基于GA算法的刚接空心板优化

对辖区规定桥跨和桥宽的空心板桥进行接缝刚化设计,建立了基于GA算法的刚接空心板优化框架与流程,优化分析包括顶板厚度、主梁片数、湿接缝宽度和厚度。使用有限元软件对优化后的刚接空心板梁桥进行验算,分析了刚接空心板梁桥的性能,以及通过试点桥进行验证。结果表明:优化后的刚接空心板梁桥能够满足规范要求,湿接缝可施工性强,而且荷载横向分布系数和横向连接处受力均呈现出明显的规律性。     

新型刚接空心板桥梁应用与技术指标分析

结合传统铰接空心板存在的不足及病害,介绍了新型预制装配式刚接空心板,并针对S7公路工程20 m跨径的刚接空心板进行了结构分析。此外对三种空心板进行了技术指标对比。     

拼宽空心板桥荷载横向分布计算方法

为研究拼宽空心板桥荷载横向分布系数的计算方法,首先分别开展采用8,22 cm铺装层的空心板桥足尺模型荷载横向分布试验,接着开展采用刚性拼接结构的拼宽空心板桥足尺模型荷载横向分布试验,并将试验结果与既有铰接板法和刚接板法荷载横向分布系数的计算结果进行对比分析;最后讨论既有铰接板法和刚接板法的适用范围,进而提出了一种新的荷载横向分布系数计算方法,并探讨拼宽空心板桥的拼接结构刚度取值的合理范围。研究结果表明：既有铰接板法和刚接板法分别适用于计算铺装层厚度较小和较大的空心板桥荷载横向分布系数,但二者均无法考虑不同铺装层厚度对荷载横向分布的影响,为此提出了考虑铺装层厚度影响的荷载横向分布系数计算方法,相应的计算结果与试验结果的偏差仅为2.7%;对于采用刚性拼接结构的拼宽空心板桥,铰接板法或者刚接板法均无法正确地反映拼宽空心板桥的荷载横向分布规律,为此提出了考虑拼接结构刚度的拼宽空心板桥荷载横向分布系数计算方法,其中新旧桥板高错位布置的拼宽空心板桥拼接结构刚度为不考虑新桥铺装层厚度的刚度,该方法求得的荷载横向分布规律与试验结果的变化趋势一致,相应的计算结果与试验结果的最大偏差仅为5.4%。     

空心板延伸桥面板桥温度胀缩变形研究

为准确计算空心板延伸桥面板桥的梁端温度胀缩变形,以某空心板延伸桥面板桥为背景进行研究。监测该桥主梁截面温度场和梁端胀缩变形,与分别采用截面平均温度、桥面板温度、规范给出的有效温度标准值计算的梁端胀缩变形值进行对比。采用MIDAS-FEA建立空心板横截面有限元模型,研究结构参数对空心板截面平均温度的影响,并对比我国不同气候区的空心板截面平均温度极值与规范值的差异。结果表明:采用截面平均温度变化值计算空心板延伸桥面板桥的梁端温度胀缩变形较为准确;历史极端高温阶段,随着主梁高度及桥面铺装厚度的增大,空心板截面平均温度最高值降低;采用规范给出的有效温度标准值,可能低估空心板延伸桥面板桥的梁端温度胀缩变形。     

桥梁空心板铰接改刚接结构分析

从每年桥梁的普查情况了解到很多桥梁出现桥面铺装纵向裂缝，究其原因主要为空心板之间的联接强度满足不了荷载要求。对一座1跨13m的桥梁上部结构空心板横向联接由铰接改为刚接，彻底消除桥面纵向裂缝的产生，通过桥梁结构分析，得出一个横向刚接的空心板结构。     

装配式空心板的横向预应力加固机理

为了研究装配式空心板在施加横向预应力后结构横向整体受力情况,基于铰接板法和刚接板法相关理论,以某装配式空心板桥加固工程为研究对象,开展了加固桥梁铰缝处传力机理的研究。结果表明:装配式空心板在施加横向预应力后,其横向联系介于铰接和刚接之间。通过对实测数据进行定量分析,构建典型方程,计算出不同比例系数对应的各板影响线值,并采用相对误差最小原则,确定结构横向受力情况,研究成果可为该类桥梁的加固分析提供参考。     

