矮塔斜拉桥分丝管索鞍区混凝土抗劈裂性能有限元分析

矮塔斜拉桥分丝管索鞍区受力非常复杂,斜拉索索力很大且夹角小,锚下区域集中应力对该区域内混凝土造成很大影响。混凝土材料在很大的集中竖向力作用下会产生巨大的横向应力,即混凝土劈裂应力,该应力容易造成混凝土开裂,从而降低结构的受力性能和耐久性。对某特大桥主塔上分丝管索鞍区混凝土抗劈裂性能进行分析,利用ANSYS有限元软件建立试验模型来分析劈裂应力的大小和实际分布状况,以判断结构的安全性能。     

某增压汽油机油冷器的优化设计

某增压汽油机在交变负荷台架试验过程中出现机油冷却器油水混合问题,造成试验中断,所以基于试验数据确定分析工况,然后对该型号油冷器进行热应力及疲劳安全系数分析,最后提出优化方案,对优化方案进行分析,确定优化方案的有效性。     

掺聚合物的橡胶混凝土路用性能研究

为研究聚合物对橡胶混凝土性能的改善作用,比较了不同橡胶掺量的聚合物改性混凝土路用性能。通过密度、抗折强度、抗压强度及劈裂强度试验,分析了掺聚合物的橡胶混凝土基本力学性能及物性的变化规律,并通过冲击试验分析了混凝土的抗冲击韧性;参照混凝土抗折强度试验方法,研究了掺聚合物的橡胶混凝土的粘结性能;采用噪声仪及超声波仪分析了橡胶混凝土的减振降噪效果。结果表明:替代粗集料的橡胶体积分数不超过30%时,可获得路用性能及减振降噪效果较优的橡胶混凝土路面材料。     

变速器壳体强度有限元计算及结构改进分析

以某载货汽车变速器壳体为研究对象,应用有限元方法计算其在1挡和倒挡工况下的应力分布,并结合材料的力学性能分析了壳体的安全系数.结果表明,1挡时壳体安全系数低于阀值,结构强度较弱;倒挡时壳体安全系数大于阀值,满足结构强度.通过对1挡时壳体强度较弱原因的分析提出了3种改进方案,并通过计算进行了优选.变速器总成静扭试验结果表明,采用优选改进方案的壳体满足强度试验要求,具有一定的强度储备.     

混凝土多轴强度在桥梁构件分析中的应用

文章简要回顾了混凝土结构设计理论的发展过程,指出了现有桥梁结构设计规范在混凝土强度取值上的缺陷,探讨了混凝土单轴强度与多轴强度对混凝土构件承载力的影响,分析表明:当混凝土构件处于二轴或三轴应力状态时,用单轴强度进行验算有明显误差,当其中一个轴受拉时,用单轴强度设计的构件实际承载力偏低,导致结构设计偏于不安全,而二轴或三轴均受压时,用单轴强度设计的构件实际承载力偏高,导致材料浪费。本文研究结论对多轴应力状态下混凝土结构的设计具有重要的应用价值。     

松花江公路大桥结构混凝土耐久性试验

为掌握松花江公路大桥结构混凝土的性能退化规律,利用该桥主要构件实际施工时的材料及配合比制作了一批混凝土试件,进行耐久性试验。试验内容包括:混凝土碳化试验、冻融试验、冻融损伤影响下的氯离子渗透试验、碱骨料反应试验。试验结果表明:大桥主要构件混凝土抗压强度均达到了设计强度等级;混凝土碳化深度受混凝土强度影响较大且受冻融循环作用的影响较为明显;主桥桥墩和引桥桥墩的混凝土试件冻融损伤最为严重;与水冻破坏相比,除冰盐环境下混凝土的冻融破坏更加严重;冻融损伤对氯离子渗透影响显著;粗骨料存在潜在碱-硅酸反应危害。     

隧道路面层间防水粘接材料试验研究

隧道路面沥青混凝土铺装中,防水粘结层的性能对保证铺装的使用耐久性至关重要。选择环氧沥青粘结剂、溶剂型粘接剂GS、热融改性沥青3种防水粘结材料进行研究。结合强度试验、密水性试验及针对隧道路面特点所提出的封水性试验和耐高温水雾性能试验,对几种防水粘结层进行性能评价,并在此基础上进行经济性技术分析。结果表明,溶剂型粘接剂GS综合性能最佳,适宜于作为隧道路面沥青混凝土铺装中的防水粘结材料。     

蒸养条件下C50预制混凝土构件性能研究

研究了高温蒸养(50℃)对混凝土强度的发展规律，对比不同养护方式下混凝土抗压强度、回弹模量及结构实体的回弹强度。研究结果表明，蒸养能显著提高混凝土的早期力学性能，蒸养1 d时，强度可达设计强度97.4%,回弹模量可达到设计指标的85.2%,预制构件回弹强度提高18.8%,可有效缩短预制构件出件时间，大幅提高预制梁场生产效率。蒸养加速胶凝材料体系的水化进程，水化反应速率增大，水化放热量增加，胶凝材料体系的水化程度提高；水泥-粉煤灰-矿渣粉复合胶凝材料体系可改善蒸养对混凝土内部孔隙结构产生的热胀作用，保证了混凝土整体结构密实，28 d氯离子扩散系数降低。     

