悬索桥主缆中高强钢丝的腐蚀与脆化

该文通过加速循环腐蚀试验对比分析了腐蚀对镀锌和未镀锌钢丝的影响。试件在承受各种持续荷载的同时,高温下通过循环盐雾箱,分别在干燥及100%的相对湿度条件下进行了腐蚀试验。测得了试件的重量损失、氢浓度、极限荷载以及破坏时的延伸率。延伸率的测量结果表明:钢丝的严重脆化不是单纯由吸氢引起的(氢脆),由腐蚀引起的钢丝表面的不均匀性才是导致其延伸率降低的主因。通过对建立腐蚀钢丝有限元模型所做的数值分析,以及在扫描电子显微镜下对断裂面的分析,对试验结果进行了验证。     

大跨径斜拉桥拉索破损断裂性能的研究

从线弹性断裂力学理论出发,对雅砻江桐子林斜拉桥拉索的病害、索力及破损安全进行了初步分析。通过现场试验得到平行钢丝拉索的恒载索力,全桥39%拉索索力超过设计索力5%,13%拉索索力超过设计索力10%,2-1号拉索索力超设计索力16.5%。采用含半椭圆表面裂纹的圆杆受远场均匀拉伸应力作用裂纹模型,对钢丝的断裂安全评估表明,裂纹应力强度因子KI最大值小于材料断裂韧度KIC,钢丝中的裂纹不会在静态下失稳扩展。PE护套防护作用失效是造成索内钢丝锈蚀的直接原因,钢丝锈蚀是造成拉索断裂的重要原因。     

混凝土Ⅲ型裂缝的损伤断裂准则

把损伤理论引入到混凝土的断裂分析中去，推导出了混凝土Ⅲ裂缝在静动力荷载下缝端附近损失长度的的计算公式，提出了基于允许尺度概念的损伤断裂准则；用圆柱体试件测定了混凝土断裂韧工ＫⅢ。     

锈蚀钢索服役性能以及换索条件研究

桥梁钢索在服役一段时间后会不可避免地发生锈蚀,导致结构的安全性、耐久性降低。通过对高强钢丝的锈蚀程度和其力学性能之间的关系进行研究,当钢丝直径较小时,表面微小的刻痕或凹坑虽然不会造成其抗拉强度的大幅降低,但会严重削弱其疲劳性能,即锈蚀的出现易导致高强钢丝的疲劳断裂,而非拉伸断裂,尤其是当蚀坑出现时,钢丝的残余疲劳寿命迅速下降。通过结合相关实桥的换索案例及断裂钢丝的电镜扫描图,对高强钢丝断裂的相关因素进行分析,并提出了拉索残余寿命评估的相关流程和建议。     

索承式桥梁腐蚀吊索钢丝蚀坑特征研究

首先介绍了袁州大桥腐蚀钢丝蚀坑4种常见形貌,然后利用39根袁州大桥拆除得到的腐蚀旧钢丝分析研究了钢丝腐蚀蚀坑的三维尺寸分布特征,进行蚀坑几何参数的量测和统计,记录每个蚀坑的长度、宽度(弦长)和深度。数理统计表明蚀坑三维尺寸复杂,离散性大,蚀坑长度、宽度和深度较符合对数正态分布。利用分形理论研究了钢丝蚀坑尺寸的特征及蚀坑发展规律,研究表明腐蚀蚀坑三维尺寸具有明显分形特征,长度维数和深度维数随着失重率的增加而增加,宽度维数随着失重率的增加而降低。     

基于传递矩阵法的周期性圆形隧道结构振动特性分析

基于声子晶体理论和Flugge壳体理论,建立了圆形隧道环径向轴对称波动微分方程,数值分析了周期性隧道结构的能带特性。利用传递矩阵法建立了相邻胞元间的传递矩阵,推导了周期性隧道各胞元环径向轴对称波动动态刚度矩阵。结合数值算例分析了弹性模量变化和几何尺寸变化对隧道波的传播特性的影响,数值结果表明,振动波在传播过程中存在禁带域和通带域,长度比的变化对周期性隧道禁带的幅值、宽度和个数影响显著,因此可以通过调整结构尺寸参数改变结构中波的传播特性,该研究可以为结构的抗震设计、减振控制提供一种新思路。     

负摩擦桩非线性分析

从桩——土相互作用的机理出发，建立了置于非均质地基中负磨擦桩荷载传递的弹性微分方程，利用太沙基一维固结理论和土层总和法求得堆载作用下土层沉降随深度和时间变化的规律。由此求得置于均质地基土中桩基弹性微分方程的解析解，用有限差分法研究了非均质地基土中的情况，同时考虑了地基土的非线性特性，并对某一工程实例进行分析论证。     