先张法预应力混凝土刚接空心板(桥梁)标准化设计

跨河中小桥梁需要采用结构高度低、起吊重量小的上部结构,以尽可能降低桥面标高,方便运输和吊装施工。在充分利用各预制场现有的设备和生产工艺的前提下,设计了一种新型的刚接空心板并进行标准化设计。该空心板保留了铰接空心板建筑高度小、制作安装方便、起吊重量轻、造价低、用钢量少的优点,同时又改善了原有铰接空心板桥梁铰缝薄弱的缺陷,在老桥改造和新桥建设过程中具有很高的推广价值。     

装配式空心板铰缝加固机理研究

为了解空心板施加横向预应力加固的铰缝处力学变化机理,以云南昭通市某空心板桥为工程依托,基于传统铰接板法和刚接板法的基本原理,分析加固空心板在接缝处受力变化特征,采用数值处理软件Matlab给出了不同比例系数α结构的影响线值分布规律,并采用通用软件ANSYS建立桥梁仿真模型,分析空心板铰缝处的受力情况。结果表明:实际桥梁加固后空心板铰缝处横向刚度比例系数约为刚接板的0. 3～0. 4左右,所提出方法与有限元分析结果相统一,验证了方法的可行性。研究结果可为同类桥梁加固分析提供参考。     

Experimental and Theoretical Study on Bearing Capacity of Cross-section of Hollow Slab with Tubular Cavities Considering Function of Tubes

为深入掌握内置GBF高强薄壁管的圆管式空心板结构性能,研究了这类结构中GBF高强薄壁管是否参与结构受力的问题.首先通过试验实测了圆管式空心板截面承载力,然后根据薄壁管的实际受力状况对截面承载力进行了较精确地理论分析,推导了考虑管参与受力的截面承载力计算公式.研究表明:在承载力极限状态下当混凝土受压区高度满足一定条件时,GBF高强薄壁管将参与结构受力从而一定程度上提高了结构的截面承载力;根据截面受力状况的不同,该类空心板截面承载力的准确计算需要分2种情形考虑;在设计中仅将CBF高强薄壁管视为成孔内模是不当的,应充分考虑其对结构极限承载力的影响.     

宁波南翔桥V墩实体分析

V墩连续刚构桥由于造型美观,经济性较好,近年来有不少应用。V墩连续刚构的斜撑与梁和基础刚接,其交叉处受力比较复杂,必须细致地研究处理,避免出现裂缝。通过对宁波南翔桥V墩的实体分析,优化了空心与实心截面的过渡倒角,加大了0号段底板的圆弧半径,合理配置了普通钢筋。宁波南翔桥V墩设计及分析结果可为类似结构提供一定的参考。     

预应力混凝土空心板静载试验方法研究

根据预应力混凝土结构的计算原理，研究预应力混凝土空心板现场静载试验方法，建议以空心板控制截面的开裂弯矩耿进行最大试验加载设计，为了通过预应力混凝土空心板现场静载试验来了解其在使用阶段结构性能，研究并提出静载试验的等效弯矩计算方法。文中还介绍20m先张法预应力混凝土空心板现场静载试验设计与结果。     

施工缺陷对等截面薄壁空心墩壁板宽厚比影响研究

为研究施工缺陷对等截面薄壁空心墩截面构造的影响,将薄壁空心墩简化为不同边界条件的中心压杆,引入初偏心δ作为施工缺陷,计算初偏心影响下的中心压杆失稳临界应力。将薄壁空心墩视为弹性薄板组成的构件,计算受压壁板的局部屈曲临界应力;以整体稳定临界应力小于局部屈曲临界应力为控制条件,推导初偏心作用下薄壁空心墩受压壁板应满足的临界宽厚比(临界厚度)计算公式,并通过算例和有限元分析对文中推导的公式进行了验证。结果表明:采用文中公式计算已知板宽的临界厚度,精度满足工程要求,可供设计过程中拟定空心薄壁墩构造参考。     

空心板漫水桥上部结构构造设计

该文通过一座跨径240m的钢筋混凝土简支结构漫水桥梁设计,讨论了空心板截面漫水桥设计中应考虑的水力荷载。提出了减少水力荷载的一些构造措施:迎水面设置分水尖、空心板底开孔、加强锚栓等方法。     

