明: 钢板-混凝土组合加固梁在破坏时表现出明显塑性破坏特征; 与未加固梁相比, 钢板-混凝土组合加固足尺试验梁的极限承载力实测值提高了76%以上, 在正常使用阶段下的刚度提高1倍以上, 因此, 组合加固能显著提高预应力混凝土箱梁的承载性能; 受力过程中试验梁跨中截面应变分布符合平截面假定; 组合加固部分与混凝土箱梁腹板纵向相对滑移小于0.6mm, 因此, 钢板-混凝土组合加固后的试验梁整体工作性能较好; 足尺试验得到的极限承载力与简化公式计算结果的比值分别为1.06和1.01, 因此, 简化公式可靠, 可用于组合加固预应力混凝土箱梁的承载性能计算与分析。      

桥梁工程中的剪力滞效应

介绍了薄壁箱梁剪力滞效应及常用求解方法,通过对一具体例题的有限元求解,详细阐述了剪力滞现象的存在.剪力滞后现象使翼缘有效分布宽度的确定成为正截面承载力计算的关键,结合现行规范,对考虑箱梁有效宽度后的应力计算结果与有限元求解结果进行了对比.     

断开式钢管约束RC柱压弯承载力计算

断开式钢管约束RC柱凭借优异的约束效果逐渐成为组合柱的研究热点之一，而采用传统压弯承载力计算方法计算结果偏差较大，基于有限元结合试验数据进行分析，结果表明钢管与核心RC混凝土变形不符合平截面假定，与传统计算方法假定相背。通过试验及模拟试件的变形分析，发现钢管与RC柱的控制截面侧移量相同，可作为新的变形协同条件计算控制截面压弯承载力。在此基础上推导计算公式并建立计算流程，对比试验数据与计算结果，表明该方法具有更好的适用性。     

考虑横坡的多箱室箱梁梁格法应用研究

为了研究多箱室箱梁基于梁格法计算的影响因素,考虑了横坡构造对多箱室箱梁的受力特性进行了分析.对梁格法理论的应用进行拓展,推导了适用于具有横坡构造的多箱室箱梁梁格截面特性值计算公式,并讨论考虑横坡的合理性;采用数值模拟的方法进行参数分析,通过改变加载位置、箱梁宽跨比、横坡大小等参数,对研究对象的受力特性进行了对比分析.研究结果表明:考虑横坡时,梁格截面刚度特征值更加接近实际,减小了12.12%的误差;具有横坡构造的多箱室箱梁的梁格模型与实体有限元模型计算结果吻合程度好,但仍无法反映箱梁在承受荷载时产生的畸变;考虑横坡构造的梁格法计算精度的提高主要体现在截面横向位移计算结果上;当箱梁宽跨比大于0.8时,采用梁格法计算时需要考虑横坡的影响;随着横坡大小从0增加到2%时,截面的竖向位移最大差值增加了758%,呈线性递增.      

高家花园大桥箱梁内火灾有限元模拟分析

针对2009年9月3日下午重庆市高家花园大桥右幅桥跨中区段在箱梁内维修加固时发生意外火灾,以温度场数值模拟的基本理论为依据,采用ABAQUS有限元软件对该箱梁进行变截面有限元实体建模,与实际监测数据进行参照性对比,计算所得的挠度值与实测值基本相符,对桥梁结构状况评估具有参考价值.     

轴压作用下CFRP加固圆钢管短柱的静力承载力分析

为了研究轴压作用下碳纤维增强复合材料（carbon fibre-reinforced polymer，CFRP）加固圆形空心截面（circular hollow section，CHS）钢管短柱的极限承载力，对轴压作用下CFRP加固CHS钢管短柱进行了理论和数值分析. 理论分析中，利用等效截面法推导了两种不同粘贴方式（全环向粘贴以及环向和纵向交替粘贴）的CFRP加固圆钢管短柱在轴压作用下静力承载力的理论计算公式；数值分析中，将特征值屈曲与Riks法相结合建立了轴压作用下CFRP加固圆钢管短柱的非线性有限元分析模型. 对该模型中的环向和纵向CFRP进行应力分析后发现，环向CFRP处于拉伸状态，约束钢管的径向变形；纵向CFRP会承担轴压荷载中的部分压力，限制钢管的变形. 最后，将所建立的有限元分析模型结果和所推导的理论公式结果与已有文献的试验结果进行对比，发现三者之间的最大误差不超过2%，验证了建立的有限元模型和所推导的理论公式分析结果的准确性.      

斜支撑钢箱梁变形分析

介绍箱形梁变形的特点,分析在不同斜率下斜支撑连续钢箱梁的变形。根据具体的试验规划,建立支撑线与梁横向交角为0°、15°、30°、45°的三跨连续钢箱梁的试验模型。利用ABAQUS通用有限元程序建立与试验相对应的计算模型。其有限元计算结果与试验数据吻合较好。通过试验数据采集和有限元计算,主要考虑钢箱梁在弹性工作状态下的节点竖向位移、纵向位移以及不同斜率下的挠度,对比分析斜率对钢箱梁变形的影响。     

悬浇箱梁节段张拉后腹板裂纹成因分析与防治

对某悬浇预应力连续箱梁纵向预应力下弯钢束张拉后,腹板沿着波纹管出现裂纹的现象进行了分析,并分别用拉-压杆模型、三维实体有限元模型和钢筋混凝土非线性有限元模型进行了计算,总结了腹板开裂的主要原因,提出了裂纹控制措施的建议,可为预应力连续箱梁的合理设计和同类问题的处理提供参考。     

