锈蚀钢筋混凝土大偏心受压柱的数值模拟

基于锈蚀钢筋混凝土偏心受压构件承载力试验研究结果,运用ANSYS有限元分析软件,对锈蚀钢筋混凝土大偏心构件进行分析,通过温度场模拟钢筋锈蚀作用,得到锈蚀构件破坏特征及承载力随锈蚀程度的变化规律。经对比试验结果,该有限元模型数值计算与试验结果能较好吻合,温度场模拟钢筋锈蚀较理想。对不同直径钢筋影响受压柱承载力和裂缝分布规律进一步分析,结果表明:同等条件下,随着钢筋直径增加,钢筋锈胀力减小,裂缝开裂分布区域发生变化。     

混凝土结构钢筋锈胀数值模拟

通过对混凝土梁在钢筋锈蚀膨胀作用下的开裂全过程进行模拟,得到混凝土梁在钢筋均匀锈蚀膨胀和非均匀锈蚀膨胀情况下的裂缝产生和发展的情况,分析了保护层胀裂时的钢筋膨胀率的影响因素,其中包括混凝土保护层的厚度、钢筋直径、混凝土的强度等级。通过比较试验数据与前人研究成果,结果都体现了相同的钢筋锈胀规律。在此基础上,提出结构耐久性的影响因素并指导结构耐久性设计。     

现役海港码头钢筋混凝土受弯构件承载力评估方法

在分析钢筋锈蚀造成钢筋混凝土构件力学性能退化的基础上,根据海港码头混凝土构件中钢筋锈蚀规律及混凝土保护层锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀深度的关系,建立了混凝土保护层锈胀开裂前和锈胀开裂后现役海港码头钢筋混凝土受弯构件承载力评估模型,可为现役海港码头钢筋混凝土结构耐久性评估及构件修复决策提供理论依据。     

钢筋锈蚀率与保护层温度差关系的研究

采用外加直流电加热钢筋内部预置的钨丝,沿锈蚀钢筋轴向均匀地施加热量,再用红外成像法,进行钢筋混凝土保护层表面温度测定试验。研究不同锈蚀率下,保护层温度差与钢筋锈蚀率之间的关系。试验表明,当钢筋锈蚀率小于36%时,铁锈滞留在混凝土的锈胀裂缝中,温度差随着锈蚀率的增加而降低且处于线性范围内;钢筋的锈蚀率大于36%时,铁锈从锈蚀胀裂缝中溢出,保护层温度差随着锈蚀率的增加而变大。     

混凝土内通电锈蚀钢筋锈蚀率计算

钢筋锈蚀是引起混凝土结构耐久性问题的首要原因,钢筋锈蚀不仅导致自身截面损失,力学性能降低,同时引起混凝土开裂和降低与混凝土的黏结强度。为在较短期限内获得大量锈蚀钢筋试件,国内外学者多采用通电加速锈蚀方法。文中,研究氯离子侵蚀下的混凝土试块内钢筋的通电加速锈蚀问题,在运用Fick定律计算获得钢筋起锈时间的前提下,基于Faraday电解定律,推导并获得了钢筋锈蚀率的计算公式,并最终得到试验验证。研究结论和试验方法可为通电加速试验在实验室中的运用提供参考依据。     

混凝土内自然锈蚀钢筋力学性能试验及数值模拟

为了分析受盐侵蚀作用后混凝土内锈蚀钢筋的力学性能退化规律,对预制开裂混凝土构件进行了近4年的"氯盐干湿循环——自然锈蚀"试验,从而得到了一批局部坑蚀明显、且呈现全面锈蚀的钢筋样本.通过锈蚀钢筋的坑蚀深度测定、拉伸试验以及有限元分析等研究,对其锈蚀表面特性、力学性能退化规律以及数值计算模型的有效性进行了探讨.研究结果表明:氯盐干湿环境下,裂缝的存在加剧了钢筋局部锈蚀的程度,使钢筋出现局部坑蚀和大面积均匀锈蚀的全面锈蚀;随着平均截面损失率η_(avg)的增加,锈蚀钢筋的屈服平台逐渐缩短,η_(avg)为5.77%时,钢筋屈服平台消失;经回归拟合,锈蚀钢筋的名义屈服强度、名义极限强度及伸长率等性能随η_(avg)(6%)的增大呈线性下降;建立了锈蚀钢筋力学性能预测的有限元模型,其预测值与试验值吻合良好.相关研究结果可为锈蚀钢筋混凝土结构的性能评价提供一定参考.     

灰砂砖墙体裂缝的有限元分析

本文运用有限元方法对结构低周反复加载静力试验所做的灰砂砖墙片进行非线性分析计算,得出墙片的开裂荷载、极限荷载,裂缝在墙体上的分布等,与试验所得数据对比,以便于研究裂缝的开裂机理,并将研究混凝土的有限元方法运用到对砌体的研究中,取得了较满意的结果.     

