某外贴CFRP板加固预应力空心板梁桥数值分析研究

外贴CFRP板加固混凝土结构是目前运用较为广泛的加固方法。针对某预应力混凝土空心板实际加固桥梁,总结了加固结构承载力计算公式,建立了Ansys有限元分析模型,进行了预应力空心板桥梁CFRP板加固前后的承载力计算,同时考察了最佳CFRP板预应力、混凝土强度对加固结构承载力的影响。有限元分析表明:有限元承载力分析值与承载力公式计算值较为吻合,验证了有限元模型的可行性。CFRP板加固预应力空心板结构提高了其抗裂能力,同时加固结构的承载力得到显著提高。加固后静载试验混凝土挠度、应变均降低。不同CFRP板预应力水平分析表明,CFRP板预应力过大或者过小均是不利的,本有限元模型中确定的最佳预应力大小为1 000 MPa,当采用C60混凝土时,加固结构的承载性能提高最有利。     

火灾后桥梁承载力计算分析及处理

火灾将对桥梁结构产生很大影响,高温会使普通钢筋和预应力钢筋强度降低以及混凝土质量的衰退,影响结构的承载能力和使用性能。借鉴以往研究成果,根据混凝土桥梁自身特点,以某空心板桥火灾后承载力计算为例,提出适用于混凝土桥梁的火灾后承载能力计算方法并根据计算结果确定加固方案。该方法亦可为其他类型桥梁的火灾后承载力计算及加固方案的确定提供参考。     

基于断裂力学分析桥梁结构极限承载力

采用断裂力学方法,通过比较不同的宏观断裂力学模型,得出适合混凝土有限元分析的模型——裂纹带模型。基于该模型,编制有限元结构分析程序——桥梁结构承载力分析系统,计算试验梁的极限承载力,并将计算结果与试验数据相比较,验证本程序计算结果基本准确可靠,同时,与采用现行公路桥涵设计规范计算的该试验梁承载力相比较,证明现行公路桥涵设计规范在计算桥梁结构承载力时,安全储备较高。     

混凝土偏压柱承载力计算方法

应用《公路圬工桥涵设计规范》 (JTG D61—2005) 中的砌体柱和素混凝土柱承载力计算方法以及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62—2004) 中的钢筋混凝土柱承载力计算方法, 分别对3座跨径为70、160、420m的钢筋混凝土拱桥进行了主拱承载力验算。考虑长细比、偏心率、配筋率等参数, 研究了钢筋混凝土柱的承载力变化规律, 分析了混凝土拱等效梁柱的参数范围以及砌体柱、素混凝土柱、钢筋混凝土柱的极限承载力。分析结果表明: 配筋率较小的钢筋混凝土拱等效成梁柱后, 按JTG D61—2005计算的承载力大于按JTG D62—2004计算的结果。对配筋率较小而长细比、偏心率较大的钢筋混凝土柱, 按钢筋混凝土柱计算的承载力反而小于砌体柱或素混凝土柱的承载力。可见, 2种规范中混凝土偏压柱承载力计算方法存在不合理之处, 需进一步改进。     

免拆卸水泥复合模板-结构混凝土梁的抗弯性能研究

通过对2根梁试件（一根免拆卸模板混凝土梁,一根普通混凝土梁）的试验,研究了免拆卸模板混凝土受弯梁在单调荷载作用下的基本力学性能,包括荷载挠度变化规律、跨中混凝土应变、受力钢筋应变、正截面承载力、破坏形态等,对免拆卸模板一结构混凝土梁与普通混凝土梁的受力性能进行了对比。实验结果表明：采用现行规范计算免拆卸模板一结构混凝土梁的抗弯承载力具有较高的安全性能;免拆卸模板一结构混凝土梁能够满足挠度限值的要求;免拆卸模板．结构混凝土梁具有与常规混凝土梁相近的抗弯性能。     

多功能混凝土空心砌块砌体受压承载力试验研究

对多功能混凝土空心砌块砌体轴心受压和偏心受压承载力进行了试验研究。试验结果表明,多功能混凝土空心砌块砌体内偏心受压承载力较砖砌体和普通混凝土小型空心砌块砌体偏心受压承载力要高;利用规范中的计算公式计算多功能混凝土空心砌块砌体的轴心受压和偏心受压承载力,其计算结果偏于保守。     

