桥梁减隔震钢支座剪力销剪断性能试验研究

该文介绍了剪力销在减隔震钢支座中的作用及可能的失效形式,对不同规格、不同数量以及不同布置方式下的剪力销进行了剪断性能试验。试验结果表明:抗剪力随着剪力销数量的增加呈线性增加,随着最小剪断直径的增加呈平方增加,而布置方式对抗剪力基本无影响;依据试验结果,提出减隔震钢支座剪力销剪断力采用极限强度设计更为合理;且当支座采用多剪力销结构时,支座剪力销挡块应尽量采用整体式设计方案。     

非饱和膨胀土抗剪强度的三轴试验研究

基于非饱和三轴试验系统,对不同含水量情况下南宁非饱和膨胀土的强度特性进行研究.研究表明:在定围压下,低含水量时的应力应变曲线呈微应变软化型,高含水量时的应力应变曲线呈应变硬化型;在低含水量的情况下高围压时的曲线呈应变硬化型,而低围压下剪切的试样其应力应变曲线随着轴向应变的增加呈现出微弱的软化趋势.土体的抗剪强度对含水量的变化敏感性较大.随着含水量的增大,膨胀土的摩擦角线性减小;其枯聚力随含水量的增加先是增大,在最优含水量时粘聚力达到最大值,而后随着含水量的继续增加,粘聚力逐渐减小.     

非饱和膨胀土抗剪强度的三轴试验研究

基于非饱和三轴试验系统,对不同含水量情况下南宁非饱和膨胀土的强度特性进行研究。研究表明：在定围压下,低含水量时的应力应变曲线呈微应变软化型,高含水量时的应力应变曲线呈应变硬化型;在低含水量的情况下高围压时的曲线呈应变硬化型,而低围压下剪切的试样其应力应变曲线随着轴向应变的增加呈现出微弱的软化趋势。土体的抗剪强度对含水量的变化敏感性较大。随着含水量的增大,膨胀土的摩擦角线性减小;其粘聚力随含水量的增加先是增大,在最优含水量时粘聚力达到最大值,而后随着含水量的继续增加,粘聚力逐渐减小。     

高阻尼隔震橡胶支座性能试验研究

为了研究高阻尼隔震橡胶支座的水平力学性能相关性,通过反复加载试验的方法,进行了剪应变相关性、压应力相关性、温度相关性、反复加载次数相关性试验,并对各因素对水平等效刚度、等效阻尼比的影响进行分析。结果表明,水平等效刚度、等效阻尼比随剪应变、温度、反复加载次数的增加呈下降趋势,且50次循环加载导致的橡胶温度升高影响不能忽略不计;等效阻尼比随压应力的增加呈上升趋势;压应力对水平等效刚度影响不大。     

含水率对坡积体路基填料剪切特性影响试验研究

坡积体是由坡面细流的侵蚀、搬运和沉积作用形成的一种土石混合体,含水率对其力学强度特性有重要影响。以陕西汉中略阳坡积体为研究对象,通过大型直剪试验分析坡积体重塑样在不同含水率条件下的应力应变特性、剪切"跳跃"特性、体积应变特性及抗剪强度参数变化规律。调研结果表明：略阳地区坡积体具有分布广、规模大、成因和结构构造复杂等分布特征,物质组成、结构构造和降雨是影响其工程特性的主要因素。室内大型直剪试验结果表明：含水率较低试样的应力-应变曲线可分为线弹性、局部剪切和剪切破坏3个阶段,而含水率较高试样只有前2个剪切阶段;低含水率试样的剪切"跳跃"现象主要发生在剪切初期,高含水率试样主要发生在剪切后期;低含水率试样在低应力下整体表现为剪胀,随着正应力的增加,剪胀量变小,而高含水率试样则表现为剪缩;高应力条件下试样全部表现为剪缩,且剪缩量随着含水率的增加而增大;剪切试样的抗剪强度整体上都是随着含水率的增大而降低,但降低幅度不大;试样的抗剪强度参数用内摩擦角和"等效黏聚力"表征,"等效黏聚力"随着含水率的增加先增大后减小,而内摩擦角则先减小后增大;土石混合填料抗剪强度曲线呈双线性变化。     