氯盐和硫酸盐侵蚀下RC梁受弯性能分析

考虑到氯盐对钢筋锈蚀会引起钢筋横截面损失和粘结强度下降,硫酸盐对混凝土侵蚀会引起混凝土强度改变,因此,建立受腐蚀钢筋混凝土（ reinforced concrete ,RC）梁的有限元分析模型,利用大型有限元ANSYS分析软件,对腐蚀梁的受力性能进行模拟分析,模拟结果与实验结果吻合,说明采用非线性有限元方法分析锈蚀梁受力性能正确有效。     

力与氯盐侵蚀耦合作用下TRC叠合梁的力学性能退化研究

使用预制织物增强混凝土(TRC)永久性模板制作叠合梁构件,并采用电化学侵蚀方法,加速侵蚀,继而开展抗弯试验,分析了2根对比梁和5根TRC叠合梁在氯盐侵蚀作用下溶液浓度、持荷状态、锈蚀率的不同对TRC叠合梁受弯性能的影响.结果表明:锈蚀状态下TRC叠合梁的力学性能退化情况优于普通梁;U型TRC梁模可以阻碍氯离子的渗入,延缓梁内钢筋锈蚀;溶液浓度的提高、钢筋锈蚀率的增大是影响TRC叠合梁承载力下降的直接因素;在较小的锈蚀率下,TRC叠合梁的屈服荷载和极限荷载略有提升.在试验分析的基础上,给出了TRC叠合梁在锈蚀状态下的承载力计算公式,理论计算结果与试验结果较为吻合.     

钢筋混凝土阻锈剂电迁移阻锈技术

迁移型阻锈剂是抑制混凝土中钢筋腐蚀的材料之一,但对于致密的混凝土,其迁移能力有限。采用电化学方法在含C1-的混凝土模拟孔隙液中筛选3种迁移性有机阻锈剂,研究在自然和电场条件下阻锈剂在钢筋混凝土试件中的渗透和对钢筋的阻锈能力。试验结果表明,BE对钢筋的阻锈效果优于市售同类国外产品,其对钢筋的阴极和阳极电化学过程均有抑制作用,是一种混合型阻锈剂;电场作用能加速BE在混凝土中的渗透,提高阻锈效果。     

考虑累积塑性的船体裂纹板变幅低周疲劳裂纹扩展行为研究

船舶结构的扩展断裂失效往往是低周疲劳破坏和累积递增塑性耦合作用的结果,疲劳裂纹的扩展就是裂纹尖端前缘材料刚度不断降低、延展性不断耗失而逐渐分离的过程。基于弹塑性断裂力学理论,文章在作者对常幅载荷下提出的考虑累积塑性损伤的低周疲劳裂纹扩展速率预测模型的基础上对具有单个过载峰的拉伸/压缩过载下的扩展行为进行了研究。通过低周疲劳裂纹扩展试验进一步验证了该预测模型能合理评估具有单个过载峰的拉伸/压缩过载下的低周疲劳裂纹扩展行为。     

桥区航道整治工程对大型船队过桥影响的数值分析*

针对武汉长江大桥4#桥孔枯水期航行环境比较复杂的状况,航道主管部门拟对航道进行整治工程。武汉长江大桥是一个斜交桥梁,斜交桥梁的实际可通航净宽计算有其特殊之处。根据对拟建武桥航道整治工程后的桥区水流数值模拟,并将水流数值模拟结果应用于桥区通航孔实际可通航净宽的计算中。综合考虑武汉长江大桥所处的航道条件及大桥桥墩的方位尺度,结合桥区紊流宽度水槽试验结果,对桥区通航孔实际可通航净宽进行了计算。将计算结果与GB 50139—2004《内河通航标准》中对大型船队通过单孔单向通航桥梁所需净宽的规定比较,桥区通航水流条件及实际可通航净宽满足代表船型的安全航行需求。     

往复流不同入射角条件下跨海大桥桥墩局部冲刷研究

文章以港珠澳跨海大桥工程为依托,采用理论计算和模型试验的手段进行研究,在公式得到验证的基础上,针对往复流不同入射角条件下桥墩局部冲刷深度问题进行探讨。结果表明:潮汐往复流条件下,桥墩上下游均出现局部冲刷,且上游冲刷深度大于下游;当桥墩迎流面与往复流流向基本垂直时,桥墩局部冲刷深度理论计算值略大于模型试验值,误差均在10%以内;在顺流面长度大于迎流面宽度的矩形桩墩墩型条件不变时,桥墩局部冲刷深度随往复流来流入射角的增大以变速率增大,且当入射角大于一定值时,桥墩冲刷深度趋于稳定。     

船舶与桥墩碰撞的数值模拟

利用有限元软件,模拟4种不同载重吨位的船舶以不同的速度与某桥墩发生碰撞的过程,演示有限元法仿真计算船桥碰撞问题的一般过程,着重分析船舶和桥墩的损伤程度.在此基础上,归纳出撞深速度、撞击时间-速度和桥墩的应力分布.     

