粘贴钢板加固钢筋混凝土矩形受弯构件的非线性有限元数值模拟

利用有限元方法建立非线性有限元模型,模拟计算粘钢加固的钢筋混凝土矩形截面受弯构件的受力、破坏全过程。在分析中利用单元生死技术,对构件在受荷载加固和未受荷载加固的不同情况进行比较,有限元计算结果表明:粘钢加固钢筋混凝土受弯构件的加固效果是明显的,同时加固效果与被加固构件破损程度和加固方法有关。     

浅谈几种桥梁加固新技术及其发展应用

该文在分析目前国内外公路桥梁运行现状的基础上,综述了近年来几种国内外旧桥加固的新技术——复合材料(FRP)加固技术、SRAP法加固技术、植筋加固桥面技术、填芯法加固技术和直接喷涂法加固技术,并评述各自优缺点。最后在评述以上新技术以及其他已成熟应用技术的基础上,给出桥梁加固工程的几点实际应用原则,并展望了未来加固技术。     

预应力钢板箍与CFRP复合加固RC墩柱轴压性能试验研究

提出一种新型的采用预应力钢板箍(PSJ)和碳纤维布(CFRP)复合加固钢筋混凝土(RC)墩柱加固方法(简称PSJ-CFRP)。为验证该新型加固技术的可行性和有效性,进行了8个足尺圆形墩柱轴压性能试验,研究参数包括不同加固方法(PSJ、CFRP和PSJ-CFRP)、钢板箍预应力水平、PSJ与CFRP加固配箍特征值等,比较分析采用不同加固方式加固试件的加固效果、破坏形态和承载力等,研究了PSJ-CFRP复合加固RC墩柱的受压机理,钢板箍预应力度、PSJ与CFRP加固配箍特征值等关键参数对试件轴压性能的影响和规律。试验结果验证了PSJ-CFRP复合加固技术的有效性,CFRP与钢板箍协同工作、优势互补,既提高了试件的承载能力,又改善了试件的变形性能,加固试件呈现延性破坏特征。采用CFRP加固的试件,试件的承载能力得到提高,但变形能力降低,呈现脆性的破坏特征。在相同加固配箍特征值下,减小加固箍板净间距能取得更好的加固效果。在试验和理论分析的基础上,提出了PSJ-CFRP复合加固RC墩柱轴向受压承载力计算公式,能较好地预测加固墩柱的轴心受压承载力。     

浅埋隧道施工地层位移控制的数值计算研究

以数值计算作为分析手段,模拟研究了浅埋隧道全断面开挖引起地层损失的主要因素。理论分析结果表明:即使在软弱围岩条件下,调节或改善核心围岩的力学行为及其强度,可以维护掌子面的稳定性和控制掌子面及其前方地层发生的绝大部分地层损失;超前加固隧道拱部、边墙和仰拱围岩,主要是减小掌子面后方地层损失,在相同的加固条件下在地层位移控制方面,仰拱超前加固最好,其次为边墙超前加固,最后为拱部超前加固。影响隧道拱部、边墙和仰拱超前加固效应的主要因素有加固层的厚度和加固后加固层的力学行为。     

双曲拱桥加固方法综述

由于双曲拱桥的建造数量巨大且运营时间较长,近年来双曲拱桥的加固已成为较为热门的研究课题。通过查阅文献,总结了双曲拱桥病害的表现形式,分析了双曲拱桥的主拱开裂位置以及开裂机理,然后从上部结构和下部结构两方面综述了双曲拱桥的具体加固措施,上部结构的加固措施主要有增大截面加固法、预应力加固法、改变结构受力加固法、粘贴加固法、释能法和直接修补加固法,下部结构的加固措施主要有抛石防护加固法、扩大基础加固法、钢筋混凝土套箍加固法、增补桩基加固法和直接压浆加固法。通过对以上加固方法的梳理,提出了双曲拱桥加固中需要细致考量的问题,可以为同类双曲拱桥的加固提供参考。     

