基于弹性防偏-塑性卸载机理的梁体横向限位设备

为了缓解桥梁梁体在各类因素下的横向偏移或倾覆问题,同时改良现有防偏移设备的刚性阻拦缺陷,以机械设备的减震隔震装置为借鉴,设计了一种基于弹性防偏-塑性卸载理念的梁体横向限位设备. 该设备根据折减后的桥墩墩底抗弯强度及梁体横向最大容许位移选择弹簧参数（用于正常情况下的弹性防偏）,由折减后的支反力计算薄弱层锚固螺栓的个数（用于大荷载下的卸载保墩）.以陕西某曲线连续梁桥为例,以未安装设备桥梁模型为基准,通过有限元分析软件Midas Civil模拟无设备桥梁及有设备后的桥梁在静、动力作用下的位移增量及应力增量. 数据对比显示:该设备在限制各静力作用下的径向爬移效果显著（平均位移限制率达70%以上,主要位移诱因的限制率达80%以上）;在El Centro Site波大部分时程内,有设备梁体的位移增量和应力增量值较无设备梁体的小,且安装设备后峰值位移（降低率均在90%以上）及峰值应力（平均降低率达50%左右）得到明显降低,这说明该设备可在避免应力集中的情况下,有效减小梁体的动力位移增量,具有良好的抗震/防偏移效果.      

钢管混凝土柱徐变稳定性分析

为了探讨混凝土徐变对钢管混凝土柱轴向荷载作用下长期稳定性的影响,基于能量法和按照龄期调整的有效模量法,应用失稳准则,推导了考虑徐变和屈曲前变形的两端铰接、一端固定一端铰接和悬臂柱3种边界条件下的钢管混凝土柱长期稳定临界力计算公式,研究了该类柱徐变稳定临界力与核心混凝土强度的影响规律,并将规范取值与该临界力进行了对比. 研究结果表明:考虑徐变的钢管混凝土柱稳定临界力与徐变系数有关,相同计算长度但不同边界条件的该类柱徐变稳定临界力一致;核心混凝土强度的提高,会减小徐变对构件稳定临界力的影响;当按现行混凝土结构设计规范对核心混凝土强度等级低于C45的钢管混凝土柱进行设计时,应注意徐变失稳问题;钢管混凝土柱的徐变稳定承载力在前60 d下降明显且占总下降量约80%,在100 d后承载力逐渐趋于稳定.      

钢筋混凝土梁非均匀收缩徐变自应力分析

为研究由混凝土非均匀收缩徐变效应引起的钢筋混凝土梁沿梁高度方向的非均匀自应力效应,基于非线性温度自应力方法和按照龄期调整的有效模量法,推导非均匀收缩徐变效应作用下沿梁高度方向上的钢筋混凝土梁自应力计算公式,并用有限元方法对其进行验证;以某混凝土简支试验梁为算例,进行收缩、徐变自应力分析;探讨非均匀收缩徐变效应下曲率和截面应力随时间变化特征;最后研究不同温度和相对湿度梯度下钢筋混凝土梁的应力重分布效应。研究结果表明:在非均匀收缩和徐变作用下,截面的轴向应变和曲率随时间显著变化,且沿着梁高度方向将产生较大的不均匀收缩徐变自应力;温度梯度值增加能增加顶面的非均匀收缩徐变自应力,但影响幅度较相对湿度梯度小;相对湿度梯度能显著影响收缩徐变自应力,前期养护作用对于减小自应力十分重要。     

UHPC中钢纤维的应用研究进展

钢纤维是超高性能混凝土（UHPC）的主要增强纤维，其在提升UHPC力学性能方面较其他纤维更好。为进一步促进钢纤维对UHPC性能的优化，加速UHPC在工程领域的推广和应用，从钢纤维的取向与分布、形状特征、掺量、改性及与其他纤维的混杂等方面出发，对UHPC中钢纤维研究的一些重要成果进行介绍和评述。结果表明：①关于钢纤维顺向及乱向分布下的力学模型、纤维取向的无损检测技术及其流变控制技术有待进一步研究；②关于钢纤维形状-加载速率对基体力学性能的耦合作用、UHPC中不同掺量骨料及其粒径与钢纤维长径比之间的匹配关系及一定纤维掺量和性能前提下，纤维长径比对该性能提升的临界点等方面还有待进一步研究；③关于纤维改性过程中的成本、改性程度控制阈值及其可能带来的副作用还有待于进一步探索；④发展有效、合理的数值方法来预测钢纤维UHPC的断裂行为等仍处于探索阶段，具有较高的研究价值；⑤钢纤维的研究主要注重于单一因素对不同性能的影响，建议按UHPC工程实际情况、性能需求、现场环境及成本划分权重，开展基于权重的纤维特性及掺量的研究；⑥关于钢-合成纤维混杂后其协同作用的定量描述、高强基体与柔性纤维的匹配问题以及基于多种不同尺度和不同性能耦合的混杂纤维组合的研究具有良好的研究价值。     

集中荷载作用下桥面铺装层受力特性分析

文章借助有限元分析软件,对铺装层与车轮接触部位进行研究,从接触面压应力、铺装层厚度、铺装层材料弹性模量、荷载大小等方面探讨了集中荷载作用下桥面铺装层的受力特性,并提出了相应的设计建议.     