钢-混凝土组合箱梁力学分析

提出一种钢-混凝土箱型截面组合梁结构,应用力法计算钢-混凝土箱型截面组合梁的内力,给出负弯矩区的刚度与其长度的关系.连续组合梁是变刚度截面,按弹性分析法给出正负弯矩区的抗弯刚度.对组合梁截面承载力进行分析,得出组合截面弹性极限抗弯承载力与塑性极限抗弯承载力.     

简支斜交钢混组合梁桥上部结构静力分析

以实际工程为研究对象,对50 m跨径简支斜交钢混组合梁的施工方法及结构特点建立有限元分析模型。分别对建模方法,计算参数的选取,施工阶段承载力计算,极限承载力计算,正常使用极限状态及支座反力计算展开分析。计算结果表明:对50 m跨径简支斜交钢混凝土组合梁采用架桥机一次落架成桥是可行的,桥梁上部结构静力计算满足规范要求,为同类型桥梁的设计提供参考。     

素混凝土柱极限承载力计算方法

开展了19根素混凝土柱极限承载力试验, 提出了素混凝土柱长细比和偏心率的合理取值范围, 采用非线性有限元方法对试验柱承载力进行计算, 通过理论分析和试验数据回归, 提出了素混凝土柱极限承载力计算方法。计算结果表明: 当试验柱长细比大于15与偏心率为0.3时, 素混凝土柱的破坏模式为截面受拉破坏, 未能充分发挥混凝土以受压为主的材料性能; 当试验柱长细比不大于15与偏心率不大于0.3时, 其破坏模式为截面受压破坏。承载力有限元算法计算值与试验值的平均比值为0.995, 方差为0.001 8, 计算值与试验值吻合较好, 有限元算法可用于素混凝土柱的参数分析。提出的素混凝土柱极限承载力计算方法考虑了长细比和偏心率对承载力影响的耦合作用, 其计算值与有限元算法计算值的平均比值为0.976, 方差为0.003, 表明提出的算法具有较高的精度, 且偏安全。     

加固配筋限值下钢筋混凝土梁正截面承载力研究

使用多年的混凝土结构或多或少出现病害,需要进行加固,但是考虑二次受力情况下RC加固梁正截面承载力计算公式尚未明确提出。文章通过分析不同初始荷载作用下增大截面法加固钢筋混凝土梁的极限破坏,研究二次受力对最大加固钢筋量及正截面承载力的影响,得到RC加固梁在加固配筋限值范围内正截面承载力计算公式。并与有限元软件分析结果进行对比验证,结果表明公式计算结果与分析结果基本一致,可为结构加固承载力计算提供参考。     

预应力混凝土桥梁承载能力评定研究

考虑到预应力混凝土桥梁修建至当前运营状态的结构、受力及其病害发展特点,对如何建立较为符合实际的桥梁计算模型进行研究,同时建立分析模型对承载能力检算系数Z1的评价标准及评价方法进行初步研究,并结合实际桥梁工程,给出计算算例,可为该类桥梁的承载能力评定提供参考。     

预应力外包钢混凝土矩型梁抗弯承载力计算公式

外包钢混凝土结构具有构造简单、连接方便、使用灵活、承载力高及延性好等优点,但作为受弯构件,其抗裂性能及抗弯刚度等优势不是很明显。对其施加预应力,形成预应力外包钢混凝土结构,可以进一步提高构件的承载能力,增加其抗弯刚度,提高其抗裂性能,增加其耐久性。分析预应力外包钢混凝土矩型受弯构件结构及受力特点,以外包钢屈服、受压混凝土是否达到极限应变值及预应力钢筋是否屈服为条件,将预应力外包钢混凝土受弯构件的破坏模式归纳为四种,给出其相应抗弯承载力理论计算公式。     

