配筋对混凝土长期收缩应变影响的试验研究

通过对素混凝土柱和钢筋混凝土柱进行800 d的收缩对比试验,研究钢筋混凝土柱收缩特性,探讨了钢筋对混凝土收缩应变影响系数,并在考虑配筋的情况下对CEB-FIP模型和中国建科院模型进行了修正.通过国内外收缩应变预测模型对比得出,GZ (1993)模型整体预测效果较好,ACI-209模型预测效果最差.结合CEB-FIP模型和中国建科院模型对实测数据进行拟合回归分析,计算出钢筋对混凝土收缩应变的影响系数,与时变函数采用CEB-FIP模型和中国建科院模型的Trost方法进行对比,发现Trost方法中钢筋对混凝土收缩应变影响系数考虑偏低,因此在计算钢筋对收缩应变影响系数公式时仅考虑配筋率是不够的.     

结合梁桥面板混凝土收缩应力评定

灌河大桥为钢-混结合梁斜拉桥。为分析该桥桥面板混凝土收缩应力水平,分别通过试验测定和理论计算公式,得到混凝土前期收缩应变时程曲线和弹性模量时程曲线,根据收缩应变结果进行有限元模拟,得到混凝土前期和后期收缩应力,并对结合梁桥面板混凝土的收缩应力进行评定。结果表明:灌河大桥桥面板混凝土前期收缩量和收缩应力的试验结果大于JTG D62-2004规范公式计算结果;采用杆系模型得到桥面板混凝土顺桥向后期收缩应力最大值为1.5MPa,采用板壳模型得到桥面板混凝土应力最大值顺桥向为1.5MPa、横桥向为2.2MPa,需要采取有效措施以减小桥面板的收缩应力。     

基于收缩徐变短期试验结果的高性能粉煤灰混凝土桥梁长期效应预测

以8根不同掺量的高性能粉煤灰混凝土无黏结预应力梁的收缩徐变试验为基础,提出了从混凝土模型梁短期试验值推算相应混凝土梁在该桥梁工作环境下收缩应变及徐变系数的方法,进而得出桥梁的徐变长期效应计算式;结合桥梁规范JTG D62-2004中收缩模型与徐变模型的思想,得出计算混凝土桥梁收缩应变及徐变系数的修正公式.该公式预测值与试验结果的比较表明:预测值具有较好的精度,且该预测方法不需做材料的收缩徐变试验,亦避免了从标准环境下用试验值推算桥梁工作环境下收缩徐变可能产生的误差.     

基于迁移学习的桥墩结构损伤识别方法

提出一种深度学习的桥墩结构损伤识别方法,该方法通过迁移学习(TL)将源模型的权重和参数转移到目标模型上,加快深度模型的训练速度、提升模型损伤识别精度。使用连续小波变换将振动信号转换成时频图作为深度模型的输入,构建可识别砼结构损伤的深度模型,该模型的固定部分使用源模型的权重和参数,非固定部分的权重和参数使用新的数据训练得到;通过试验及仿真对该模型的有效性进行验证,试验方面使用砼桥梁在有损伤和无损伤时的振动信号,仿真采用ABAQUS/CAE建立砼塑性损伤识别模型(CDP)并采集振动信号;将文中方法与从零开始训练的深度卷积神经网络(CNN)及支持向量机(SVM)方法进行对比,文中方法在试验数据上的识别精度达99.1%,在仿真数据上的精度达100%,相对于传统识别方法,该方法可提高损伤识别精度和模型训练速度。     

高强混凝土指数型收缩徐变预测模型及工程应用

收缩徐变是导致大跨度预应力混凝土箱梁桥长期变形的重要因素,现有桥梁长期变形分析中通常采用CEB-FIP 90模型,计算结果会出现较大偏差。为减小预应力混凝土箱梁桥长期变形的计算误差,以某三跨预应力混凝土连续箱梁桥为背景,对该桥相同配比的高强混凝土进行了标准徐变试验,将实测数据拟合得到指数型收缩徐变模型,并根据该桥混凝土构件实际尺寸效应、湿度效应、钢筋配筋率和持荷年限对徐变系数进行修正。由此计算得到该桥的长期变形与实测数据吻合较好,验证了指数型收缩徐变模型比现有徐变模型具有更高的预测精度。     