橡胶支座性能对比试验及工程应用

为了对比高阻尼橡胶支座和天然橡胶支座力学性能的异同,采用反复加载试验方法进行相关性试验。结果表明:随着剪应变的增加,水平等效刚度及等效阻尼比均呈反比例变化趋势;随着压应力的增加,高阻尼橡胶支座水平等效刚度和等效阻尼比呈正比例变化趋势,天然橡胶支座水平等效刚度则变化不明显;随着温度的升高,等效阻尼比和水平等效刚度均呈现减小趋势;随着加载次数增加,水平等效刚度和等效阻尼比呈减小趋势。通过工程应用案例分析,验证了隔震橡胶支座变形后的复位性能。     

大吨位抗震球形支座的有限元分析

钱江四桥主跨安装的支座其承载能力大大超过了《球型支座的技术条件》规定的范围。对钱江四桥大吨位抗震球形支座进行了系统的有限元分析,通过静力计算、模态分析和动载分析,从中找出各部件的受力规律,从而保证了支座使用的可靠性。可以看出,主要部件的应力、应变都满足相关设计标准规定。     

平塘大桥特殊支座设计与试验研究

平塘特大桥16#墩支座竖向承载力为10 000 kN,其纵桥向水平承载力达12 000 kN,为竖向承载力的120%,且支座转角需达到0.05 rad的技术参数需求,远远超过了常规公路支座10%～40%的水平力要求。针对具体工程情况,设计了具有超大水平承载力的新型支座。首先建立支座有限元模型分析支座的力学性能,并对支座性能和支座材料耐久性进行测试研究,结果表明：新型支座未发生明显应力集中现象,纵向转角对各构件应力的影响程度大于横向转角,支座采用弧面转动套结构设计可以保证水平力传递均为面和面传递;缩比支座各试验结果满足相应规范要求,支座能够满足极限工况下的强度要求,不会发生应力破坏;采用S-Lide耐磨滑块和高耐久性防腐体系设计可以大大提高支座耐滑性与防腐性。     

固化粉煤灰力学性能试验

为了给固化粉煤灰在道路工程中的广泛应用提供理论参考,进行了固化粉煤灰的三轴剪切和直接剪切试验.分析了固化粉煤灰的力学性能.通过三轴剪切试验测得不同围压下固化粉煤灰的应力-应变曲线、峰值强度、残余强度、弹性模量和抗剪强度等力学指标;研究结果表明:固化粉煤灰峰值强度、残余强度和峰值应变与围压、固化剂含量、龄期基本上呈直线关系.其破坏过程可以用损伤的概念来解释;粘聚力和内摩擦角与密实度呈线性增长关系;粘聚力与含水量呈非线性关系;内摩擦角与含水量呈线性降低关系.     

土工织物散体桩桩体单轴压缩试验

土工织物散体桩是一种新型的复合地基桩基,为了研究其在轴向荷载下的强度和变形特性,并探讨桩体强度和模量的确定方法,选用了3种相对密度（D_r=0.42,0.62,0.78）的碎石和4种筋材强度（T=33,43,52,65 kN·m^-1）的无接缝聚丙烯土工编织布套筒,制备成12组直径为300 mm,高度为600 mm的大尺寸土工织物散体桩桩体试样,对试样进行单轴压缩试验至破坏。研究结果表明：单轴压缩下土工织物散体桩桩体应力-应变曲线在加载初期因碎石受到初始压密而上凹,而后近似线性增长至桩体强度,随后应力随应变减小呈现应变软化特性;当加载接近至桩体强度时,编织布套筒中间部位明显鼓胀,该处横向筋丝逐根断裂直至桩体失效,故横向筋丝的强度对桩体的强度起控制作用,在实际应用中可加强横向筋丝的强度以进一步提高桩体的竖向承载力;土工织物散体桩桩体强度与碎石相对密度无相关关系,而与筋材强度呈较好的线性统计关系,可以通过筋材强度确定土工织物散体桩的桩体强度;土工织物散体桩桩体模量随筋材强度或碎石密实度的增大而明显增大,在同一碎石密实度下,桩体模量随筋材强度呈线性增长关系;建立了土工织物散体桩桩体模量理论计算公式,并采用试验值对理论公式进行修正,修正系数κ=2.4,修正后的结果与试验值吻合很好。     