不同轴压比下聚丙烯纤维增强混凝土墩抗震性能试验研究

为研究塑性铰区采用聚丙烯纤维混凝土(PP-ECC)桥墩的抗震性能,在不同轴压比(n=0.1、0.3)下对4个局部采用PP-ECC桥墩的试件进行低周反复荷载试验,分析桥墩试件的试验轴压比和PP-ECC区高度等设计参数对滞回特性、强度衰减、刚度退化、位移延性及滞回耗能等抗震性能的影响。结果表明:4个试件的破坏过程和破坏形态相似,最终破坏时纵向钢筋受压屈曲,PP-ECC保护层未剥落,核心PP-ECC保持良好;轴压比越大,强度衰减越快,刚度退化越严重,试件整体稳定性越差;PP-ECC桥墩的位移延性和极限位移转角随着轴压比的增加而降低,轴压比越小的试件变形能力越强;随着轴压比的增加,试件的耗能能力、承载能力和初始刚度都有一定的提高。     

盾构隧道壁后同步注双液浆配合比试验研究

盾构隧道施工中盾尾同步注浆对控制地面下沉等具有重要作用。为使盾构隧道同步注双液浆具有良好的性能,文章选用水、水泥、膨润土、稳定剂及水玻璃作为原料,利用控制变量法进行试验研究,探讨了双液浆的不同配合比对凝胶时间、流动度、泌水率、弹性模量、抗压强度等指标的影响。结果表明:水灰比对双液浆的抗压强度影响较大,对泌水率的影响较小,仅考虑抗压强度时A液的最佳水灰比为2.40;当水灰比恒定时,随水玻璃含量增加,双液浆的凝胶时间逐渐增大,且1 h,1 d,7 d和28 d的抗压强度先增大后减小;当水玻璃含量恒定时,28 d双液浆试件弹性模量随水灰比的增大而逐渐减小;当水灰比恒定时,28 d双液浆试件弹性模量随水玻璃含量的增加而增大。     

大学生结构设计竞赛基本杆件力学性能试验研究

为探讨大学生结构设计竞赛模型制作中常用单层竹皮受拉构件和竹皮空心杆的基本力学性能,用0.2 mm、0.35 mm、0.5 mm竹皮制作了108个长度为200 mm的拉条,72个长度为100 mm不同边长和侧棱包角处理的单层空心杆试件,应用电子拉压试验机测试了其极限承载力,并分析了其破坏形式、荷质比和应力。试验结果表明:0.35 mm竹皮在表面涂胶后用作拉条构件,强度可达60 MPa;用0.35 mm和0.5 mm单层竹皮结构制作空心杆需在四角进行包角处理,但缺点是会增加质量,降低荷质比。     

自然环境条件下混凝土徐变预测模型

为得到合理的自然环境条件下混凝土徐变预测模型,探讨了恒定温度、交变温度、交变温度和相对湿度对既有徐变预测模型的影响;收集了45组控制温、湿度下的混凝土徐变试验结果,分析了温度和相对湿度对混凝土徐变的影响;结合试验结果,拟合了混凝土徐变预测模型公式,并用试验结果进行了验证。结果表明:既有变化温、湿度作用下的徐变预测模型对温度的敏感性有较大差异;交变相对湿度对混凝土徐变的影响小于交变温度;自然环境与试验室标准环境下混凝土徐变系数比值可分为稳定部分和变化部分,稳定部分受平均温度、加载龄期、混凝土强度、试验养护条件等因素影响,变化部分受温度时间历程影响;本文公式可为分析自然环境条件下混凝土徐变提供参考。     

循环温度对大跨混凝土拱桥长期变形行为的影响

为探讨自然环境条件下高速铁路大跨度劲性骨架混凝土拱桥在运营阶段拱顶截面位移和应力的时变特征,以沪昆客运专线北盘江大桥(主跨445m的钢筋混凝土拱桥)为背景,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,结合成桥后的位移测试结果,分析了循环温度与收缩徐变耦合效应对其长期变形行为的影响。结果表明:年循环温度引起的拱顶截面竖向位移远大于1年内的收缩徐变变形,不同成桥季节对拱圈变形有一定影响,该循环温度效应不容忽视;当考虑温度与收缩徐变耦合效应时,拱顶截面钢管应力可达到屈服强度,外包混凝土应力有较大波动;建议进行混凝土拱桥长期变形效应分析时,应考虑温度和收缩徐变耦合效应。