广珠西线高速公路中江互通弯桥静载试验分析

结合一座匝道桥的静载试验,通过建立结构模型,并加载布车进行桥梁静载试验,最后对静载试验挠度、应变数据进行分析,通过效验系数分析该桥承载能力是否满足设计要求。     

基于熵值法加权灰靶理论的空心板桥结构状况评价

选择6种荷载试验参数指标建立基于熵值法加权灰靶理论的预应力砼空心板桥结构状况评价模型,根据8座预应力砼空心板桥的荷载试验数据对桥梁结构状况进行评价。结果表明,评价模型的分析结果与按《城市桥梁养护技术规范》评价的结果基本吻合;由熵值法计算所得参数指标权重反映6种荷载试验参数指标对桥梁结构工作状况评价影响的相对大小,但由于样本数据差异、评价因素的灰性,该影响不具绝对性。     

混凝土斜拉桥动力有限元建模与模型修正

为建立准确可靠的混凝土斜拉桥动力基准有限元模型,对1座大比例(1∶15)Ⅱ形截面主梁混凝土斜拉桥试验模型进行了模态测试,分别采用单主梁模式、三主梁模式、梁壳模式和实体模式建立了斜拉桥的初始动力有限元模型;以实测数据为依据,采用基于灵敏度的模型修正技术分别对以上初始有限元模型进行了修正,将修正前后的动力特性计算值与实测数据进行对比,讨论了不同模式建模方法的计算精度和模型修正效果,以及有限元建模的误差来源和模型修正的相关问题.结果表明:初始有限元模型计算误差主要是由建模误差和参数误差引起的;梁单元模型在建模方面有局限性,应根据不同的结构特点和分析目标建立相应的有限元模型;模型修正应与试验相结合,对引起有限元模型计算误差的各种因素进行全面的考虑,正确处理,才能得到符合实际的基准有限元模型.     

灰色系统理论在半刚性基层干缩预测中的应用

基于半刚性基层的干燥收缩试验,利用灰色系统理论建立了适合半刚性基层干缩预测的GM（1,1）失水量预估模型和干缩应变预估模型,并引入一阶弱化因子对原始数据进行优化;通过突水量模型预测出模型的干缩停止时间,再进行干缩应变预测。结果显示,优化模型预测精度显著提高,且与实测干燥收缩趋势吻合较好,说明应用灰色系统理论预测半刚性基层的干燥收缩是可行的。     

室内环境下UHPC的收缩徐变试验和预测

为明确室内环境下普通及补偿收缩超高性能混凝土（UHPC）的收缩徐变特征，分别对这2种超高性能混凝土进行持续1 080 d的力学、收缩和徐变性能测试，分析了补偿收缩组分对超高性能混凝土性能的影响规律。基于收缩和徐变的试验结果，分析了国内外3种不同规范公式对室内环境下超高性能混凝土收缩徐变预测的适用性，并引入相应的修正系数对既有收缩徐变模型进行修正，使之适用于补偿收缩超高性能混凝土的收缩徐变预测。结果表明：①补偿收缩组分的加入对超高性能混凝土的力学性能有负面影响，使立方体抗压强度、棱柱体抗压强度和弹性模量分别降低4.3%、5.1%和4.2%。②UHPC棱柱体抗压强度和弹性模量与立方体抗压强度间存在良好的统计关系，且该统计关系受配合比和龄期的影响较小。③补偿收缩组分能有效抑制超高性能混凝土的收缩，使收缩降低28.9%，但对徐变有负面影响，使徐变应变、徐变系数和徐变度分别增加13.3%、9.3%和15.8%。④DBJ43/T325—2017的收缩、徐变模型对室内环境下普通超高性能混凝土的收缩徐变均给予较好的预测，预测误差分别在4%和6%以内；SIA 2052—2016仅有收缩模型的预测结果与实测结果较好地吻合；引入收缩和徐变修正系数后的修正模型能分别对补偿收缩超高性能混凝土的收缩和徐变予以较好地预测，预测误差也分别在4%和6%以内。     