湿度变化对黄土路堤边坡稳定性影响分析

通过三轴压缩试验,分析不同含水率状态下压实黄土填料的强度变化特征,并计算评价了不同湿度、路堤高度、加筋条件下黄土边坡稳定性。结果表明:压实黄土填料强度随着含水率增加而下降,其中黏聚力与含水率呈负指数递减关系,内摩擦角与含水率呈线性递减关系,含水率对压实黄土的黏聚力影响更明显;随着路堤填料湿度上升,边坡稳定系数显著降低,当含水率从施工状态wopt上升5%时,路堤高度10~40 m的边坡稳定性系数下降24.3%~37.9%;加筋层中使用的土工格栅抗拉强度越高,土工格栅层间距越小,路堤边坡稳定补强效果越明显。     

大跨度梁拱组合桥的梁轨相互作用设计参数研究

为了解梁轨相互作用设计参数对大跨度梁拱组合桥无缝线路的影响,以兰渝线广元段某(82.9+172+82.9)m梁拱组合桥为例,采用ANSYS软件建立了考虑拱肋-吊杆-主梁-桥墩-桩基-轨道梁轨系统一体化有限元模型,分析了拱肋与吊杆升温、纵向阻力模型、吊杆间距、桥墩高度、制动力率、风荷载等参数对钢轨纵向力的传递规律。结果表明:拱肋升温对钢轨应力的影响较大,计算钢轨伸缩力时,按梁体升温15℃考虑较为安全;梁拱组合桥的梁轨相互作用根据《铁路无缝线路设计规范》计算较为安全;钢轨制动力随固定墩高度的增加而增大,固定墩的墩顶水平力与其墩高基本呈线性递减关系;钢轨应力随吊杆间距的增大而增加;钢轨的最大制动拉、压应力和固定墩的墩顶水平力均与制动力率呈线性关系;风荷载作用下,钢轨应力可达5.8 MPa以上,风速较大区域需考虑风荷载对钢轨的影响。     

地震作用下斜交简支梁桥旋转机理及斜度影响研究

为研究地震作用下斜交简支梁桥梁体转动的影响因素,利用OpenSees软件建立考虑碰撞效应的单跨斜交简支梁桥简化动力计算模型,采用模态分析法和时程分析法计算了斜交简支梁桥的动力特性以及非线性地震响应,分析了梁体旋转发生的机理以及斜度对梁体旋转反应的影响。结果表明:对于橡胶支座支承的斜交简支梁桥,当梁体与边界不发生碰撞时,地震作用下梁体的转动由旋转振型引起,最大转角随斜度的增大而增大;当梁体与边界发生碰撞时,碰撞产生的力矩是引起梁体旋转的主要因素,最大转角随斜度的增大呈先增大后减小的变化规律。横向挡块对斜交简支梁桥梁体旋转具有重要影响,忽略其作用最大转角将被高估22.9%~65.0%。     

不同应力路径堆石料大型三轴试验特性研究

对两河口高土石坝的堆石料D3进行等σ3应力路径和等P应力路径的大型三轴试验,研究不同应力路径堆石料的抗剪强度特性和应力-应变关系。结果表明：堆石料的粘聚力C是真实存在的,且抗剪强度呈非线性,而应力路径对堆石料的抗剪强度影响很小;堆石料在低围压具有明显的剪胀,且不同应力路径的应力-应变曲线不同。在试验的基础上计算几个本构模型的模型参数,并分析了模型的适用性,为该工程设计提供力学参数。     

控制吸力下低应力条件的合肥膨胀土抗剪强度试验

膨胀土边坡在变饱和条件下可能发生浅层滑塌失稳。为了研究非饱和膨胀土在低应力条件下的强度特性,采用非饱和三轴仪设置多组不同基质吸力和应力条件,进行合肥膨胀土的三轴剪切试验,对试验数据进行分析。试验结果表明：当膨胀土所受净围压应力不断降低时,其应力-应变曲线会由应变硬化向应变软化过渡;非饱和膨胀土强度随基质吸力增大而增大;浅层膨胀土的抗剪强度会呈现明显降低,具有非线性特点;非饱和膨胀土的黏聚力对抗剪强度影响显著,低应力条件下黏聚力会显著降低,内摩擦角明显增大;净围压应力对低应力段土体强度影响明显,而基质吸力对低应力段土体强度影响较弱。     