长江口北支崇启大桥处潮位和盐度过程研究

位于长江口北支的崇启大桥处于盐淡水交替区,其混凝土桥墩易受海水腐蚀。为给桥墩抗腐试验提供必要的潮位变动区范围和盐度试验参数,建立了基于无结构网格的长江口盐水数值模型,计算分析了在不同径流量和外海潮汐边界条件下,崇启大桥断面潮位变幅及盐度变动过程。研究表明崇启大桥处潮位变幅大,潮汐是控制崇启大桥处水位变动范围的关键因素;桥墩处盐度整体取决于入海径流量,流量增加促使盐度降低,反之亦然;潮汐作用促使桥墩处呈现短周期性振荡盐度,盐度范围为10‰～26‰,其中枯季盐度平稳,洪季变幅大。     

Structural behavior and design of high-strength steel welded tubular connections under extreme loading

The present work is motivated by the increasing need for cost-efficient solutions in offshore structural systems for wind energy production and for improvement of their structural performance. The structural behavior and design of high-strength steel welded tubular connections (yield strength higher than 700 MPa) subjected to monotonic and strong cyclic loading is investigated. In the first part of the paper, an experimental investigation is presented on high-strength steel tubular X-joints subjected to monotonic and cyclic loading far beyond the elastic limit of the material, leading to weld fracture. Two grades of weld metal material are employed in the welding process of the specimens. The experimental results indicate that the weld material grade has a significant influence on the deformation capacity of the welded connection under monotonic loading conditions, and its low-cycle fatigue life. The experimental procedure is simulated using advanced finite element models, elucidating several features of joint behavior and complementing the experimental results. Overall, a good agreement is found between numerical simulations and experimental results, in terms of both global response and local strains at the vicinity of the welds. Furthermore, the structural performance of the welded tubular joints under consideration is assessed using available design methodologies in terms of both ultimate strength and low-cycle fatigue resistance, in an attempt to validate an efficient design methodology for low-cycle fatigue. The results from this research effort are aimed at developing the necessary background for the possible use of high-strength steel in tubular steel lattice structures, particularly in offshore platforms for renewable energy production. They can also be used as a basis for the possible amendment of relevant design specifications and recommendations for including special provisions for high-strength steel structural systems.     

多孔大跨石拱桥的施工

锦江河大桥的主桥为无制动墩的4孔64 m大跨石砌拱桥。文章对该桥的基础,下部结构,上部结构施工作了较详细的叙述,有一些新的技术改进和经验。通过施工证实,无制动墩的多孔大跨石拱桥,采用这种工艺方法施工是可行的。     

鸭绿江公路大桥桥区河段平面二维潮流泥沙数学模型研究

为研究在建鸭绿江公路大桥桥墩及施工栈桥等对航道条件的影响,建立了二维潮流泥沙数学模型,对桥区河段水动力条件和河床冲淤变化进行了模拟研究。研究结果表明大桥施工期桥区河段出现的剧烈变形主要由河床自然演变造成,淤积的主要原因是前期冲刷量大、河床自动恢复平衡的结果。施工栈桥和桥墩也对淤积产生一定贡献,拆除后河床会产生一定的冲刷和恢复调整。     

桥墩对周围海域水动力环境影响研究

建设在海岸河口水域的大桥桥墩,会增加桥位水域的阻力并减小过水断面,从而对周围海区的水动力环境产生一定影响,而海岸河口水动力较为复杂,单纯采用某一种研究手段往往难以全面地分析这种影响。文章以浙江省温州市大门大桥为例,通过对大桥所在的大、小门岛和沙头水道海域的水动力条件、泥沙条件及地形冲淤变化进行分析,掌握了该海域的水文泥沙环境与冲淤演变规律,对大桥建设后地形演变趋势进行了预测;然后又建立了二维潮流场数学模型,模拟研究大桥建设对周围海区的潮位、水流、潮量等水动力环境的影响。结果表明:工程建成后,工程对周围海域水动力环境影响仅在桥位附近,不会引起其他水道和海域的改变。     

波流共同作用下大型桥墩周围局部冲刷实验研究

桥墩周围局部冲刷深度是跨海大桥基础设计的重要参数。采用系列模型试验方法,对具体工程大型桥墩在水流和波流共同作用下的局部冲刷分别进行研究,提出了冲刷坑形态和最大冲刷深度,供工程设计参考。同时,通过单向水流和波浪 水流两种情况冲深结果比较,指出在预测波流共同作用下的大型桥墩局部冲深时,不应将两种动力条件进行简单的迭加,而应具体问题具体分析。