桥梁加固薄弱受弯构件承载力极限状态计算

桥梁结构一般采用带载加固,其承载力应按两阶段受力构件计算。首先分析加筋和加混凝土两类受弯构件正截面承载力计算方法和计算公式。另外在试验研究的基础上建立考虑两阶段受力影响的桥梁加固钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算公式和实用条件,分析两阶段受力对箍筋、弯起钢筋、混凝土和后加补强斜钢板抗剪承载力的影响。最后给出桥梁加固薄弱受弯构件设计实用计算方法。     

钢管混凝土拱桥极限承载力分析的自适应方法

针对现行钢管混凝土结构极限承载力分析的增量非线性有限元法主要依据钢管混凝土的弹塑性本构关系建立非线性迭代计算公式,其计算原理复杂、效率低,难以满足工程设计和分析要求的状况,建立了钢管混凝土拱桥结构极限承载力分析的自适应弹性模量缩减法。首先对不同受力条件下材性差异较大的圆形截面钢管混凝土构件,根据统一理论和承载力相关方程确定了构件的广义屈服函数,进而利用全面试验法在广义屈服面上设置配点,并在极值点附近加密配点,通过回归分析建立了齐次广义屈服函数,据此定义了单元承载比、承载比均匀度和基准承载比,提出了钢管混凝土拱桥高承载单元的自适应识别准则。然后,利用变形能守恒原则建立了弹性模量调整策略,通过自适应缩减高承载单元的弹性模量模拟结构在加载过程中的刚度损伤,并利用线弹性迭代分析计算钢管混凝土拱桥的极限承载力。最后讨论了离散单元数量、荷载分布方式以及广义屈服函数的齐次性对结果的影响,并将该方法与模型试验及增量非线性有限元法的计算结果开展了对比分析。研究表明:该方法能够体现钢管混凝土不同材料纤维在受力变形过程中的自适应调整能力,并通过对拱桥结构损伤演化的自适应模拟取得较高的计算精度和计算效率。     

钢管混凝土节点承载力计算方法

钢管混凝土桁式结构广泛应用于桥梁工程中。为探明钢管混凝土节点的破坏机理,得到其承载力计算方法,系统汇总了国内外报道的圆形和矩形钢管混凝土节点试验数据,并根据节点形状和支管受力形式,分为139个受压节点、16个受拉节点和38个K型节点,分析主管内填混凝土对节点构造、破坏模式和承载力的改善,提出钢管混凝土节点设计流程和承载力计算方法。研究结果表明:在满足节点构造和焊接要求前提下,主管表面钢板层状撕裂破坏、焊缝破坏和受拉支管背面主管顶板局部屈曲破坏可以有效避免。对于受压节点,空钢管节点可能发生主管侧壁屈曲或表面屈服线破坏,而主管内填混凝土后,其破坏模式变为横向局部承压破坏,承载力平均提高8.3倍,不需要进行受压节点验算;对于受拉节点,管内混凝土能提高节点受拉刚度,破坏模式趋于主管表面冲剪破坏;对于K型节点,承载力以受拉支管控制,主要发生主管表面冲剪破坏,其强度与支管有效宽度破坏相当,即实现节点和钢管杆件等强设计,此外,考虑主管混凝土抗剪贡献后,主管抗剪承载力提高1.1~1.3倍;提出了钢管混凝土节点设计流程,并给出其节点承载力计算方法,圆形和矩形钢管混凝土节点均以受拉支管控制,需进行主管表面冲剪破坏和支管有效宽度破坏验算,同时,矩形钢管混凝土节点还需进行主管间隙处剪切破坏验算。     

基于叠加理论的钢管混凝土偏压构件正截面承载力计算

圆截面钢管混凝土在偏心受压下,核心混凝土与钢管两种部件在工作时虽有较好的协同性,但钢材与混凝土的材料属性差异较大,而统一理论是将钢管混凝土作为一种新材料,对于钢管和混凝土两种部件各自的受力状态描述并不明晰。参照钢筋混凝土偏心受压构件正截面承载力的计算方法,合理选择核心混凝土本构,计算等效矩形应力图系数,并基于叠加理论和极限平衡理论,分别对3种不同受力类型下圆截面钢管混凝土偏心受压构件正截面承载力进行理论推导。结合收集到的61组试验结果进行实例验证,并引入我国CECS 28∶2012规程、JCJ01-89规程和Eurocode 4规程与结果进行对比,结果表明公式对钢管混凝土偏压构件承载力的预测效果最佳,为优化钢管混凝土构件的截面设计提供了一定的依据。     

