三支座空心板受力性能的研究及其在桥梁工程中的应用

研究三支座空心板的扭弯稳定、横向受弯、纵向受弯静力破坏试验、局部承压破坏试验、横向分布系数及支座形式等问题。     

轻骨料混凝土连续刚构局部受压性能分析

轻骨料混凝土与普通混凝土在材料性能上存在一定的差异,导致其用于连续刚构桥时,在设计方法和施工工艺等方面都与普通混凝土有所区别。以水土嘉陵江大桥为例,依据《轻骨料混凝土桥梁技术规程》,对两种混凝土在局部受压性能上存在的差异进行了分析。分析结果表明,轻骨料混凝土局部承压性能低于普通混凝土,而且当与普通混凝土采用相同设计参数时,其局部承载力验算结果无法满足规范的要求。采用掺入适量钢纤维的措施,可以有效的改善轻骨料混凝土局部承压性能,使其局部受压承载力达到规范的要求。     

正方形荷载下高强度砼局部承压试验研究

重点研究正方形垫板下承压面积比及偏心距等因素对高强砼试件局部承压受力性能的影响。根据楔形体模型及极限平衡原理导出理论计算公式并建立实用计算公式。对于偏心受压，依据试验结果确定了偏心距与局压强度提高系数βｃ之间的线性关系以及Ａｄ的取值方法。     

典型藏式古建木构梁柱连接传力机理分析

为研究典型藏式古建木构梁柱连接的力学性能,采用非线性有限元方法,建立梁柱连接的实体模型,分析了在楼面竖向荷载作用下,组成梁柱节点的各组件的受力状态,从而获得竖向荷载下节点的传力机理及破坏模式.研究结果表明：在楼面竖向荷载作用下,梁、弓木为受弯构件,垫木为横纹承压构件,斗、柱为顺纹承压构件,暗销主要承受顺纹压力、横向剪切力,组件之间通过接触面的摩擦力、挤压力及暗销剪切力传递荷载,以协同工作.节点的破坏极限采用应力准则确定,当梁受拉侧屈服时认为节点发生破坏.     

埋入式H型钢桩-桥台节点受弯性能与承载力

为研究整体式桥台无缝桥中埋入式H型钢桩-桥台节点的受弯性能，通过建立节点的有限元模型，分析了桥台厚度、混凝土强度、钢桩朝向、埋深比、钢材强度和轴压比6个参数对节点受弯承载力和破坏模式的影响，并在此基础上，针对不同的破坏模式提出了节点受弯模型与承载力计算公式。研究结果表明:绕钢桩强轴弯曲的节点在埋深比小于2.0时发生桥台混凝土承压破坏，增大钢桩埋深比和混凝土强度等级可有效提高节点受弯承载力；绕钢桩强轴弯曲的节点在埋深比大于2.0时，或绕钢桩弱轴弯曲的节点在埋深比大于1.0时，发生钢桩屈服破坏，提高钢桩的钢材强度等级可提高节点受弯承载力；随着轴压比的增大，发生绕钢桩强轴屈服破坏的节点的受弯承载力明显降低，但轴压比对发生桥台混凝土承压破坏或冲切破坏的节点的受弯承载力的影响可以忽略；提出的节点受弯承载力计算方法能较为准确地预测不同破坏模式的埋入式H型钢桩-混凝土桥台节点的受弯承载力，计算值与有限元结果比值的均值和计算值与试验结果比值的均值为分别为0.981和0.941，因此，可用于该类型节点的受弯承载力计算和破坏模式分析；建议钢桩埋深不少于2.0倍桩宽与混凝土桥台厚度大于2.4倍桩宽，这样可有效避免桥台混凝土的承压破坏和桥台边缘混凝土的冲切破坏。      

预应力锚索桩板墙工程病害分析及整治措施

总结了预应力锚索桩板墙结构物的病害特征,归纳出锚索桩板墙的病害类型主要有局部破坏、连接体破坏和整体破坏。其中局部破坏是最常见的病害现象,进一步将其细分为锚索破坏、桩体破坏和板破坏、嵌固段岩体破坏。分析了每种破坏形式的主要破坏原因,并针对每种破坏状态,提出了相应的整治措施,以供类似工程的设计和施工提供参考。     

预应力混凝土箱涵结构理论分析及计算

通过对预应力混凝土箱涵的理论分析,得出预应力筋的布置形式及计算公式,并对预应力箱涵的顶、底板正截面承载力、预应力荷载的分项系数、端部承压的截面尺寸、局部承压承载力进行理论分析,给出挠度验算公式及方法,最后对预应力混凝土箱涵进行对比设计计算,结果表明,预应力能有效防止混凝土出现拉应力,并可节省混凝土用量约70%。     