某钢管砼系杆拱桥静载试验分析

以新竣工某下承式钢管砼刚架系杆拱桥为背景工程进行成桥静载试验，介绍了静载试验方案设计，通过挠度、应变、吊索索力等实测数据与理论数据的对比分析，说明该桥处于较好的弹性工作状态，为该桥后期使用与管理提供科学依据。     

某异形拱桥模态分析与有限元模型修正

以某异形拱桥为工程背景,对其进行了环境振动试验,利用频域法进行了模态参数识别,获得了前8阶模态;建立了该桥的全桥三维有限元模型,通过参数灵敏度分析选取待优化参数,以频率误差百分比平方和最小为目标函数,基于实测模态数据对有限元模型进行了模型修正。修正后参数取值合理,频率误差明显减小,得到了符合实际的基准有限元模型。     

大体积砼温度场现场监测与数值模拟分析

在大体积砼温度场现场监测的基础上,基于ABAQUS有限元分析软件强大的仿真分析技术和求解功能,通过参数设计语言内部函数和宏命令控制程序来模拟某工程基础大体积砼的温度场,建立分析温度场和应变场的数值模型,并将分析结果与实测结果进行对比。研究结果表明,计算的数据曲线与实测曲线在趋势上基本一致,最大值与实测的最大值之间最大误差在10%以内,证明了有限元方法对大体积砼温度场计算的有效性和准确性。针对峰值温度出现较早的问题,在条件允许的情况下,可加入适量的缓凝剂,推迟峰值温度的出现龄期。     

基于参数分析的子结构有限元模型修正技术

基于子结构有限元模型修正技术,借助通用有限元计算程序,通过对四渡河大跨度悬索桥结构进行敏感参数分析,确定受力敏感参数,分别建立有限元模型修正应变及频率目标函数,采用动静力法对离散后的索塔、主缆等子结构模型进行修正,通过对比分析实桥应变、频率及挠度的实测值与理论值,验证了修正效果的有效性。研究过程发现:大跨度悬索桥结构的受力特性主要取决于主缆,主缆的计算参数取值对计算结果有着重大影响;而吊索、索塔及加劲梁等相比显得并不十分敏感;基于参数分析子结构有限元模型修正过程是先总后分再总,修正过程快捷迅速,其有效性在实桥中得到了很好的验证,修正后的模型可用作后续计算研究的基准模型。     

常温养护型超高性能混凝土组合桥面板收缩性能研究

针对常温养护型超高性能混凝土(NC-UHPC)新材料,设计钢-NC-UHPC组合桥面板节段试验模型,通过足尺收缩试验和有限元数值模拟,研究NC-UHPC材料收缩对钢桥面板受力变形的影响。结果表明:钢桥面板各部件的变形在NC-UHPC龄期达28 d左右时,变形虽继续发展但已基本趋于稳定,NC-UHPC收缩对桥面板的边侧剪力钉受力较为不利,边侧剪力钉竖向应变分布为一侧受拉一侧受压,处于明显受剪状态;钢筋网和顶板则以整体受压为主。铺装层的收缩主要对层内的剪力钉和钢筋网的受力变形产生较大的影响,而对钢顶板和纵肋的影响有限。数值模拟结果的应变分布趋势和数值大小与试验测点数据有较好的一致性,考虑到试验需耗费大量时间与经费,采用有限元数值模拟作为NC-UHPC组合桥面板收缩试验的辅助研究手段是合理可行的。     

