高地震烈度区大跨长联混凝土连续梁桥协同减隔震体系研究

高地震烈度区大跨长联混凝土连续梁桥上部结构质量大、地震响应高，抗震问题较为突出。介绍了基于协同减隔震技术的速度锁定摩擦摆支座的基本结构组成及摩擦耗能工作原理，并以西安市红光路沣河大桥为工程研究实例，提出制动墩“硬扛”体系、协同抗震体系和协同减隔震体系等3种结构体系，建立相应的地震分析模型对3种体系下的结构动力特性及地震响应进行计算分析对比。结果表明，相比其他体系，基于速度锁定摩擦摆支座的协同减隔震体系的结构自振周期得到了有效延长，纵向地震响应下降明显，墩梁之间的相对位移合理可控，该体系是高烈度区大跨长联混凝土连续梁桥的一种合理的减隔震体系。     

节段预制纤维增强混凝土压杆键齿受力性能试验研究

节段预制桥梁靠近支座处箱梁腹板由于受力复杂，而在键齿处容易发生开裂。为此，以接缝处键齿配筋方式(素齿、构造筋以及体内穿筋)、键齿齿目(单键齿、双键齿)和干接缝角度(30°、45°以及60°)作为试验的设计参数，对8对使用2%配纤率的强度为100.1 MPa纤维增强混凝土干接缝匹配的压杆试件进行试验研究，记录试件的开裂荷载、极限荷载、残余荷载、键齿处的滑移，并观察试件的裂缝发展过程以及破坏模式，研究了试件竖向位移-荷载、键齿处滑移-荷载之间的关系，并采用ABAQUS有限元中的混凝土CDP模型对试件加载进行全过程分析，得到开裂时试件的应力分布以及破坏时试件的损伤分布。研究结果表明：体内穿筋能够提高压杆试件的开裂荷载以及极限荷载，改变破坏模式，增加试件的整体性；键齿内增强构造筋对于干接缝键齿的力学性能以及改变试件破坏模式的影响较小；双键齿齿目试件的开裂荷载、极限荷载以及试件的整体刚度与单键齿齿目压杆试件相比，均有较大提升；3种不同接缝角度试件中，45°试件的开裂荷载、极限荷载以及整体刚度均是最小；对于单键齿试件而言，开裂均是发生在上键齿顶角处，并最终沿着初始裂缝发生劈裂破坏，而对于双键齿试件而言，接缝角度不同，试件破坏方式也不同。DK-30阴齿试件与阳齿试件均发生劈裂破坏，DK-45与DK-60两组试件不仅产生了劈裂破坏而且发生了键齿的斜剪破坏；有限元模型计算结果与试验结果吻合度较高。     

考虑矿物各向异性的地聚物/集料界面静动态交互特征模拟

地聚物作为一种低碳环保、应用潜力广阔的无机结合料，其与不同表面构造集料的界面交互作用直接影响地聚物混凝土的力学性能和耐久性。充分考虑集料矿物晶向的各向异性，采用分子动力学模拟(Molecular Dynamics， MD)从原子分子层次的作用模式和强度分析，模拟了地聚物主要水化成分N-A-S-H、C-A-S-H和集料矿物化学成分SiO₂、CaCO₃不同晶面的静态界面相互作用，并采用单轴拉伸方法从纳米尺度下讨论了不同界面交互的动态力学行为。模拟结果表明：CaCO₃各晶面表现出比SiO₂更强的表面能和表面浸润性，并与C-A-S-H、N-A-S-H的界面相互作用势和拉伸应力更强，但CaCO₃晶面各向异性明显，性能稳定性不及SiO₂。地聚物与集料矿物的相互作用势主要由静电势提供，由于矿物界面静电作用及浸润特征，交互区水分子聚集，氢键作用明显，同时水分子与Ca²⁺、Na⁺进行配位形成水合离子，有助于离子在矿物表面迁移、沉淀与成核生长，增强界面空间位阻效应。在单轴拉伸模拟中，地聚物与集料矿物界面拉伸失效机制包括2个阶段：第1阶段(0 nm＜界面位移d＜0.15 nm)主要克服界面交互的静电作用，第2阶段(0.15 nm≤d≤0.3 nm)主要克服氢键作用。MD模拟有助于从分子尺度揭示地聚物与集料界面作用机制，为进一步研究地聚物混凝土材料优化、交互界面强化及损伤等提供了新方法和理论依据。     

