寒区近海混凝土桥梁性能衰退机理与损伤行为评估方法

受到周期性潮汐变化的影响,中国寒区近海混凝土桥梁长期遭受海水冻融及多种耦合腐蚀作用,这严重影响了桥梁的服役性能与使用寿命。为了准确预测桥梁的性能衰退规律,针对桥梁所处环境,分析了桥梁结构的性能退化机理,并借助近场动力学方法在多尺度方面的优势,利用MATLAB-ABAQUS联合仿真方法建立了桥梁劣化损伤预测与评估方法。在此基础上,从混凝土海水冻融损伤出发,考虑温度分布特性、临界饱和度模型、孔隙结晶规律与孔隙压力理论,结合不同孔隙的结晶温度与孔隙累积,通过孔隙变形加载方式建立混凝土微观尺度的冻融循环数值模拟计算方法。随后,根据混凝土微观尺度冻融损伤的计算结果,建立考虑冻融损伤分布的RC桥墩等效数值模拟计算方法。最终,设计制作了RC桥墩节段,进行了海水环境下RC桥墩的冻融循环试验,并利用超声层析成像技术,得到RC桥墩的海水冻融损伤分布。试验与计算结果表明：通过与超声层析成像试验结果的对比,混凝土微观尺度计算模型可以很好地模拟冻融循环过程中孔隙累积与孔隙转化引起的混凝土冻融损伤行为;受到温度分布与相对饱和度的影响,当冻融大于50次后,试件出现明显的冻融损伤界限（冻融深度）,且随着冻融次数的增加,冻融深度的增速呈现先增大后减小的趋势。除此之外,等效计算模型的滞回曲线计算结果与试验结果吻合较好,随着冻融次数的增加,RC桥墩的峰值荷载逐渐减低,海水冻融对RC桥墩力学性能的影响极为严重,且建立的计算方法很好地预测了海水冻融作用下RC桥墩的力学性能退化。     

提篮式简支梁拱组合体系桥抗震性能分析

以长沙市圭塘河一座跨度为84m的提篮式简支梁拱组合体系桥为研究对象,利用ANSYS建立空间有限元计算模型。首先,分别采用子空间迭代法与多重Ritz向量法对该桥进行模态分析,分析表明,简支梁拱组合体系桥有着极好的抗震性能。随后,分别运用反应谱分析法与时程分析法对该桥各向地震动作用下的地震响应进行计算,计算结果表明,在横向与竖向地震作用下,拱顶位置发生明显位移,而在纵向地震作用下,该桥最大变形为1/4跨主拱;且行波效应对该桥地震反应影响显著。最终利用随机振动分析法对该桥拱肋结构进行计算分析,得到各向地震作用下拱肋的变形云图。通过各种地震反应分析计算结果的探讨,为大跨度提篮式梁拱组合体系桥的抗震设计提供理论依据。     

装配式木结构钢夹板螺栓连接抗剪性能（双语出版）

为深刻认识装配式木结构钢夹板螺栓连接的抗剪性能,准确计算其抗剪承载力,针对装配式木结构中胶合木-钢夹板螺栓连接件的构造特点,考虑胶合木厚度与螺栓直径之比（厚径比）、螺栓间距及螺栓并列、错列布置3个因素的影响,设计了3类17组共51个推出试件,并进行了纵向荷载作用下胶合木-钢夹板螺栓连接件的抗剪性能试验。采用推出试验与有限元数值模拟相结合的方法,探讨了胶合木-钢夹板螺栓连接件的剪切破坏机理和螺栓垫片对其抗剪性能的影响。结果表明：胶合木-钢夹板单螺栓连接中,随厚径比的增大,螺栓连接的破坏模式逐渐由"单铰"向"双铰"转化,最佳厚径比为7.5;在多螺栓连接中,螺栓从上至下的弯曲程度呈递减规律,且部分胶合木出现销槽承压破坏;随着螺栓布置间距的增大,连接件的抗剪承载力呈增大趋势,而初始刚度呈减小趋势;随着螺栓布置列数的增加,连接件的胶合木由沿中间单列螺栓劈裂破坏向两边列螺栓劈裂破坏转变,2列布置构件的延性最佳;在螺栓数目相同时,螺栓错列布置的抗剪承载力比并列布置的高,但并列布置的延性性能优于错列布置;钢夹板螺栓连接件抗剪承载力的有限元计算结果与试验结果吻合良好,而各国规范公式计算结果则偏于保守;螺栓垫片对连接件抗剪性能的影响较小。     

超宽桥现浇段贝雷梁柱式支架的非线性分析

以成都天府机场高速公路TJ7标高明互通超宽桥现浇段的贝雷梁柱式支架为研究对象,利用ANSYS有限元软件分别对其进行线弹性屈曲分析与非线性分析。对其稳定性与结构的承载力进行了评估,最终通过对支架所用垫梁及贝雷片布置的探讨,对超宽桥现浇段的施工支架进行优化设计。结果表明,该贝雷梁柱式支架承载力主要破坏为,跨中支座处贝雷片的受压破坏及边跨贝雷片的局部失稳破坏。提高贝雷片横向布置数量或集中贝雷片布置于中心位置,可显著提高该贝雷梁柱式支架的承载能力与稳定性,对施工支架进行合理优化布置,可显著提高超宽桥在施工过程中的安全性。