碳纤维桥梁加固的试验与研究

目前对碳纤维加固梁的研究大多是在完全卸载的情况下进行的,但在实际的加固工程中,往往做不到完全卸载,而且很多桥梁需要在使用过程中进行加固。钢筋混凝土梁在持荷情况下加固的物理力学性能不同于在完全卸载情况下的加固情况。着重研究了卸荷程度对损伤混凝土梁加固效果的影响,分析不同荷载等级下加固梁极限承载力、刚度和挠度以及钢筋和碳纤维协同工作的变化情况,为实际工程提供依据。     

用离散元法研究锚索锚杆联合加固边坡的机理

采用离散单元法深入研究了高陡岩石边坡在未加固、锚杆加固、锚索加固和长锚索短锚杆联合加固情况下,边坡岩体中的塑性区和应力场分布特征,从力学机制上阐述了长锚索短锚杆联合加固高陡岩石边坡的机理。结果表明:锚索锚杆联合加固边坡,能改变岩体较大范围内应力场分布,减少应力集中的区域和降低应力集中程度;在锚索间布置的锚杆,强化了局部的岩体强度,使得形成的“加固梁壳”更有利于坡体稳定。     

预应力高强钢丝绳加固桥梁动静态力学性能的测试分析

为了验证预应力高强钢丝绳加固新方法(P-SWR技术)加固工艺的可行性及加固效果的有效性,对某一高速公路上已有较严重损伤混凝土板梁进行了加固与系统测试。给出了P-SWR加固桥梁时钢丝绳数量和张拉控制应力确定,钢丝绳和锚具布置等设计方案以及详细的施工工艺。系统测试了P-SWR加固前后桥梁的动静态力学性能,包括:施工过程中钢丝绳应变、钢丝绳张拉后所加固梁的跨中反拱值,加固前后正常通车时随机汽车动态荷载作用下和部分封闭交通时恒定静载作用下梁的跨中挠度、跨中截面处纵筋应变、跨中截面处板底混凝土应变以及钢丝绳的应变增量等。结果表明,P-SWR加固效果明显,加固后桥梁的极限承载力和正常使用承载力达到规范要求,P-SWR加固技术是一种主动高效式的加固方法,与现有其他加固技术相比优势明显,值得在桥梁等结构加固中大力推广。     

空腹式石拱桥主拱圈的3种增大截面法加固效果分析

圬工拱桥常采用增大截面加固,文中采用3种增大截面方式加固主拱圈,通过数值计算,考虑分阶段受力,分析对比每种方式加固前后主拱圈跨中截面挠度、应力和主拱圈拱脚截面的应力变化,评估加固效果,并结合每种加固方式在工程量、施工难易程度、对交通影响及工期等方面进行比较。结果表明:3种加固方案在加固受力效果方面有明显差异,但在其他技术经济指标上各有千秋。实际加固工程中可根据加固效果,优先选择一个方案,再根据实际情况及现场条件择优选用。     

不同UHPC加固措施的RC墩柱轴压性能试验研究北大核心

为指导桥梁墩柱加固设计,研究不同超高性能混凝土(UHPC)加固措施对钢筋混凝土(RC)墩柱轴压性能的影响,以加固方式(全高加固、非全高加固)、加固层材料(素UHPC、UHPC+钢筋网、UHPC+内FRP网格、UHPC+外FRP布)为参数,设计15根矩形RC墩柱试件(1个未加固试件、7个全高加固试件和7个非全高加固试件)进行轴压试验,分析其破坏模式和损伤机理,以及RC试件在轴压荷载作用下的极限承载力、刚度及延性等。结果表明:与未加固试件相比,全高加固试件、非全高加固试件的极限承载力提高率分别为142%~183%、28%~57%,但全高加固试件表现为脆性破坏,而非全高加固试件表现为延性破坏,宜根据工程实际需要采用合理的加固方式;采用不同加固层材料的加固效果为素UHPC、UHPC+内FRP网格、UHPC+外FRP布、UHPC+钢筋网依次递增,宜采用UHPC+钢筋网作为加固层材料。     