实体承台的验算分析

桩基承台是在群桩之上墩身以下的厚板,应力分布较为复杂。各种承台均应按现行《混凝土结构设计规范》进行受弯、受冲切、受剪切和局部承压承载力计算。     

钢-UHPC结合段PBL连接件和钢梁端面承压联合作用研究

钢-混结合段作为钢梁和混凝土连接为整体的核心部件,传力构件的受力性能对钢-混凝土结合段至关重要。为提高结合段的力学性能,进行了仅有钢梁端面承压、PBL连接件和两者联合作用3组推出试验。结果表明：3组试件最终破坏裂缝分布均为钢梁端面侧“八”字形分布;钢梁端面组(D组)试件破坏模式主要为UHPC的开裂破坏而失效,PBL连接件组(P组)和联合作用组(PD组)试件主要是贯穿钢筋的剪切破坏而失效;3组试件的荷载-滑移曲线均包含弹性、裂缝开展和屈服3个阶段,由于贯穿钢筋和UHPC榫具有抑制裂缝开展和提高试件延性的作用,P组和PD组试件裂缝开展阶段较D组更短,屈服阶段更长,延性更好。对荷载-滑移曲线进行拟合,提出了钢梁端面承压和PBL连接件承载力随滑移量变化的计算公式。引入滞后滑移差Δs_j,当Δs_j=0～0.67 mm时,联合作用计算结果偏于安全。计算得到钢梁端面承压传力比例约为43%,PBL连接件传力比例约为57%,两者传力效果基本相当。利用UHPC作为外包混凝土时,建议采用承载能力更高的贯穿钢筋,以充分发挥UHPC的高强性能,从而提高结合段的承载能力。     

组合梁斜拉桥索梁锚固区桥面板斜向开裂机理与配筋设计方法

为揭示组合梁斜拉桥在悬拼施工时,索梁锚固区斜向裂缝的开裂机理,从实际受力状态出发,分析了该区域桥面板剪应力和正应力的分布特点,并结合应力莫尔圆理论给出了裂缝成因及其形态特征;基于相关规范及桁架模型,提出了斜向配筋和L形配筋设计的抗裂措施;通过台州湾跨海大桥实例分析,验证了锚固区桥面板的应力分布特点与配筋方法的有效性。研究结果表明:悬拼施工时,锚固区桥面板的面内剪应力主要由拉索索力的竖向分力和水平分力提供,纵、横桥向正应力主要由吊重荷载引起的斜拉桥整体弯矩、拉索索力增加引起的局部负弯矩和局部承压提供;纵桥向正应力的增加是引起索梁锚固区主拉应力变大的主要原因,当主拉应力大于混凝土抗拉强度时,桥面板存在较大的斜向开裂风险;考虑到局部承压的作用,裂缝一般首先出现在索梁锚固点附近的桥面板顶部;当逐渐远离锚固区时,局部负弯矩及局部承压影响减小,桥面板顶板正应力减小,主拉应力减小,裂缝的发展方向与纵桥向夹角逐渐减小,同时,桥面板底板正应力由压应力变成拉应力,主拉应力增大,裂缝产生贯通的可能性增大;基于混凝土板斜向开裂的桁架模型,对索梁锚固区配置L形抗裂钢筋,顶板最大主拉应力降低了1.26 MPa,其中,纵桥向正应力最大可减小0.91 MPa,面内剪应力可减小0.50 MPa,即配置抗裂钢筋能够达到一定的抗弯和抗剪的效果。      

扩孔锚杆应用于公路边坡支护的研究

扩孔锚杆属于岩土工程新技术,具有“延性破坏”特征、提高抗拔力、节约工程造价等优点。公路边坡支护均为永久性支护,普通锚杆受荷后不可避免出现注浆体开裂现象,采用端部承压式扩孔锚杆可有效地解决注浆体开裂及锚筋长期防腐问题。文中介绍扩孔锚杆的力学机理及端部承压式锚杆的施工方法,具体介绍扩孔技术应用于某高速公路边坡支护的工程案例,对扩孔锚杆技术在公路边坡支护推广应用、提高边坡支护水平具有重要意义。     

寒区隧道衬砌背部空洞积水冻胀力学分析

造成高寒地区隧道冻害的原因有很多方面，如衬砌混凝土的冰冻破坏、局部存水冻胀破坏以及既有裂缝裂隙水的冻胀破坏等。以鹧鸪山隧道为工程背景，通过有限元软件ANSYS对隧道衬砌背后局部存水冻胀产生的应力进行计算分析，说明这种局部存水空间冻胀对隧道衬砌可能造成破坏原因，为寒区隧道的抗防冻措施提供理论依据。     

刚性滑板-复位橡胶隔震支座性能研究

为研发一种自复位功能的刚性滑板-复位橡胶隔震支座,对支座刚性承压滑移元件摩擦特性、免承压复位橡胶块剪切特性和整体支座的力学性能进行了试验研究,并采用ABAQUS有限元模型分析了整体支座的力学特性.研究结果表明:刚性承压滑移元件动摩擦系数在0.020～0.027之间、免承压复位橡胶元件的水平等效刚度为129.33 kN/...     

