变截面波形钢腹板PC组合连续箱梁横向受力性能研究

为研究变截面波形钢腹板PC组合连续箱梁的横向内力分布规律及有效分布宽度，以某连续梁桥为背景，设计、制作一片三跨变截面波形钢腹板PC组合连续箱梁的缩尺模型，通过试验与有限元模拟相结合的方法进行试验梁横向内力研究。按分级加载方式分别在试验梁中跨跨中与边跨跨中进行单点与双点加载，并采用Abaqus软件建立试验梁有限元模型，分析各工况下跨中截面的横向内力，以及中支点、横隔板对横向内力分布的影响；最后推导有效分布宽度计算公式，并与现行桥规值对比。结果表明：沿中线单点加载时，试验梁的横向应力由中腹板位置的顶板向两侧逐渐递减，偏载时两侧边腹板的横向应力差值较大，偏载工况下畸变与横向翘曲现象较明显，可采用增大腹板线刚度或增加横隔板厚度等措施进行改善；中支点对横向应力的分布具有较大的影响，工程应用应考虑中支点的影响；设置横隔板对抵抗跨中横向负弯矩具有较好的效果，横隔板处顶板横向应力明显减小；与有效分布宽度试验值相比，按桥规计算得到的有效分布宽度值较为保守，建议对现行桥规值进行适当修正。     

预制混凝土小箱梁结构中横隔板的作用分析

随着预制装配技术在国内的蓬勃发展,预制混凝土小箱梁得以大范围应用。预制混凝土小箱梁中横隔板大大增加了现场施工难度、施工时间及工程造价。中横隔板的必要性有待进一步探讨。以30+30m简支变连续预应力混凝土小箱梁工程实例为研究基础,采用虚拟横梁单元法,建立三维Midas Civil 有限元模型,对中横隔板对结构内力影响进行分析,结果显示设置中横隔板对小箱梁边梁活载挠度、弯矩影响不大,使小箱梁边梁腹板变厚处产生更不利剪力及对应扭矩,从而对小箱梁最小截面抗剪扭承载力验算更为不利。     

箱梁横隔梁计算方法研究

以6跨预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,利用有限元程序建立了该桥梁的实体模型,获得空间分析的横隔梁的应力状态。在实桥修建过程中将振弦式应变计埋入横隔梁中,获得桥梁结构的实际内力分布特点,并与有限元计算结果进行对比分析。提出一种实用的利用两次杆系有限元计算分析横隔梁内力的简化方法,为预应力混凝土箱形梁桥横隔梁的设计与计算提供借鉴。     

混凝土箱梁横向受力精细化对比分析

箱梁因其箱形截面具有良好的结构性能,比如,截面抗扭刚度大、能有效地抵抗正负弯矩、施工方便、截面使用效率高等,因而在现代各种桥梁中得到了广泛应用。因此,对箱梁的各种受力特性应有明确的了解,其中横向内力也是混凝土箱梁设计过程中必不可少的计算内容。文中分别采用MIDAS,ANSYS有限元软件建立单箱三室混凝土箱梁节段模型,加载对比分析其横向受力特点,得出结论:无横隔板箱梁横向呈框架受力模式,二者计算结果基本是吻合的,同时说明了MIDAS平面杆系模型可以满足一般计算精度要求。     

横隔梁对斜拉桥箱梁剪力滞效应的影响

针对斜拉桥箱梁剪力滞效应研究中未考虑横隔梁设置的情况和部分施工技术人员对少设置或不设置横隔梁的建议,文章采用板壳单元模拟箱梁顶板、底板、斜腹板和横隔梁,建立了株洲建宁大桥斜拉桥成桥状态关于横隔梁不同设置方案的多个有限元模型,通过计算结果的分析和比较,论证了横隔梁设置与否、间距变化和厚度变化对斜拉桥箱梁剪力滞效应的影响.计算结果表明,横隔梁设置使箱梁截面顶板正应力分布趋于均匀,在研究斜拉桥箱梁剪力滞效应时不应忽略横隔梁的影响;并对横隔梁的设置提出了几点建议.     