硅烷浸渍实施条件对公路结构混凝土防护效果研究

研究了两种硅烷材料及涂刷和浸没浸渍工艺对不同强度等级混凝土结构的浸渍深度、吸水率、抗氯离子渗透性能、抗冻融循环性能等的影响规律,分析了硅烷浸渍实施条件对各强度等级混凝土结构防护作用的效果。结果表明:硅烷材料对混凝土的浸渍深度能够达到4~11mm,且在各种浸渍实施条件下,混凝土强度等级越低,硅烷浸渍深度越高;硅烷浸渍混凝土的吸水率降低幅度可以达到90%以上,满足不大于0.01mm/min1/2的要求,且混凝土强度等级越低,吸水率降低效果越明显;硅烷浸渍可以提高混凝土抗氯离子渗透性和抗冻融循环性。不同硅烷材料浸渍对混凝土结构防水效果的提升作用效果不同,涂刷工艺要好于浸没工艺。     

聚丙烯纤维网混凝土桥面铺装的性能

通过强度试验、抗磨性试验和弯曲韧性试验,研究了聚丙烯纤维网对混凝土桥面铺装层性能的改性效果,并通过扫描电镜照片对改性混凝土的强度形成及微观结构进行了全面分析。试验分析表明,聚丙烯纤维网对提高混凝土桥面抗折强度、粘结强度、抗磨性、弯曲韧性以及微观结构的改善均有显著作用,并可降低压折比,改善渗透性和收缩性能。     

重载交通下交叉口路段沥青路面结构抗剪强度研究

为了研究重载交通下交叉口路段沥青路面结构抗剪强度指标,采用ANSYS有限元计算软件分析了不同月份下重载对交叉口路段剪应力、剪应变的影响,并给出了交叉口路段抗剪强度指标的确定方法。结果表明,路面结构在高温、重载作用下更容易受到剪切破坏,且高温对剪应变的影响显著大于剪应力;交叉口路段容许抗剪强度随轴载的增加而增加;中面层要求的容许抗剪强度最大,与剪应力分析时中面层所受到的剪应力最大相对应;在进行路面结构设计时,不能单一的将沥青层视为整体确定其容许抗剪强度,这样往往会造成某一层位出现早期的剪切破坏或材料性能的浪费。     

基于静载试验预制成品梁安全性能鉴定

公路桥梁预制成品梁质量通常通过检测结构钢筋分布及保护层、混凝土强度、结构尺寸及外观检查等综合评定,一般而言混凝土强度不满足设计及规范要求时,即可鉴定成品梁不合格,目前混凝土强度通常采用回弹仪检测,该方法存在15%左右的误差,对混凝土强度低于设计值5%的成品梁,若通过静载试验进一步确定其安全性能,具有一定的经济价值,通过实例介绍了基于静载试验鉴定成品梁安全性能试验鉴定方法,供工程技术人员参考借鉴。     

钢筋混凝土套拱加固病害隧道安全评价研究

考虑到现阶段钢筋混凝土套拱加固病害隧道安全验算方法的不足,采用理论分析的方法推导了钢筋混凝土套拱加固病害隧道4种情况的安全系数,计算过程中根据隧道技术状况对原衬砌结构的承载力进行相应的折减,同时考虑了新增钢筋混凝土套拱承载力的利用系数,并以长安坝隧道为工程实例,对推导公式予以验算。研究结果表明:现有方法中将原衬砌结构与钢筋混凝土套拱简化为一整体的素混凝土结构,安全系数偏大,存在一定的风险;将原衬砌结构作为安全储备,不考虑其剩余承载力,安全系数偏小,设计过程中有可能出现过分浪费材料的情况,经济性较差。考虑原衬砌结构的承载力折损情况及新增钢筋混凝土套拱承载力利用系数时,安全系数处于上述两者之间,计算结果相对更加客观、合理。     

高强钢-混凝土组合梁极限承载力有限元分析

钢-混凝土组合梁是利用钢材受拉性能好,混凝土受压性能好的特点,将两种材料通过连接件结合成整体而共同受力的一种新型结构。它兼有钢结构和钢筋混凝土结构的优点,具有显著的技术经济和社会效益。为研究高强钢-混凝土组合梁中结构几何参数及材料强度对组合梁极限承载力的影响,建立了12根高强组合梁在跨中两点对称荷载作用下的有限元数值计算模型,对其极限承载力进行了分析。分析结果表明组合梁几何参数(包括混凝土翼板宽度和厚度)和材料强度(包括混凝土强度和钢梁的强度)对组合梁的极限承载力有较大影响。     