圆钢管H型钢再生混凝土短柱的轴压承载力分析

为了研究圆钢管H型钢再生混凝土短柱轴压力学性能,对此类构件轴压承载力计算公式进行了理论推导,基于极限分析法,运用双剪统一强度理论,并依据H型钢和钢管对核心区再生混凝土约束效果的不同,分别计算H型钢约束区再生混凝土和钢管约束区再生混凝土承载力,提出一套圆钢管H型钢再生混凝土短柱轴压承载力计算公式,考虑了钢管内径厚比、套箍系数、H型钢配钢指标以及再生粗骨料取代率对短柱轴压承载力的影响,同时也适用于无H型钢的圆钢管再生混凝土短柱轴压承载力计算.将推导得到的钢管有效约束力代入承载力计算公式所得结果与相关试验结果对比误差在10%以内,吻合较好,验证了承载力计算公式的有效性和精确度.     

UHPC局部受压承载力计算方法

为合理地计算UHPC构件的局部受压承载力,建立了有、无间接钢筋UHPC的局部受压试验数据库,以此为基础分析和评估了NF P 18-710、CECS 38:2004、DBJ 43/T 325—2017和JTG 3362—2018中的局部受压承载力计算公式;基于UHPC局部受压试验数据库提出了考虑混凝土强度和钢纤维影响的UHPC局部承压修正系数和间接钢筋影响系数,进而修正了JTG 3362—2018的局部受压承载力计算公式。研究结果表明：无间接钢筋UHPC的局部受压承载力试验值与NF P 18-710、CECS 38:2004、DBJ 43/T 325—2017和JTG 3362—2018计算值之比的均值分别为0.97、0.81、1.33和1.09,有间接钢筋UHPC的局部受压承载力试验值与CECS 38:2004、DBJ 43/T 325—2017和JTG 3362—2018计算值之比的均值分别为0.91、1.31和1.13;各规范公式的混凝土局部受压承载力公式未充分反映混凝土抗压强度和钢纤维的影响,间接钢筋的局部受压承载力计算公式未充分反映约束面积比、混凝土抗压强度和钢纤维的影响;NF P 18-710可较好地预测无间接钢筋UHPC的局部受压承载力,CECS 38:2004计算所得UHPC的局部受压承载力偏大,且间接钢筋的局部受压承载力预测结果离散性大,DBJ 43/T 325—2017和JTG 3362—2018的计算结果偏保守。有、无间接钢筋UHPC的局部受压承载力试验值与JTG 3362—2018修正公式的预测值之比的均值分别为1.00和1.04,标准差均小于0.20,因此,JTG 3362—2018修正公式可较好地预测有、无间接钢筋UHPC的局部受压承载力,可为国内UHPC桥梁结构设计规范的编制提供参考。     

大跨度钢筋混凝土箱拱极限承载力的复合非线性分析

基于大跨度箱形拱桥的几何非线性及材料非线性耦合分析方法,采用平面杆系对钢筋混凝土箱拱进行非线性有限元分析的方法,及编制的计算程序．对于大跨度钢筋混凝土箱拱极限承载力的复合非线性分析有所助益。     

新型五螺箍矩形短柱轴压承载力计算分析

螺旋箍筋应用于钢筋混凝土柱能明显提高柱的承载力及延性,为了研究五螺箍矩形混凝土短柱在轴心受压荷载作用下的力学性能和轴压承载力计算方法,首先,结合已有文献中的试验建立有限元模型,并将有限元分析结果与试验结果进行对比,以验证有限元模型的正确性;其次,基于材料用量相等的原则,设计了4种不同配箍形式的矩形截面柱,基于已验证了的有限元模型开展了不同混凝土强度对上述4种柱的轴压承载力和延性的影响研究;最后,通过对五螺箍柱进行参数分析,提出了基于体积配箍率的轴压承载力计算方法. 研究结果表明:五螺箍较五环箍、矩形箍和矩形螺旋箍柱构件承载力均值分别提高0.78%、6.70%和13.73%,延性系数均值分别提高2.00%、10.32%和10.41%,说明五螺箍柱有较高的承载力和延性;与各国规范提出的公式进行对比,本文建议的轴压承载力计算方法较为简便,且与试验值的误差均值仅为2.83%.      