变截面曲线连续箱梁承载能力提升技术

在进行桥梁维修加固设计时,根据桥梁结构特点和病害情况,量身定制合理的加固方案,可以有效保证桥梁加固工程的质量和后期的运营质量。从变截面连续箱梁桥常见加固办法出发,对增设劲性钢梁进行深入研究和探讨,利用有限元分析软件Midas civil分析了增设劲性钢梁加固对原结构变形、应力、动力特性的影响,并通过对比增设混凝土加固效果进一步论证了运用该技术加固的可行性和有效性。结果表明,采用劲性钢梁进行加固更有利于提升桥梁结构的刚度,更能有效地纠正挠度和提高结构承载力,具有明显的加固效果。     

混凝土整体截面箱形(板)梁桥预应力加固技术

桥梁梁体预应力加固是一种很有效的加固方法,但此前该法仅限于T形梁加固。混凝土整体截面箱形（板）梁桥预应力加固技术是在衣冠庙立交高架桥加固设计中发展起来的新技术,通过在梁体中钻孔和相应设置锚头、转向块等构造,可灵活地在梁体所需位置布置预应力束,成功解决了整体箱形（或实体）截面梁桥的加固难题,弥补了预应力桥梁加固的盲区,并能很好地适应梁体受力需要。该技术已发展成熟,在多座桥梁加固中获得良好效果。介绍了整体截面预应力加固技术及加固实例。     

前进式水平注浆加固在天津软土中的应用

在天津软土富水地层中,盾构始发和接收加固是盾构施工的重大风险点,如何确保盾构始发和接收安全是盾构施工的关键,而做好盾构端头井加固是确保盾构始发、接收安全的关键。阐述在软土中施工盾构隧道采用水平注浆法加固盾构井的施工工艺。通过对天津海河共同沟盾构始发、接收加固的过程控制,加固效果抽芯取样试验,证明前进式水平注浆加固在天津软土地区能够使用。     

公路旧桥加固设计方法研究

结合旧桥加固的特点和项目组多年来从事该领域的经验,对公路旧桥加固方法和工程实践进行了系统的总结。同时,对旧桥加固的基本原则、加固工作程序、加固技术经济指标分析方法、加固设计方案的比选原则与要求、常用桥梁结构加固方法、加固工序质量控制与竣工验收方法等进行了深入的研究,形成了一套系统、规范、可行的公路旧桥加固技术体系。     

CFRP加固梁力学性能试验研究及有限元分析

加固技术包括增大截面法、粘贴钢板法、体外预应力及粘贴CFRP加固法等,其中CFRP加固技术拥有最为广泛的应用,其在加固领域占有重要地位。CFRP加固研究较多的方面包括：抗弯加固、抗剪加固及抗震加固等,加固主要采用粘贴加固、嵌固及预应力加固等方式。通过3组对比试验研究了加固梁的受力性能、变形性能及破坏过程,试验结果表明CFRP加固梁的承载力大幅提高,变形性能成倍增加。通过有限元数值模拟分析了CFRP加固梁的受力破坏过程,并与试验结果作了对比。     

基于自动化监测系统的某大跨度悬索桥维修加固分析评价研究

在对某大跨度悬索桥进行维修加固期间,采用自动化监测系统对大桥钢箱梁加固前、中、后等全过程环境荷载和结构响应情况进行持续伴随监测,掌握桥梁加固全过程监测数据变化情况,并对加固前后的梁端纵向位移、主梁挠度、塔顶偏位和桥梁动力特性等特征参数进行对比分析,从桥梁整体刚度、振动特性等方面评价大跨度悬索桥加固后的结构状态。结果表明,钢箱梁维修加固对大桥梁端位移和主梁挠度位移幅度和振动频率无影响,加固后索塔偏斜符合索塔变位规律,各阶频率未发生较大变化,本次钢箱梁维修加固未影响大桥整体结构特性。     