简支变连续箱梁连续端合理受力影响分析

某特大桥上部结构为整体预制单箱双室斜腹板预应力混凝土箱梁,为使其在存放及简支等阶段连续端合理受力,并满足大型浮吊吊装能力等要求,采用有限元软件Ansys,建立空间实体计算模型,比较分析横隔板构造形式、临时支座布置间距及方式、预应力等对箱梁连续端位移及应力的影响。研究表明,箱梁连续端预制全横隔板,在中腹板位置底板下部亦布置临时支座时,箱梁端部变形平缓,抗裂性得到提高。     

波形钢腹板连续箱梁的自振频率分析

设计制作了波形钢腹板混凝土连续箱梁的试验梁,并建立有限元模型对其动力特性进行了计算和分析,同时对其动力特性进行了实测.试验梁的有限元分析结果与实测结果对比分析表明：两者差别较小,证明了实测结果的正确性.制定了在试验梁的不同位置减少横隔板的方案,不同方案的计算结果表明：支座横隔板对箱梁动力特性的影响最大,而中横隔板基本不...     

腹板开孔对轨道交通箱梁振动噪声的影响

实测了城市轨道交通简支箱梁各板件的振动与近场噪声, 结合板件声辐射理论研究了箱梁结构振动辐射噪声和箱梁振动的关系; 基于箱梁结构噪声易产生绕射的低频特性, 计算了矩形混凝土板件在不同开孔工况下辐射的结构噪声变化情况; 在考虑箱梁腹板开孔的基础上建立了车辆-轨道-箱梁耦合有限元模型和箱梁振动-结构噪声有限元-无限元模型, 分析了箱梁腹板开孔前后各板件的振动和结构辐射噪声变化情况。研究结果表明: 箱梁板件声辐射效率随频率的增加并不呈现线性关系, 箱梁各板件近场低频(低于250 Hz) 辐射噪声与结构振动加速度级也并非简单的线性关系, 箱梁辐射噪声由箱梁振动和箱梁各板件声辐射效率共同决定; 对于两端简支的开孔板件, 在开孔率基本一致(0.4%左右) 的情况下, 开孔直径越小, 板件振动辐射噪声声压级越小; 采用有限元-无限元方法模拟箱梁近场低频结构噪声, 既能解决单独采用有限元法时声场边界反射的影响, 也避免了采用有限元-边界元方法时多软件交叉使用的不便; 腹板开孔虽然增加了箱梁板件在某些频率(100~125 Hz) 处的振动响应, 但由于箱梁内、外部声场连通, 使得声短路效应增加, 降低了板件的声辐射效率和相应频段的噪声; 腹板开孔后在1~250 Hz频段内顶板、底板和腹板附近的总声压级分别降低了9.43、2.74和1.63 dB, 从而使箱梁结构噪声得到了控制。      

高速铁路模型箱梁静力非线性和动力损伤关系研究

桥梁结构在荷载作用下的静力非线性与结构动力特性之间的关系是结构损伤识别领域的重要问题。基于高速铁路模型箱梁的重复荷载试验,采用平面非线性有限元分析方法对静力非线性和动力损伤之间的关系进行了研究。通过定义混凝土等效应力－等效塑性应变曲线来定义其弹塑性行为。对数值模型加载到各级荷载后卸载进行动力特性分析,即卸载后计算自振频率和振型。计算结果表明：采用平面非线性有限元分析方法可以比较准确地对箱梁模型进行非线性分析,除了初始模型刚度存在一定误差外,结构的骨架曲线的特征值、加卸载刚度和残余位移吻合较好。在进行非线性分析后进行动力特性是分析可行。竖向频率值的变化能够反映静力非线性发生后结构的损伤出现和损伤的发展规律,这为结构动力损伤识别提供了有效的途径。     

钢桥面力学分析合理有限元模型研究

钢箱梁桥面板的结构特性直接影响着其上沥青铺装层的受力,因此进行有限元力学分析时必须确定合理的结构模型。在多次计算的基础上,通过比较相同荷载作用下模型各个关键结点的位移、应力、应变等力学指标,最终确定了横向上包括6个U形加劲肋、纵向上包括3跨面板范围的基本简化模型,并对单元类型、单元大小等进行了讨论。通过实桥检测,验证了简化模型的可行性,分析了理论计算值与实测值误差的来源。     

自锚式悬索桥主缆锚固区局部应力探讨

刚性自锚式悬索桥的锚固区结构和受力较复杂。以平顶山建设路立交桥为例,运用有限元程序Mi-das/Civil建立该桥梁的整体计算模型,有限元程序ANSYS建立边跨主缆锚固区梁段的局部计算模型,对主缆锚固区进行空间局部应力分析。得出结论：箱梁切开截面端与顶板交接处的正中心位置及主缆锚固位置处局部应力超限,出现明显应力集中,需要进行局部加强处理;计算结果具有较高的实用价值。     

连续箱梁跨中合龙段箱梁顶板纵向裂缝分析研究

针对某桥预应力混凝土连续箱梁中跨合龙段顶板出现的纵向裂缝,根据现场检查资料并采用空间有限元分析方法进行了研究。研究结果表明,产生混凝土顶板纵向裂缝的主要原因是设计上对箱梁温度梯度和车辆轮载作用考虑不足,导致箱梁顶板产生的混凝土横向正应力超过其抗拉标准强所致。