行车落物作用下钢筋混凝土箱梁破坏形态分析

针对桥面行车重型货物掉落冲击箱梁,将导致箱体产生严重的裂缝甚至破坏,且破坏具有局部化和剪切破坏特征的问题.笔者利用LS-DYNA有限元软件,开展了冲击荷载作用于箱梁不同位置时的数值模拟,并结合某钢筋混凝土箱梁桥在行车落物冲击下的损伤情况,研究了冲击力作用效应的传递规律和破坏形态.研究结果表明:落物冲击箱梁产生的动力响应和破坏形态呈现出明显的剪切破坏特征;冲击力作用效应由顶板作用位置向腹板和底板依次传递;冲击荷载作用于顶板时发生局部剪切破坏,而传递至腹板后则可能产生弯剪斜裂缝.     

混合连续梁桥钢混结合段局部应力分布及传力机理分析

以南京机场二通道秦淮新河桥工程为背景,建立钢混组合的混合连续梁精细化有限元模型,分析钢混结合段在各种荷载工况下的局部应力分布规律以及荷载在结合段内的传递路径。研究结果表明:受较大预应力的影响,结合段混凝土纵向保持受压状态,同时产生较大的横向剥裂应力;轴力在结合段分别通过前、后承压板和剪力连接件3种路径进行传递,后承压板的贡献最大;剪力连接件的传力效率不均匀,后承压板附近及前承压板之后的剪力连接件作用较大。     

不锈钢构件高强度螺栓连接节点承压性能的影响因素

应用有限元软件ANSYS对不锈钢构件螺栓盖板连接节点承压性能的影响因素进行了有限元分析,并将欧洲规范与文献中试验数据进行了对比.计算结果表明：不锈钢构件螺栓抗剪连接的承压承载力随板厚、螺栓直径及端距的增大而增大,当螺栓直径和端距增加到一定数值,则承压承载力的提高逐渐减弱.     

中承式系杆拱桥体系冗余度分析

为了降低局部构件破坏导致中承式系杆拱桥连续倒塌的风险,以一座典型中承式系杆拱桥为例,研究了将桥梁结构冗余度应用于设计优化和运营养护的结构分析方法。采用美国国家公路合作研究项目报告中的确定性准则与确定性分析方法,利用有限元软件ANSYS求得桥梁完好状态与局部破坏状态的荷载-位移曲线,分析不同局部破坏模式对桥梁结构承载能力与正常使用的影响及冗余度计算结果,提出设计优化与运营养护建议。结果表明:拱脚处中墩支座破坏、一般吊杆或长吊杆的断裂导致系杆拱桥极限承载能力下降约30%,整体失效时主梁最大挠度减小10%至30%;正常使用冗余率rf与桥梁结构刚度有关,极限承载冗余率ru与不同加载方式下桥梁整体失效模式相关,局部破坏冗余率rd与破坏构件在桥梁结构中所处边界条件相关;从设计优化角度,应适当提高中跨桥面系刚度与吊杆强度,从运营养护角度,应提高养护水平,加强对超载行为的管制,并对吊杆重点养护。     

关于钢箱梁在浮桥承压舟中的应用探讨

介绍浮桥专用双体承压舟的特点,通过分析与计算探讨板梁与箱梁在承压舟中的应用,其中箱梁具有能提高舟体承载能力、实现大跨径等优点,更适合于双体承压舟。     

浅谈现浇箱梁锚垫板破裂处理方案

现浇箱梁后张法施工时,由于锚下混凝土振捣不密实,造成预应力钢铰线张拉时,锚后混凝土受压破坏,锚垫板破坏,通过工程实例介绍了采用环氧树脂砂浆和钢纤维混凝土局部补强进行处理的方案。     

运营铁路隧道洞身破坏应急抢修技术探讨

根据灾害情况下的破坏程度,将运营铁路隧道洞身破坏分为局部破损和洞内坍塌两种形式。针对局部破损情况,提出拱圈补强和边墙加固的应急抢修对策;针对洞内坍塌情况,分别针对以隧道形式和以路堑、明洞或棚洞形式通过的快速抢通方案,提出了相应的保障措施,以期为铁路隧道应急抢修技术研究提供参考。