R-UHPC梁的抗剪承载力计算方法

收集了大量的配筋超高性能混凝土(R-UHPC) 梁抗剪承载力的试验数据, 分析了现有抗剪承载力计算方法, 研究了R-UHPC梁的抗剪机理, 考虑了UHPC的抗拉作用, 提出了基于桁架-拱模型的R-UHPC梁抗剪承载力计算方法, 并比较了计算结果与试验结果。比较结果表明: 在现有的计算方法中, 采用基于统计分析方法的承载力计算值与试验值的平均比值为0.92, 比值的标准差为0.23, 比值的相关性系数为0.78, 比值的可靠性系数为0.877, 该方法因回归数据有限, 精度不高; 对于基于一般桁架模型的梁抗剪承载力计算方法, 法国UHPC指南AFGC抗剪承载力计算值与试验值的平均比值为0.90, 比值的标准差为0.18, 比值的相关性系数为0.80, 比值的可靠性系数为0.891, 计算精度较日本UHPC标准JSCE和瑞士标准SIA较高; 在AFGC指南基础上, 考虑了纵筋影响, 抗剪承载力计算值与试验值平均比值为0.93, 比值的标准差为0.23, 比值的相关性系数为0.75, 比值的可靠性系数为0.858, 与AFGC计算结果相比离散性较大; 采用基于桁架-拱模型的抗剪承载力计算方法的抗剪承载力计算值与试验值平均比值为0.76, 比值的标准差为0.26, 比值的相关性系数为0.62, 比值的可靠性系数为0.768, 因直接套用钢筋(普通) 混凝土梁的抗剪承载力计算方法且不计UHPC的抗拉作用, 计算结果过于保守, 且可靠性最差; 采用提出的抗剪承载力计算方法的计算值与试验值的平均比值为0.94, 比值的标准差为0.21, 比值的相关性系数为0.80, 比值的可靠性系数为0.885, 与现有计算方法相比, 本文提出计算方法精度较高, 离散性小。     

箱梁湿接缝的计算与分析

通过对某大桥箱梁湿接缝的承载能力、抗弯刚度和抗裂性能的计算与分析,综合评估了25 m预应力混凝土小箱梁采用较宽的湿接缝后结构的安全性和可靠性。     

跨海大桥U-RC组合桥墩设计

为解决跨海桥梁桥墩施工与防腐问题, 提出了超高性能混凝土(UHPC) -钢筋混凝土(RC) 组合桥墩新结构, 简称U-RC组合桥墩, 以UHPC外筒作为永久模柱, 现浇内核钢筋混凝土; 以平潭海峡大桥为工程背景, 开展了U-RC组合桥墩的结构设计与计算, 并与原设计方案的工程量和造价进行了比较; 进行了3根内核RC柱、3根UHPC模柱、3根U-RC组合桥墩的极限承载力试验, 测量了试件的混凝土纵向应变与横向应变, 研究了试件的破坏形态与裂缝发展过程, 得到了试件的极限承载力试验值, 分析了U-RC组合桥墩的受力性能。研究结果表明: U-RC组合桥墩的承载力大于设计内力, 满足现行规范要求; 采用UHPC模柱取代钢模板的桥墩设计方案, 可节约钢材约2 410t, 工程造价节省约30%;3根UHPC圆筒的极限荷载均值为1 342kN, 3根RC柱的极限荷载均值为1 370kN, 二者之和小于3根U-RC组合桥墩极限荷载均值3 033kN, 说明UHPC模柱对核心混凝土有一定的套箍作用, 采用简单迭加方法计算U-RC组合桥墩的轴压极限承载力是可行且偏保守的; 在轴压试验中, U-RC组合桥墩的破坏模式为核心混凝土的横向变形导致UHPC模柱出现竖向裂缝, 并与核心混凝土在界面处分离; 达到极限荷载破坏时, 外包UHPC层出现纵向裂缝, 荷载增大, 裂缝增长, 并有混凝土剥落现象, 但U-RC组合桥墩破坏时其外包UHPC层纵向应变未达到极限压应变。