装配式T梁桥横隔板参数优化设计分析

针对装配式T梁桥横隔板在工程实际中设置参数不统一的问题,通过实地调研收集资料,依托某已建工程,建立29组数值模型,通过对比分析多种工况条件下结构的内力和挠度变化趋势,得出30 m装配式T梁桥结构优先采用实腹式横隔板加强梁的横向刚度,中横隔板厚度取值在12～20 cm之间,中横隔板高度取值在1. 36～1. 56 m之间,主梁和横隔板受力最佳这一结论。通过本文的研究为进一步规范装配式T梁桥横隔板的设置奠定基础,推进T梁结构应用的标准化和规范化。     

箱梁预应力横隔梁的实用设计计算方法

将箱梁预应力横隔梁视为单一构件，通过桥梁空间程序计算出最不利的横隔梁的弯剪等内力值，根据弯矩，剪力与分布荷载集度间的关系原理，求算出等效荷载，将等效荷载应用到平面杆系桥梁程序中，对横隔梁进行预应力配索设计，并通过设计实例予以详细介绍。     

横隔板设置对偏心荷载作用下混凝土箱梁剪力滞的影响

针对横隔板对混凝土箱梁剪力滞的影响,利用桥梁设计软件MIDAS／Civil2006对在偏心荷载作用下,设置不同横隔板数目时,混凝土箱梁剪力滞的影响进行了分析比较,得到剪力滞系数沿截面横向和纵向的变化曲线。分析结果表明,加设3道横隔板后,箱梁受力有明显改善。     

基于截面极限承载力曲线的衬砌结构安全性评价方法研究

复合式衬砌由初期支护、防水层和衬砌组成,是中国现行山岭隧道的主要结构形式,而衬砌是保证隧道长期运营安全的关键。衬砌结构的安全性评价一般根据相关的隧道设计规范进行。现行规范中素混凝土衬砌和钢筋混凝土衬砌的安全性检算公式分别给出,在某些截面内力条件下,不能直接按照安全系数大小进行安全性比较。针对这种状况,首先对现行的衬砌结构安全性评价方法进行简化,提出衬砌截面安全包络线的概念,根据衬砌截面内力是否位于安全包络线内侧,即可判定衬砌截面的安全性。然后,在探讨截面安全包络线与极限承载力曲线关系的基础上,提出利用截面极限承载力曲线计算衬砌截面安全系数,进而评价衬砌安全性的方法。研究结果表明：根据衬砌截面安全包络线的概念,对于任意截面内力可简便直观地判定衬砌截面是否安全;衬砌截面内力点（M,N）位于极限承载力曲线关于坐标原点的几何相似曲线上,坐标原点和截面内力点的连线与极限承载力曲线相交,交点到原点的距离与内力点到原点的距离的比值则为衬砌截面的安全系数;利用考虑材料非线性的衬砌截面极限承载力曲线,避免了现行规范中出现素混凝土衬砌比钢筋混凝土衬砌截面极限承载力大的现象。研究成果对衬砌截面安全性评价及衬砌结构设计理论的完善具有一定的参考意义。     

高墩连续刚构左右幅相连横向抗风分析

高墩大跨径连续刚构桥梁主墩横向抗风设计问题突出,多以增大主墩底部尺寸来解决,但变截面高墩容易造成施工不便和影响美观。对分幅桥梁,笔者认为可将左右幅0#块用外伸横隔板相连,双幅桥梁的主墩共同承担横向风荷载。以龙门大桥为例,用Midas建立单幅桥梁和双幅相连桥梁的两个模型,比较各自的内力和稳定性,再应用ANSYS对受力复杂的0#块及其外伸隔板作三维实体仿真分析。结果表明,双幅桥梁相连后可有效减少墩底内力,提高整体稳定性。     