梁格法在箱梁桥静载试验中的应用

梁格法是一种能较好地模拟原结构的空间结构分析方法,它能得到主要控制断面的挠度、应变数据,以满足箱梁桥静载试验理论计算要求。以虎坑大桥为研究对象,利用MIDAS／Civil分别建立箱梁梁格模型和整体杆系模型,根据试验结果分析判定该桥的使用状况,对梁格理论的理解及应用提供借鉴参考。     

基于荷载试验和监测系统的某大跨度悬索桥结构状态评估

为进一步了解大跨度桥梁的结构状态,本文通过对桥梁荷载试验期间的监测系统实时监测数据、现场试验测量数据和大桥有限元模型模拟计算数据的对比挖掘分析,以定量化的形式通过与结构状态相关的参数指标,评估桥梁的结构状态。以国内某新建大跨悬索桥为例,通过安装的健康监测系统采集桥梁在静载试验条件下各控制截面的挠度、应变、振动等结构响应实时监测数据,计算桥梁挠度和应变特征值,采用频谱分析等方法计算大桥的模态参数,然后基于挠度、应变、模态参数的监测结果与现场试验测量结果、有限元模型计算结果的对比分析,并参照现场荷载试验评定方法,评估桥梁的结构状态。实验结果表明:监测系统时程数据可观测到明显的加载和卸载情况,监测系统运行良好,在试验荷载下桥梁处于弹性工作状态,整理受力状态良好,大桥结构整体刚度满足设计荷载的正常使用要求。作为新建桥梁,该评估结果还可作为桥梁的初始状态,作为后续评估桥梁结构状态和健康监测系统工作状况的参考基准。     

一种考虑损伤的沥青路面本构关系在冲击载荷作用下的应用

在经典Burgers模型的基础上,基于所有元器件均发生同一程度损伤的假设,引入了与应变和材料参数相关的损伤变量D,建立了可以描述沥青混合料损伤的Burgers模型,用于模拟沥青路面的损伤行为。修正的损伤Burgers模型经过与参考文献中的试验数据对比得到了验证。在此基础上,通过C++软件编程,完成了修正的损伤Burgers模型在FLAC3D数值计算程序中的嵌套开发和应用,计算了某种路面在冲击载荷作用下的弯沉变形和应力分布。结果表明:修正的损伤Burgers模型能够描述冲击载荷作用下沥青路面从加载变形到失稳破坏的整体阶段,计算得到的弯沉盆以及路面和基层的破坏形式与现场试验结果吻合良好,具有较高的精度;通过对计算得到的应力和应变进行后处理,可以获得损伤变量D与应变以及时间的关系曲线,对于评价沥青路面性能具有很好的指导作用;通过采用修正的损伤Burgers模型进行数值计算,在结合现场试验数据的基础上,可以得知低等级公路用于战备使用时,应充分考虑使用前的冲击载荷降压措施,以及使用后的快速修补和维护措施,在可选的情况下,应尽可能选择高等级公路,避免低等级公路段,如三级及以下的公路。     

波纹管孔道密实性的超声波对测法评估

建立超声波在砼中传递的有限元计算模型,开展不同波纹管密实度、不同砼板厚的首波声时研究;建立全空、1/4密实、1/2密实、3/4密实、完全密实5种不同密实度试验模型,开展超声波对测法的测试评估,验证有限元计算结果的有效性,标定空洞估算模型参数。结果表明,有限元计算结果和试验结果具有较好的一致性,可采用数值模拟方法拟合得到首波声时的传播规律,使用超声波对测法可有效检测孔道压浆密实度。     

汽车车架纵梁焊接变形预测

采用固有应变有限元法,通过一次弹性有限元计算,即可得到整个焊接结构件的残余应力及变形。同时,针对汽车纵梁部分直线段模型进行焊接变形分析,并与试验数据进行了对比,验证了该方法的有效性。在此基础上较准确地预测了某汽车车架纵梁的焊接变形。