地聚合物注浆在半封闭重载道路整修中的应用

地聚合物注浆是一种非开挖、迅速开放交通、加固效果好的道路注浆加固技术。该文结合工程实例,介绍地聚合物注浆在半封闭重载道路整修加固中的应用,阐述了地聚合物注浆性能、设计要求、施工方案选择、施工工艺、关键技术和加固效果和结论。     

铝合金/GFRP筋近表面嵌入式增强钢筋混凝土梁抗弯性能试验

为研究铝合金/玻璃纤维增强复合材料（GFRP）筋近表面嵌入式加固混凝土梁的抗弯性能,以加固方式、加固筋类型和加固量为变量,设计了5根钢筋混凝土梁试件进行单调静载试验,重点分析了混凝土加固梁的破坏模式和破坏特征。研究结果表明：采用铝合金筋或GFRP筋嵌入式加固后混凝土梁的受弯承载力均显著提高;加固量相同时,GFRP筋加固梁、铝合金/GFRP筋混合加固梁和铝合金筋加固梁的极限荷载比未加固梁分别提高了105.8%、45.7%和17.5%,但混凝土梁采用GFRP筋加固后延性降低、脆性突出,而采用铝合金/GFRP筋混合加固或铝合金加固后混凝土梁的延性则与对比梁相当;GFRP筋嵌入式加固梁和铝合金筋嵌入式加固梁分别发生了混凝土保护层剥落破坏和加固筋屈服后混凝土压溃破坏,而铝合金/GFRP筋混合加固梁则先是GFRP筋与混凝土保护层发生剥离,之后随着作用跨中位移的持续增大,受压区混凝土发生压溃,破坏过程有两重防线。在试验研究基础上,采用截面分析法给出了嵌入式加固梁抗弯强度的理论计算模型与工程实用模型,计算结果表明：加固梁极限弯矩的试验值与理论预测值之比及与实用模型计算值之比的平均值分别为1.081和1.063,方差分别为0.003和0.005,吻合较好。     

论土压平衡盾构始发和到达端头加固的合理范围

首先阐述盾构始发和到达端头加固的目的,在简要介绍端头加固计算方法和设计现状后,对端头加固计算方法和设计现状存在的问题进行了详细论述,并结合不同地层情况对端头加固的合理范围进行了分析,认为盾构始发和到达端头加固范围应根据其端头的具体地层情况和盾构设备长度以及土体强度、稳定性等验算结果来综合确定。通过研究进一步明确端头加固的目的、作用和意义,为确定不同条件下盾构始发和到达端头合理加固范围提供参考。     

MPC复合材料加固空心板梁桥静载试验研究

为研究MPC复合材料加固空心板梁桥的有效性,在某跨径13m的空心板梁桥主梁跨中11m范围内浇筑MPC复合材料进行加固,桥梁加固前与加固后分别进行静载试验,并采用有限元法建立加固前后主梁的有限元模型,分析加固前后主梁的挠度、裂缝和应变的变化。分析结果表明:工况1(跨中最大弯矩横向对称加载)、工况2(跨中最大弯矩横向偏载加载)下主梁加固后的挠度较加固前分别降低了13.4%、12.6%,加固后主梁的挠度明显减小;在试验过程中,加固后主梁裂缝未见明显变化,裂缝区应变水平降低,较好地抑制了原有裂缝的发展;工况1、工况2下主梁加固后的应变较加固前分别降低了13.75%、14.79%,加固后主梁受拉区应变显著降低;加固后校验系数改善率最大为13.89%,该加固方法能够有效地提高桥梁的承载力和刚度。