超大跨度隧道上台阶CD法中隔壁力学计算模型及施工力学行为研究

为研究超大跨度隧道分部开挖法施工中隔壁结构的施工力学行为,以山东滨莱高速公路改扩建工程双向八车道乐疃隧道为依托,基于初期支护钢架与中隔壁钢架之间的内力传递、变形协调及拱脚变位,将支护体系等效为支座可移动的三次超静定无铰拱-梁固接结构,建立了上台阶先导初期支护钢架-中隔壁钢架共同承载变位力学计算模型,采用理论分析、现场测试和力学模型计算相结合的方法,对超大跨度隧道上台阶CD法施工时中隔壁的力学行为进行分析。研究结果表明:拱顶沉降和周边收敛主要经历急剧增长、缓慢变形和趋于稳定3个阶段,且各变形值均小于设计预留变形量150 mm;受施工工序和结构约束条件变化的影响,钢架内外侧应力整体呈现出先急剧变化后逐渐趋于稳定的规律,各测点应力小于型钢屈服强度235 MPa;力学模型计算结果和现场实测数据的平均相对误差为12.6%,且规律基本一致;钢架轴力在上台阶施工过程中始终为受压,且最大值均在钢架拱脚处,受后导开挖影响,中隔壁钢架轴力增大,初期支护钢架轴力减小;先导开挖时钢架弯矩大部分部位为正,拱顶部位为负,受后导开挖影响,中隔壁钢架正弯矩值及正弯矩区域减小,同时初期支护钢架正弯矩区域减小,钢架拱脚附近弯矩出现负值;钢架结构整体处于偏心受压状态,受后导开挖影响,中隔壁钢架和初期支护钢架小偏心受压区域均发生移动,且两者钢架小偏心受压长度占比增大。     

软土层超宽深大基坑施工技术

上海世博轴基坑工程一标全长205m,宽110m,分为一深一浅两个基坑。深、浅基坑开挖深度分别为21.5m、17m。该基坑具有超宽、深、大等特点。该文介绍了该工程的施工技术。为解决⑤2层与⑦1层深层承压水连通及逆作法施工空间狭小问题,采用降压井和疏干井"两井合一"施工技术,共布设管井98口。为保护邻近基坑的地铁车站,施工时,先开挖基坑中部,在围护结构处预留8m土台控制地下连续墙变形,待中间部分中板施工完成后再对称、分块、顺序地开挖靠近地下连续墙处土体并浇筑围护结构处的中板。施工时,基坑中间部分采用长2m支架支模,以节约施工成本和加快施工进度;围护结构处的中板采用短支架法施工,以控制超挖引起的围护变形。该工程的施工方法可供类似工程施工时参考。     

张靖皋长江大桥锚碇基础地下连续墙施工技术

张靖皋长江大桥起自如皋市石庄镇焦庄村东侧,上跨S336,经石庄工业园东北、如皋港东升石材产业园东侧,路线转向南偏东,后于如皋华泰重工厂区架桥,采用主跨1 208 m双塔悬索桥跨越福北水道,进入如皋中汊。该悬索桥南锚碇位于长江江心岛上,基础采用圆形地下连续墙结构。地下水位受长江水潮汐影响明显,时刻不断地随潮位变化,下水位峰值较长江水位滞后约1～1.5 h,对地下连续墙施工影响较大,如何控制成槽及清孔质量、钢筋笼吊装是施工成功的关键。同时,成槽泥浆处理也是制约整个项目的关键工序。通过介绍张靖皋长江大桥工程概况、地下连续墙施工、泥浆处理和质量通病预防措施,并对地下连续墙槽段进行超声波检测。结果表明,所有墙体和接缝质量良好,均为Ⅰ类桩。     

上海某基坑超深地墙变形与接缝张开分析

超深地下连续墙变形所导致的接缝渗漏问题是上海软土地区超深基坑施工所遇到的典型难题之一。本课题结合上海北横通道某深基坑工程，运用Plaxis 3D 有限元软件通过计算分析基坑开挖过程不同工况下的地下连续墙的变形规律，以及基坑开挖过程中地墙变形与地下墙接缝张开渗漏的关系。结果表明：（1）当基坑开挖深度大于12m或20m两个临界点时侧向位移增长速度显著。地下连续墙的最大水平位移发生在基坑边的中点附近，向两侧逐步减小，这主要是基坑角部空间效应引起的。（2）地下墙接缝张开渗漏的危险点并不是发生在基坑中点最大侧向变形处，而是基坑边中部与角部之间、靠角部较近的位置。（3）即使对于较小尺寸的超深基坑，当开挖深度较大时，长边位移仍较短边位移有明显增大。本文结论对超深基坑开挖地墙变形与地墙渗漏控制具有指导意义。     