不同轴压模式下开孔板加劲型方钢管混凝土力学性能试验

为研究工程中构件可能出现的各种受压状态,文中进行了不同加载模式下开孔板加劲型方钢管混凝土轴压试验。加载模式分别为钢管和混凝土截面同时受力、钢管存在初应力即钢管截面先受力后同时受力、仅钢管截面受力和仅核心混凝土截面受力。设计了8组16个试件,分别从破坏现象、轴压承载力、轴压刚度、应变分布及套箍效应等方面分析各试件的力学性能。试验结果表明:开孔板加劲肋能提高钢管与混凝土之间的连接力,仅核心混凝土或仅钢管截面受力时,能减小钢管或混凝土独立承担荷载的长度,有效将荷载传递至组合截面,从而提高构件的承载力,改变构件的轴压刚度和破坏模式;钢管和混凝土截面共同受力、仅核心混凝土受力和钢管存在初应力3种加载模式下开孔板加劲型方钢管混凝土短柱的承载力接近,均高于钢管和混凝土二者承载力的简单叠加,构件的横向应变呈"双波"曲线;仅钢管截面受力时构件承载力显著小于以上3种加载模式,但远高于空钢管构件的承载力,构件的横向应变呈"单波"曲线。     

二次受力条件下粘贴加固受弯构件正截面承载力计算方法及影响

根据粘贴加固的桥梁受弯构件中各种材料的应力-应变关系和平截面假定,归纳总结了考虑二次受力影响的粘贴加固受弯构件的正截面承载力计算方法。对二次受力对粘贴加固受弯构件正截面承载力的影响进行了分析,并给出了算例。     

管桩复合地基承载力验算方法比较分析

预应力混凝土管桩用于填土路基下或构造物基础下受力模式有所不同,不同的规范对这两种情况下地基承载力验算要求也有所不同。为此,对不同规范中关于管桩用于路堤或构造物基础下的承载力验算要求和方法进行了比较,并结合工程算例对计算结果进行了分析,认为填土路基下的管桩宜验算单桩承载力和加筋材料抗拉强度;用于构造物基础下的管桩应验算单桩承载力和单桩复合地基承载力,为此编制了专用的自动计算表格模板,提高了工作效率。     

桥梁加固钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算方法及试验研究

在试验研究的基础上,建立了考虑两阶段受力影响的桥梁加固钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算公式。试验结果表明,两阶段受力对箍筋和弯起钢筋的抗剪承载力影响不大,混凝土的抗剪承载力与加固前构件的斜裂缝开展情况有关,后加补强斜钢板只承受二期荷载产生的剪力,其抗剪承载力可先按弹性分析方法确定,再由试验求得的修正系数进行修正。最后给出了桥梁加固钢筋混凝土受弯构件斜截面设计的实用计算方法。     

长期荷载作用下钢管混凝土受弯构件承载力的计算

在对钢管混凝土受弯构件徐变分析的基础上,本文建立了长期荷载作用下钢管混凝土受弯构件的承载力计算方法。应用该方法对具体构件进行计算分析,认为徐变将降低钢管混凝土受弯构件的承载力,在实际工程应用中应予以考虑。     

CFRP布修复隧道中冻融损伤混凝土抗弯构件力学性能研究

为了进一步研究碳纤维（carbon fiber reinforced polymer, CFRP）修复隧道中冻融损伤混凝土抗弯构件的力学性能,对CFRP布修复冻融损伤混凝土构件进行抗弯试验,研究CFRP布全、分包修复不同冻融损伤试件的效果。试验结果表明： CFRP布能有效提高损伤试件的承载力、延性性能,尤其是全包方式;随着冻融次数的增加,CFRP布修复试件的承载力逐渐降低,中性轴上移速度越来越快;通过理论计算,得到了不同冻融损伤程度修复构件的抗弯承载力公式,并利用ABAQUS有限元软件进行模拟,得到的计算值、模拟值与试验值进行比较,结果吻合较好。     

既有铆接钢桁梁桥拓宽改建时的主桁构件加固设计

为针对原位拓宽的铆接钢桁架桥中不同受力特点的桁架构件采用合理的加固方法,以松浦大桥拓宽加固工程为例进行分析。松浦大桥主桥上部结构采用两联(96+112)m的连续铆接钢桁梁,根据拓宽后的结构荷载,按照现行规范计算确定承载力不足的主桁构件,并根据这些构件的受力特点分3类进行加固。对抗拉强度不足的构件,采用在其翼缘或腹板增贴钢板的方法进行加固;对稳定不足的构件,采用增贴角钢的方法进行加固,此外,可增设侧向约束构件以减小杆件的计算长度;对抗压强度与稳定均不足的构件,采用填筑混凝土形成组合构件的方法进行加固。按照所提出的方法对松浦大桥主桁构件进行加固后,其主桁构件的承载力均能够满足现行规范要求。     