火灾下混凝土空心板温度场及损伤规律研究

为分析火灾下混凝土空心板温度场分布变化,研究其结构受火损伤规律,从服役多年的空心板桥上截取长2.6 m的梁段,按ISO 834标准规定的升温曲线对其进行180 min的明火高温试验,通过预埋温度传感器实测获得空心板梁段温度场随受火作用时间的分布变化规律。在此基础上,结合统计得到的混凝土热工参数代表值、火灾试验升温加热过程和空心板实际受火热边界条件,对梁段的温度场进行有限元数值仿真分析,并将温度场理论计算结果与实测结果进行比较,分析温度场计算偏差的主要原因,探讨温度场有限元模型参数合理取值。采用300℃、500℃和800℃等温线法分别计算火灾下空心板的截面缩减系数。基于最小二乘法拟合得到空心板截面缩减系数与受火作用时间关系,对其火灾下截面损伤进行多项式量化。研究结果表明：空心板内部在试验前期升温速度较快,后期趋于平缓;同一时刻下,空心板内部温度沿梁高方向非线性递减,且梯度逐渐降低;空心板温度场有限元数值仿真结果与实测结果接近;所提出的热工参数代表值合理;空心板截面高度对其受火损伤范围影响不大;火灾下混凝土空心板截面缩减系数随受火时间呈二次抛物线递减,并随梁高递增。该研究成果可用于类似桥梁火灾下的温度场仿真分析和损伤状况评估。     

车用金属空气电池导流空心板结构模拟及优化

通过CFD数值模拟研究了在车用金属空气电池两个阴极之间加入空心导流板对阴极表面空气流量的影响,并对空心导流板的结构进行优化改进。结果表明,加入空心导流板可以增大空气阴极表面的空气流量。经过优化,将空心导流板的内壁制作成向电池内部逐渐增厚的倾斜设计,并且将通孔交错排列后,空气阴极表面的气体流量得到进一步提高并且更加均匀。从而提高了金属空气电池的阴极反应效率。     

服役15年的先张法预应力混凝土空心板破坏性静载试验研究

为了研究服役多年的预应力空心板实际的受力性能和承载能力,对从一座已运营15年的预应力混凝土空心板桥上拆除下来的单片空心板进行单梁加载试验。采用分级加载的方式进行静载试验,逐级增加荷载,直至受拉区混凝土开裂,桥梁破损。对该空心板在各级试验荷载下的应力、挠度历程和裂缝发展的全过程进行观测和分析;同时使用有限元软件进行理论计算,并将实测值与理论值进行对比分析。研究结果表明:空心板抗裂性不能满足正常使用极限状态要求,空心板实际承载力小于设计承载力,各截面承载力不均衡,在加载过程中沿梁长方向各截面刚度变化不均匀,但在破损阶段却表现出了较好的延性特征。     

非常规荷载作用下泥石流板式渡槽的优化设计

跨径为16 m的装配式渡槽施工阶段张拉预应力钢筋后,截面下缘压应力超过规范规定的界限,采用了分阶段张拉预应力钢筋的方法,以现行规范为依据,以空心板的高度和各阶段预应力筋的面积为变量,以施工阶段和使用阶段混凝土应力限制为约束条件,建立了单位长度空心板的造价目标函数。并利用Matlab语言,编制了遗传算法程序进行了优化分析。优化结果表明,优化设计的截面尺寸与实际设计的相比,截面高度大一些,但总造价却比实际设计的要减小16%,优化设计收到了良好的经济效益。最后,按照优化设计过程提出了一些施工注意事项,为以后类似的设计提供了参考。     

空心板深铰缝设计优化研究

空心板铰缝的纵向开裂甚而与预制空心板完全脱离,直接引发空心板梁桥横向联系失效,甚至引起"单板受力",给桥梁结构安全埋下隐患。针对现阶段空心板常用的深铰缝构造,从铰缝的病害成因出发,通过有限元数值模拟分析了空心板梁桥深铰缝在车辆荷载下的空间受力特性,在此基础上提出合理的优化措施,并进一步对优化措施进行计算验证。结果表明,通过合理的优化配筋和铺装层厚度可以提升铰缝抗弯、抗剪承载力,改善铰缝的工作性能。     

混合桥面结构的荷载横向分布

对于T形梁和空心板相结合的混合桥面结构,其荷载横向分布规律及是设计人民必需解决的问题。而目前已知的铰接板法对于不仅截面尺寸不同、而且截面形式差别很大的上述结构,却没有现成的解答。介绍了将铰接板法推广应用到混合桥而结构的原理和方法,并给出了公式和算例。     

有缺陷空心板的承载力验算与试验研究

针对30m先张预应力混凝土空心板的中腹板在预制过程中厚度常常较薄或透空的现象,运用了简、明力学方法对缺陷空心板纵向抗剪受力和顶板强度进行了结构安全验算、分析,并通过静载试验测试了缺陷空心板的刚度。在此基础上,做出了缺陷空心板的结构性能评价。