对简支斜梁桥荷载横向分布系数计算模型的改善

以文献[2]中的刚性横梁法理论公式为依据,并在离散图中引入了附加水平刚臂,从而建立了改善的斜梁桥荷载横向分布系数的计算模型。按本文模型对一座桥例进行了计算,其结果与按文献[2]的理论分析值完全吻合。此外,模型还可以推广应用到需要计入中横梁弹性变形影响的荷载横向分布分析的问题上。因此,它对设计人员来说,是十分具有实用意义的。     

无桥台斜腿刚架桥横系梁的设置分析

横系梁的设置对加强桥梁的整体受力很有好处,横系梁的合理数量和合理位置就显得尤为重要。基于三维实体模型从应力水平和结构位移两个方面对无桥台斜腿刚架桥横系梁的设置进行了分析,研究结果表明:主孔和副孔跨中横系梁、主梁梁端横系梁、斜腿与主梁相交处横系梁必须设置,且横系梁的数量并非越多越好。     

地下连续墙作防渗结构新的思考与实践

一般地下连续墙具有挡土、防渗的作用,但是其结构存在着施工冷缝等不利因素。因此,亟需探索新的地下连续墙结构,补足地下连续墙结构上的不足。基于相关实践,对防渗膜地下连续墙、钢箱地下连续墙以及钢筋笼附膜地下连续墙3种工艺进行了介绍,并与一般地下连续墙进行了包括防渗能力、结构整体性、综合受力能力以及施工难易程度、施工成本等方面的对比。相关工艺可以为类似工程项目施工提供参考。     

预应力混凝土连续梁桥桥面爆炸损伤试验研究

为了研究桥面爆炸荷载作用下预应力混凝土连续T梁桥的抗爆性能,进行了2×8 m两跨预应力混凝土连续T梁桥模型的野外爆炸试验,并结合数值模拟的方法,研究了不同爆心位置和桥面爆炸荷载作用下预应力混凝土连续T梁桥的动力响应、破坏模式及损伤程度。研究结果表明：跨中桥面上方发生爆炸时,预应力混凝土连续T梁桥桥面破坏形态均表现为桥面板混凝土破碎开洞、T梁腹板和梁底混凝土崩落,属局部冲切破坏;中墩墩顶上方发生爆炸时,预应力混凝土连续T梁桥桥面未发生严重毁伤,邻近中支点的横隔板出现由顶部爆心轴线处向横隔板底放射形扩散的裂缝。相同药量和爆心高度下,桥面中梁跨中爆炸时中梁底加速度峰值最大,桥面边梁跨中爆炸时中梁底加速度峰值最小;提升混凝土强度、箍筋加密布置、施加预应力和增大宽跨比等能一定程度地提高主梁的抗爆性能;研究成果可供梁桥的抗爆防护设计参考。     

基于遗传算法的膜片弹簧优化研究

膜片弹簧离合器是现今手动挡汽车的主要离合器形式,针对膜片弹簧在轴向受压过程中,弹簧大端压紧力与变形量的关系,新膜片弹簧工作点的压紧力与摩擦片最大磨损点所对应的膜片弹簧压紧力之间变化平缓以及驾驶员平均操纵力最小这两个矛盾问题的优化。利用权重系数法对其权重进行分配,并采用遗传算法对压紧力变化的平均值最小与驾驶员操纵力最小进行优化[1]。优化表明,在保证足够的工作压紧力下,摩擦片工作过程中磨损导致的膜片弹簧特性曲线部分变化平缓且驾驶员操纵力最小。通过这一算法,可以快速地得到膜片弹簧的各结构参数,为实际设计提供依据。