小半径曲线刚构-连续梁桥单箱双室主梁合理构造设计研究

为了解小半径曲线刚构-连续单箱双室箱梁桥弯扭耦合作用效应,指导主梁合理构造设计,以莫桑比克某跨海大桥北引桥(小半径多跨曲线刚构-连续单箱双室箱梁桥)为研究对象,采用MIDAS Civil软件建立该桥整体模型,采用ANSYS软件建立局部实体模型,计算不同顶板厚度箱梁的扭转受力性能,分析弯扭作用下箱梁断面各部位剪力分布规律。结果表明:箱梁约束扭转产生的翘曲正应力相对弯曲正应力较小,设计时可忽略不计;顶板整体加厚可降低顶板扭转剪应力和翘曲正应力,可分别降低24%、33%;扭矩对两侧边腹板剪力存在差异影响,对内侧边腹板影响较大,不利影响达40%,弯桥设计时腹板厚度应按受力最不利的内侧腹板控制。     

纤维增强聚氨酯水泥复合材料抗弯性能试验研究

为改善聚氨酯水泥复合材料的受力性能,采用掺加碳纤维、PVA纤维与钢纤维的方法来增强复合材料的抗弯性能,通过三点试验测试了不同纤维掺比试件的抗弯强度,并采集了加载中试件梁底的应变变化。由此对比总结了不同纤维掺量下复合材料的抗弯强度变化规律;分析了不同纤维掺量下试块受力变形机理。结果表明:3种纤维均能够显著提升聚氨酯水泥复合材料的抗弯强度与延性。     

黏结材料双轴试验中裂缝扩展的细观分析

为了分析黏结材料在荷载作用下内部产生裂缝的扩展过程,利用离散元方法生成数字试件,模拟了双轴试验,研究了颗粒间的黏结特性和摩擦特性对杨氏模量、泊松比和裂缝扩展的影响.模拟结果表明:黏结特性的增大,降低了材料的弹性性质,平行黏结强度由1 MPa增大至16 MPa,杨氏模量由2.92 GPa减小至2.58 GPa,减小了11.64％,泊松比由0.013增加至0.049,产生的裂缝数减少,法向裂缝数大于切向裂缝.摩擦系数由0.3增大至0.7,杨氏模量增加了3.79％,泊松比减小,产生的裂缝数以摩擦系数0.5为界限,先增加后减小.黏结特性对裂缝扩展和力学指标的影响大于摩擦特性.     

基于动水及桩-土-结构相互作用的斜拉桥地震响应分析

为了得到更为符合实际情况的跨江大桥动力稳定性的地震反应分析,在桥梁抗震研究中必须综合考虑动水及桩-土-结构的相互作用。基于此,结合某斜拉桥,采用基于Morison方程的动水力简便计算方法来模拟水对桥梁下部结构的动水压力,通过大型有限元程序Midas/Civil分别建立了没有考虑动水及桩土效应和考虑动水及桩土效应两种情形下的计算模型,通过输入El-Centro波分析了动水及桩土效应对斜拉桥结构动力特性和地震反应的影响。分析表明动水及桩土效应对斜拉桥动力特性和地震反应的影响较大,因此在对跨江斜拉桥结构进行抗震分析时,应考虑动水及桩土效应对其动力反应的影响。     

基于有限元模型的荷载横向分布修正法

基于有限元模型的桥梁荷载横向分布修正法,运用模型计算通用程序建立桥梁的有限元模型。通过对实测挠度与模型计算挠度的相关性分析及反复迭代,最终求得不同刚度的在役桥梁各片梁的荷载横向分布系数。经过模型桥试验的验证分析,该方法可较准确地求解桥梁在使用阶段的荷载横向分布。     

波形钢腹板箱梁体外预应力隔板式转向结构试验研究

为了解大跨波形钢腹板箱梁体外预应力横隔板式转向结构的受力性能,以港珠澳大桥连接线工程前山河特大桥主桥[(90+160+90)m波形钢腹板连续箱梁桥]为依托,采用现场试验与有限元分析相结合的方法,研究转向结构的受力特点、应力分布及易开裂区域,并提出设计构造建议。结果表明:横隔板式转向结构的竖向受力主要为转向器上部区域受压、下部区域受拉;横隔板式转向结构配筋受拉计算时应考虑1.25倍的体外预应力相互影响系数;转向装置对横隔板的局部影响集中在转向孔道直径的1倍范围内;混凝土抗拉面积应按1倍转向孔道尺寸计算,转向孔道水平间距应不小于2倍转向孔道直径;在孔道附近设置环向钢筋、增加横隔板与箱梁底板连接部位的宽度可降低局部拉应力。     

大型桥梁施工力学研究

通过国内数座大型桥梁的施工塌陷事故及原因的分析,提出对大型桥梁施工过程中的力学计算问题应考虑的主要问题(施工阶段力学计算的不确定性、支架拆除顺序、结构体系转换、准确选定荷载组合分析结构内力和局部应力),以及在施工监控中应该加强和进一步提高的方向,从而避免施工事故的出现.     

钢丝绳聚氨酯水泥复合材料加固损伤空心板梁试验研究

为研究钢丝绳聚氨酯水泥复合材料加固损伤空心板梁的力学性能,进行加固条件下损伤空心板梁抗弯性能模型试验,分析板梁挠度、裂缝宽度和承载能力变化规律,研究复合材料加固损伤空心板梁的破坏机理.试验结果表明:采用钢丝绳聚氨酯水泥复合材料加固经过预压的损伤空心板梁,其破坏过程分为钢丝绳断裂、复合材料开裂和整体结构受弯破坏3个阶段,属于适筋梁破坏;此板梁的实测屈服荷载和极限承载力比未加固空心板梁分别提高28.60％、40.00％,相同荷载作用下的挠度降低22.81％,最大裂缝的宽度减小52.73％,梁体延性提高57.14％,梁体的屈服阶段延长,空心板梁的安全性提高.采用钢丝绳聚氨酯水泥复合材料加固损伤空心板梁可显著改善梁体的整体承载性能,提高安全性.     

基于FLAC3D的连拱隧道开挖与支护

本文在探讨连拱隧道两种常见的施工方法的基础上,利用有限差分软件FLAC3D对某处工程问题所引起地表沉降进行了数值模拟,编写了自动开挖数据记录程序,实现了连拱隧道全自动开挖和数据记录,得到了较好的结果,同时也给工程实际提供了有价值的参考。     

多跨长联曲线连续箱梁桥支承约束优化设计研究

针对目前多跨长联曲线连续箱梁桥设计研究工作的不足,以莫桑比克某大桥北引桥为研究对象,对其曲线连续箱梁桥支承约束体系进行了研究,探讨了不同支承约束体系设计方案,建立了背景桥梁空间有限元计算模型,对比分析了不同支承约束体系对成桥阶段结构受力状态的影响,并提出最优方案。研究结果表明:传统多跨长联直线连续箱梁桥"高墩刚构、矮墩铰支"的支承约束体系,不适用于曲线弯桥;不同墩梁支承方式,对曲线连续箱梁桥主梁及主墩结构受力,均产生了较大的影响;对于多跨长联曲线连续箱梁桥,宜应尽可能将曲线半径较小的梁段墩梁刚构,其他梁段墩梁铰支。