锈蚀钢丝疲劳断口分析与寿命预测

为了研究桥梁锈蚀高强度钢丝的疲劳性能以及疲劳断裂机理,并为基于断裂力学理论的锈蚀高强度钢丝疲劳寿命评价提供试验依据,以服役10余年的漂浮结构体系的拱桥吊杆退役钢丝及人工加速腐蚀钢丝为试验样本,对这2类钢丝进行了不同应力幅下的疲劳试验;利用扫描电镜分析了锈蚀钢丝的疲劳断口形貌特征以及疲劳断裂失效过程,对比分析了2类锈蚀钢丝疲劳源的蚀坑尺寸;考察了2类锈蚀钢丝初始裂纹应力强度因子及剩余断裂韧性,并与既有的钢丝疲劳阈值和断裂韧性指标进行了比较;采用三参数公式对锈蚀钢丝应力-寿命(S-N)曲线进行了拟合,对比了不同锈蚀程度钢丝S-N曲线的差异;针对锈蚀钢丝高应力幅的疲劳寿命特征,运用线弹性断裂力学方法对其进行了分析。结果表明:随着腐蚀程度的增加,钢丝的疲劳性能下降;表面蚀坑分布较密时,容易诱发多源裂纹并表现出不规则的裂纹扩展规律;萌生主裂纹的蚀坑阈值条件主要由疲劳裂纹扩展阈值ΔK_(th)控制;锈蚀钢丝S-N曲线在低应力范围下出现拐点,符合三参数公式的拟合规律;锈蚀钢丝的裂纹扩展寿命所占比例较大,基于一定初始裂纹尺寸假设得到的疲劳裂纹扩展寿命SN曲线能较好地反映锈蚀钢丝中等寿命区的平均疲劳行为。     

先张法U形梁预应力传递长度的试验研究

当前国内轨道交通工程中，U形梁预应力张拉工艺呈现出从后张法向先张法过渡的趋势。本研究依托南京至句容城际轨道交通工程，通过现场试验得到先张法U形梁预应力的传递长度，并与理论计算和相关规范结论进行对比。结果发现，预应力放张后每根钢绞线表面应力的分布规律基本一致，在距梁端超过一定距离后钢绞线应力变化趋于平缓；钢绞线表面应变测试得到的预应力传递长度结果与国内外规范计算值吻合度较高，但通过测试钢绞线附近混凝土的应变推定预应力传递长度的方法并不可靠。     

预防大桥垮塌的监测器

为了使桥梁建得更高并实现更大的跨度，人们普遍采用了斜拉桥和预应力桥两种新技术。不管是在斜拉桥还是在预应力桥中，拉索都是由几千根钢丝缠合而成的，它在维护桥梁的稳固方面发挥着至关重要的作用。制作拉索的钢材具有很高的弹性极限，可伸缩非常大，但它的弱点也很明显：和一般钢材相比，它的强度要低得多，而且在断裂之前没有任何明显的征兆（腐蚀和化学反应引起的过早坏损可能造成拉索钢丝的突然断裂）。     

双绞合六边形金属网加筋格宾挡墙地震动力特性试验研究

以湖南湘潭至衡阳高速公路西线加筋格宾挡墙为工程背景,通过采用MTS设备500 kN伺服激振器模拟地震荷载,基于红砂岩填料,研究了钢丝直径分别为2.2 mm和2.7 mm的两种双绞合六边形金属网加筋格宾挡墙水平地震作用下的动力特性。试验结果表明两种新型加筋土结构均为优良的抗震结构,均能承受抗震设防烈度为9度的地震荷载,其加筋长度和加筋层间距合理时,加筋土体在地震作用下呈整体变形特性,过长的筋材长度并不能明显的改善加筋格宾挡墙的动力性质。     

高陡横坡段桥梁双桩结构计算方法研究

针对山区高陡横坡地段桥梁双桩基础的结构与荷载特征,建立了桩基与边坡及桩间土相互作用新模式:后桩承受推力以滑动面为界简化为滑坡推力与主动土压力;前桩与后桩所承受的侧土抗力则服从(mz+C)的线性增长规律;并假定桩间土对前桩的作用力q\-a是桩间距、桩宽(桩径)及滑坡体宽度的函数,由此可充分反映桩间土及滑坡体对土压力传递的影响。在此基础上,导得不同特征桩段的微分方程,并基于有限差分解进行了求解,从而提出了高陡横坡段桥梁双桩结构内力位移计算方法。理论计算与室内模型试验实测数据的对比表明,该方法误差可满足工程要求。     