高性能道面混凝土配合比设计

为了做到不增加一次性投资也能够推广应用高性能道面混凝土,在现有施工水平与可能获得的材料的条件下,通过大量试验研究,采用独立设计法,建立了高性能道面混凝土抗折强度公式和配合比设计方法,提供了不同水灰比下的粉煤灰最佳掺量及配制不同抗折强度时的水泥用量,并对高性能道面混凝土的组成材料提出相应的要求。按所建立的掺优质粉煤灰混凝土配合比设计方法,可以配制出抗折强度在6.0~10.0 MPa的高性能道面混凝土,若掺加硅灰、钢纤维等,则可配制出强度更高的高性能道面混凝土。     

纤维混凝土抗盐冻性能试验研究

为提高季冻区路用水泥混凝土的抗盐冻性能,以钢纤维、玄武岩纤维、PVA和聚丙烯纤维混凝土和素混凝土为研究对象,进行盐冻条件下的弯拉强度及冻融循环试验,分析200次冻融循环作用下混凝土的弯拉强度损失、相对动弹模量、质量损失及疲劳寿命。研究结果表明:纤维的掺入可显著提高混凝土的弯拉强度(聚丙烯纤维除外)、抗盐冻性能及疲劳性能;钢纤维、玄武岩纤维、PVA和聚丙烯纤维4种纤维掺入后,混凝土的弯拉强度分别比素混凝土弯拉强度增加14.3%、7.9%、20.6%和-4.8%;抗盐冻性能由高到低为聚丙烯纤维钢纤维PVA玄武岩纤维;200次冻融循环作用下,疲劳寿命由大到小为钢纤维PVA聚丙烯纤维玄武岩纤维素混凝土路面。4种纤维中,钢纤维混凝土弯拉强度和抗盐冻性能良好,且冻融前后疲劳性能最佳,因而在季节性冰冻地区水泥混凝土路面材料设计时应当优先推荐使用钢纤维。     

磨细矿渣改性超细水泥修补微裂缝的性能

针对目前存在的水泥混凝土路面裂缝无机修补材料的界面粘结强度低,且水泥路面早期裂缝一般为细小的微裂缝的问题,采用颗粒较小的超细水泥、磨细矿渣(GGBFS)及其他外加剂制备了水泥混凝土路面裂缝灌浆材料,对该类材料的力学性能和界面粘结性能进行研究,并通过微观试验分析揭示了材料宏观性能的改性机理。研究表明:磨细矿渣能通过微粒填充作用使超细水泥浆体的微观结构变得更密实,提高材料稳定期的力学强度;适量的磨细矿渣能改善灌浆材料的粘结界面微观结构,增加界面粘结强度。     

砂岩混凝土在路面基层中的应用

为了充分利用黄延高速筑路沿线的资源,减少石料的开采,对砂岩应用于路面基层的技术进行研究。课题通过室内试验和试验路铺设,对砂岩的性能和砂岩混凝土的性能进行了分析,试验结果表明,砂岩的压碎值较大,为了避免碾压施工对基层造成的不利影响,基层结构采用C15砂岩混凝土+C30斜向预应力砂岩混凝土,C15和C30砂岩混凝土在实验室和实际应用中均满足设计强度,保证应用效果。     

基于胶凝材料颗粒匹配的隧道喷射混凝土配合比优化设计

胶凝材料颗粒匹配所造成的差异会影响胶凝材料间的空隙,进而影响混凝土的力学性能和耐久性。依托实体工程,采用激光粒度分析仪分析水泥、粉煤灰和矿渣的粒径分布情况,以净浆流动度、坍落度和扩展度表征净浆和混凝土的工作性,对粉煤灰和矿渣的颗粒匹配进行评价。对硬化浆体水化产物的微观形貌和化学组成进行分析,对混凝土强度进行测试,基于胶凝材料颗粒匹配对喷射混凝土性能影响的结果,对喷射混凝土配合比进行优选。结果表明：在其他条件一定的情况下,粉煤灰∶矿渣为1∶3时,其流动性能最好,表现出良好的力学性能。粉煤灰∶矿渣为3∶1时净浆流动性能最差,试件的强度最低,同颗粒匹配的混凝土试件强度也得出了相似的试验结果。微观形貌测试佐证了净浆流动度和强度的试验结果。综合考虑流动度和强度试验结果,粉煤灰∶矿渣为1∶1时,胶凝材料的颗粒匹配度好,可视为最优配合比。     

火山灰混凝土配合比设计及其抗渗性能试验研究

基于黑龙江、海南岛等地区丰富的火山灰资源的现状,为充分利用地方性材料,实现火山灰的工程应用价值,通过开展火山灰混凝土材料配合比设计及其抗渗性能的试验研究,并对不同混凝土强度等级下基准混凝土、火山灰混凝土、粉煤灰混凝土掺入3%和5%硅灰的火山灰混凝土的电通量值进行了对比试验,以确定火山灰混凝土的抗渗性能。研究结果表明:掺加矿物掺合料后,混凝土的抗渗性能有明显的提高。建议采用掺加5%硅灰的火山灰混凝土代替粉煤灰混凝土,并给出了不同强度等级下的火山灰混凝土配合比设计。