支座位置整体节点设计优化研究

支座位置整体节点受力大,往往存在应力集中、局部应力过大现象,为研究支座位置整体节点的受力特性,给设计优化提供依据,该文以广州明珠湾大桥MG22节点为研究背景,建立考虑支座效应的Ansys有限元模型,对该节点的应力分布规律及结构优化方法进行研究。结果表明：支座竖向加劲肋的焊接端部通常是应力集中区域,支座范围内的结构局部刚度及刚度变化平缓性将直接影响整体节点应力峰值,优化该区域的加劲肋分布及其覆盖范围可使板件传力更加合理,从而改善整体节点应力状况;优化后板件最大等效应力及疲劳应力幅分别降至328.7、38.2 MPa,节点板与底板的应力分布变得更加均匀,其中节点板的等效应力峰值与最大疲劳应力幅分别由416.6 MPa下降至307.2、59.1降至33.5 MPa,底板的等效应力峰值与最大疲劳应力幅分别由396.8 MPa下降至257.5、38.3降至25.2 MPa,各板件的应力水平均有了很大程度的降低,验证了节点构造的合理性及传力有效性。     

管道悬索桥静气动性能研究

管道悬索桥结构长细比大、刚度低,对风荷载极为敏感。文中以某管道悬索桥为研究对象,通过风洞测力试验,研究管道直径、管道间距、管道数量及雷诺数对断面静三分力系数的影响。结果表明,管道直径对断面静三分力系数有较大影响;断面静三分力系数随管道数量增加而增大;管道横向间距对静三分力系数的影响可忽略不计;小直径管道断面雷诺数效应更明显。     

考虑碰撞效应的连续梁桥横向混凝土挡块设计

为给横向混凝土挡块的设计提供明确的依据和参考,以Kelvin模型和Hertz模型为基础,考虑梁体和挡块质量以及二者在碰撞前相对速度的影响,根据动能定理和动量守恒,提出碰撞刚度的计算方法;在此基础上考虑地震作用下主梁与横向挡块间的碰撞效应,分析挡块的初始间隙、高度、厚度等设计参数对墩身、盖梁及挡块自身受力的影响规律。以在满足挡块对墩梁相对位移限制作用的同时,尽可能控制墩身剪力为挡块的设计原则,给出了挡块主要设计参数的建议取值。研究结果表明:设置横向挡块能有效防止落梁震害的发生;随着挡块间隙的逐渐变大,墩身的剪力总体呈减小趋势,碰撞效应减弱;过渡墩的支座滑移距离随挡块初始间隙的增大而增大;挡块厚度和高度对墩底剪力的影响均较小,但对盖梁应力的影响较大,盖梁应力随着挡块厚度的增加而减小,随着挡块高度的增加而增加,当挡块高度达到一定数值时,盖梁的最大拉应力可能超过其最大抵抗应力而破坏;挡块与主梁的初始间隙以0.06m左右为宜,挡块高度可在0.55~0.65m取值,挡块厚度在0.48~0.58m内取值,根据以上参数设置的混凝土挡块,碰撞时最大拉应力可能超过混凝土的抗拉强度而开裂,但受压区混凝土不发生破坏,钢筋的应力亦不超过钢筋的屈服强度,满足挡块承载力的设计要求。     

联锁块铺面的有限元模型分析

通过建立联锁块铺面的平面应变、轴对称和三维实体有限元模型,分析了联锁块块间接缝参数对基层层底弯拉应力和土基顶面压应变的影响;提出了基于不同等效损伤原则的联锁块层等效模量的概念;比较了接缝与联锁块块间连续时不同有限元模型计算得到的联锁块层等效模量的差异;建立了等效模量与接缝参数的关系式;考虑了接缝与联锁块块间可脱开时联锁块层等效模量的变化,并给出了等效模量的推荐表。     

一款减振器支座的开裂分析及优化设计

针对一款减振器支座开裂问题进行了深入的研究分析,从减振器的运动特性、支座主要受力特点及故障件状态分析三方面剖析其发生开裂的根本原因;通过采集车辆在不同路面行驶的载荷数据,采用CAE仿真分析其应力应变情况,详细地说明其开裂原因,证明了结构设计因素对支座开裂问题的重要影响;从优化结构设计、采用高强度钢板、增加板材厚度三个方面提出优化设计方案,并在优化结构设计方案更改前后,仿真分析对比其抗开裂能力。结果表明采用内、外板双层结构及增加翻边设计可以提高减振器支座的抗开裂能力。