钢筋混凝土叠合弯压构件正截面强度计算和裂缝宽度验算

为验算某刚架拱桥加固设计中的拱肋受力，涉及钢筋混凝土叠合弯压构件。有关钢筋混凝土叠合弯压构件正截面强度计算和裂缝宽度验算在公路设计规范中未见专门计算规定。根据实际设计需要，综合两种规范相关条文，针对钢筋混凝土叠合弯压构件提出按内力叠加方法进行正截面强度计算和按钢筋应力叠加方法进行其裂缝宽度验算。     

无底双壁钢套箱围堰封底混凝土施工工艺及仿真分析

结合马鞍山大桥工程实例,介绍无底双壁钢套箱封底混凝土施工方法。采用ANSYS软件建立有限元仿真分析模型,计算封底混凝土达到设计强度后,关闭连通器,开始抽水工况下,无底双壁钢围堰外壁受水流力及静水压力作用,封底混凝土底受浮托力作用下无底双壁钢围堰壁体结构各构件、钢管撑强度及稳定性,封底混凝土的受弯承载力和握裹力验算等。     

无粘结部分预应力混凝土梁的挠度、裂缝宽度计算

首先建立了使用荷载下无粘结部分预应力混凝土梁开裂截面中性轴高度三次方程，从而可以得到相应截面的开裂截面惯性矩及有粘结非预应力钢筋的应力，而后利用中国公路桥梁规范关于部分预应力混凝土受弯构件的挠度验算方法及普通钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度验算方法来计算无粘结部分预应力混凝土梁的挠度、裂缝宽度。通过与取自４个不同参考文献的５８个实测挠度、３个不同参考文献的９３个实测裂缝宽度值与计算挠度、计算裂缝宽度值的     

加筋高性能砂浆加固RC梁抗弯性能及承载力计算

为统一中国对加筋高性能砂浆加固RC梁抗弯性能的认识,以中国学者所做95根加筋高性能砂浆加固的钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究为基础,分析加固粱的受力性能和破坏机理,在此基础上考虑一次受力、二次受力、持载程度、加固筋类型、加固筋数量、混凝土强度等级等因素影响,建立加固梁抗弯承载力计算公式、刚度计算公式和裂缝宽度计算公式,并与试验数据进行了对比。结果表明：该加固技术采用高强钢绞线、钢筋网、钢丝网作为受力材料,虽然三者受力性能存在显著差异,但加固构件力学性能和破坏机理相似,可按统一计算公式进行承载力设计;公式计算值与试验结果符合良好,可用于实际工程计算。     

基于长期性能的锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力数值分析

在外部侵蚀介质及荷载的作用下,钢筋混凝土结构或构件内的钢筋会发生锈蚀,导致结构性能劣化、承载能力降低。对其承载力的衰减程度进行数值定量分析是混凝土结构长期性能中待解决的关键问题之一。研究影响锈蚀钢筋各项参数中混凝土结构物长期性能的主要指标,基于锈蚀钢筋的退化本构模型及混凝土的时变损伤本构模型,考虑钢筋与混凝土在不同锈蚀率下的粘结强度关系,进行了锈蚀钢筋混凝土构件承载力时变衰减数值模拟,并通过回归分析建立了锈蚀钢筋混凝土梁极限承载力时变模型。分析模型可应用于已有混凝土梁式构造物的锈蚀后结构承载力计算与评定工作。     

水泥混凝土桥梁铺装层受力特性分析

在荷载作用下,水泥混凝土桥梁铺装层与主梁间的粘结性、传力通畅程度直接影响到梁构件的受力性能和使用效果。遵循抗弯刚度与挠度比相似原则设计了空心板梁受弯试验缩尺模型,设计了由加载系统及数据采集系统构建的静载实验方案,分别对有铺装层及无铺装层的空心板梁构件进行逐级加载,并结合试验结果对两试验构件正截面应力、斜截面主应力、裂缝情况进行对比分析,探求铺装层在实桥中的受力特性,以期找出解决桥面水泥混凝土铺装层破坏的真正原因和解决方法。结果表明:水泥混凝土铺装层可提高梁体的承载力,但后浇铺装层与主梁粘结力不满满足二者整体受力的要求。     

钢筋砼受弯构件挠度计算

针对《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)规定的荷载和刚度,根据钢筋砼受弯构件的受力特性和变形计算特点,提出了一种挠度计算的实用方法。     

高速公路桥梁下火灾后加固处理技术与实例

该文总结了火灾中板梁桥结构最常见的病害和损伤,然后归纳分析了火场温度确定方法,混凝土和钢筋强度降低量的检测方法,以及在此基础上进行构件承载力降低程度的计算原则,并总结了针对这些损伤的常用加固方法。最后以两个工程为背景,分析了目前工程中常用的加固方法的实用性和优点。     

粘钢加固预应力梁桥应力计算

针对粘钢加固预应力混凝土受弯构件分阶段受力的特点,以及预加力的影响,分三个阶段计算截面上各材料的应力,再叠加成最终应力,以便对各材料的应力强度进行验算。