斜拉桥大直径斜拉索的疲劳强度

对斜拉桥平行钢丝大直径斜拉索体系进行了疲劳试验，并对试验结果作了详细评述。结果清楚表明：随着拉索直径的增大，拉索的疲劳强度将会降低；在拉索疲劳设计工作应力幅以内，拉索锚固部分的应力集中是影响大直径拉索疲劳强度的主要因素。当为了防止腐蚀而用水泥对拉索灌浆时，未镀锌钢丝由于化学反应后剩余的水引起的腐蚀疲劳可能使其寿命大大缩短，这与灌浆材料的质量和灌浆方式有关。此外，还建议采用基于５％钢丝断裂寿命的Ｓ－     

一种预测混凝土路面断裂的方法

运用断裂力学理论，计算出3种典型轮载下引起断板的临界长度；通过无损检测，探测出可能产生断板部位的裂缝长度；比较二者，可知混凝土路面是否即将断裂。用此方法可及早发现可能产生断板的部位，采取适当防护措施延长公路使用寿命。     

预应力筋的传递长度：预应力筋回缩量与初始预应力的函数

介绍预应力混凝土构件中预应力筋传递长度的计算公式，从力筋滑移量导出粘结应力，以７丝钢绞线说明的传递长度，回缩量，初始预应力三者的关系。     

基于有限元法的摩托车发动机悬挂板断裂分析

本文首先分析了某款摩托车发动机悬挂板结构发生断裂的原因以及受力情况。在此基础上,应用有限元分析理论模拟悬挂板在装配过程中和行驶时承受发动机振动加速度工况下的应力水平,找出强度不足的薄弱区域。依据分析结果提出相应的改进措施,并验证了该方案的可行性,解决了悬挂板断裂问题,以满足用户的使用要求。     

汽车驱动半轴延迟断裂失效分析

分析了某汽车驱动半轴断裂性质及原因,对驱动半轴承受的载荷进行理论载荷设计计算校核。通过观察分析和金相组织检查、硬度检测及化学分析,表明导致该汽车驱动半轴断裂的原因是驱动半轴在加工过程中存在过热现象,加工内应力未得到有效消除。最终得到了对于汽车用驱动半轴的材料的工艺推荐。     

高强度混凝土对先张钢绞线传递长度和发展长度的影响

介绍了２２片预测先张混凝土梁试件并以试验确定混凝土强度对先张钢绞线传递度和发展长度的影响，主要变量为混凝土２８天抗压强度ｆｃ为３１～８９ＭＰａ，钢绞线的直径为９．５，１２．７和１５．７ｍｍ，三种，最后得出了混凝土强度对先张钢绞线传递长度和发展长度影响的计算公式。     

非同时受压矩形钢管混凝土界面传力特性研究

受结构构造、施工方法及制作精度等影响,钢管混凝土桥梁节点区域传力较为复杂,压力荷载传递往往先由钢管或混凝土承担,经过一定长度后再由钢管和混凝土共同承担,钢管和混凝土非同时受压现象较为普遍。界面传力机理决定着非同时受压钢管混凝土构件、节点及界面抗剪连接件的工作特性。基于弹性连续介质层法,利用变形协调条件,建立了非同时受压矩形钢管混凝土界面传力理论分析模型,推导出剪力传递长度及界面纵向剪力的解析表达式。经有限元验证理论分析模型,进行了矩形钢管混凝土界面传力特性的敏感性参数分析,给出了矩形钢管混凝土剪力传递长度和界面纵向剪力的变化规律。结果表明：给出的界面相对滑移、界面纵向剪力、剪力传递长度等解析公式计算精度较高,可为钢管混凝土构件、节点及界面抗剪连接件的设计计算提供理论依据;剪力传递长度是反映钢管混凝土界面传力特征的关键指标,决定着钢管与混凝土协同作用范围及强弱;弹性工作阶段混凝土先受压和钢管先受压时界面剪力传递长度相等,与轴力无关,受界面剪切刚度影响规律相同;界面纵向剪力与轴力成正比;剪力传递长度随界面剪切刚度的增大而减小,与之呈负指数函数关系,随钢管、混凝土的轴压刚度增大而增大,与之呈...     

大侧偏角下侧偏松弛长度特性的研究

本文在稳态指数统一模型和一阶线性微分方程的基础上，研究了大侧偏角下动态过程中侧偏松弛长度的特性。侧偏松弛长度是由轮胎的侧向弹性决定的。在大侧偏角下，侧偏松弛长度不再是一个常数，而是随着侧向有效滑移率的改变而改变，而且它们之间呈现非线性特性。深入了解侧偏松弛长度的特性对研究轮胎动态特性和建立轮胎动态模型具有重要的作用。