整孔预制箱梁超高渐变段优化解决方案

为减少整孔预制箱梁在超高变化段落模板数量,通过对箱梁截面进行拆分,对比研究了预制场预制U型槽+预制场现浇桥面板方案、预制场预制U型槽+预制场预制顶板方案、预制场预制U型槽+桥上现浇顶板方案,可为类似桥梁设计提供参考.     

高速铁路斜拉桥钢-混组合箱梁受力及变形性能试验研究

为研究设计速度350 km/h高速铁路斜拉桥钢-混组合箱梁的受力特性与桥面变形性能,采用Ansys软件建立赣江特大桥3个梁段的有限元模型,分析其应力分布特性;以应力等效的原则优化设计出相似比为1∶3的全截面静载试验模型并开展受力传力及桥面变形特性研究。结果表明:钢-混组合箱梁在轴力及弯矩最不利荷载组合工况下,混凝土桥面板、钢梁最大压应力分别为8.36、107.2 MPa;其中钢主梁顶板与底板应力值较高,为受力关键区域;实测应力值与原桥理论值相符良好;混凝土桥面板与钢主梁顶板之间无明显滑移发生。沿纵桥向轴力传力中,钢主梁传递轴力由35.35%增加到52.26%,混凝土桥面板传递轴力由64.65%降低至47.74%。竖向单线1.0倍ZK荷载加载及双线交替增加至1.6倍时,主梁两侧高差均小于0.5 mm,小于轨道2 mm/5 m(3 m)的高低(扭曲)精度要求;在双线ZK列车竖向荷载下,纵横向挠度均呈正弦波分布,节间挠跨比分别为1/2631、1/2123,小于规范规定的1/1600。高速铁路钢-混组合箱梁具有良好的受力与变形性能。     

博茨瓦纳奥卡万戈河大桥北大核心

奥卡万戈河大桥(Okavango River Bridge,见图1)位于博茨瓦纳莫亨博市,是一座双塔斜拉桥,全长1161 m,主桥跨径布置为(100+200+100)m,两侧引桥分别长605.5 m和155.5 m。主梁采用钢梁,横向由2片箱梁组成(见图2),梁高2 m。2座钢桥塔高54 m,总重约4400 t,每座桥塔的2个塔柱截面及塔壁厚度从塔底向塔顶逐渐减小,呈现类似象牙的造型(见图3),全桥共设置72根斜拉索。     

钢管混凝土K形节点脱空后的承载力与防脱空措施研究

为研究钢管混凝土K形节点脱空后的承载力以及防脱空措施，通过有限元方法，模拟计算了钢管混凝土K形节点脱空后的力学性能，提出了防脱空建议，并进行了验证。结果表明，当支管壁厚较小时，不同脱空率下节点破坏模式均为受压支管局部屈曲破坏，极限承载力大致相同，脱空只影响节点弹性刚度，且节点弹性刚度随着脱空率的增大而逐渐减小；支管管壁较厚时，破坏模式为主管表面塑性破坏或冲剪破坏；随着脱空率的增大，节点的刚度及承载力均逐渐下降；主管内增设PBL后，主管表面刚度得到提高，不同脱空率下节点破坏模式均变为受压节点的局部屈曲破坏，各模型承载力大致相同；相比于原脱空钢管混凝土节点，节点刚度及承载力均有提高；PBL可显著降低核心混凝土脱空产生的不利影响，当脱空率较大时，PBL作用更加明显。