饱和软土地区束合管幕结构受力性能足尺试验研究

为降低地下工程建设对城市地面道路、管线、建（构）筑物的影响，改善管幕法修建的地下通道结构受力，提出一种依托横向预应力的新型地下结构形式——地下束合管幕结构。基于工程需求，针对该束合管幕结构开展1/4结构的足尺试验研究，以探究束合管幕结构在设计工况、超载工况下的变形响应。结果表明： 1）结构变形发展可以分为弹性受力阶段与非线性阶段2个阶段； 2）束合管幕结构的薄弱位置在结构顶部1/4跨的结合缝处，结合缝脱开是关键点，脱开应力为2.106 MPa； 3）束合管幕结构能够承受2倍的设计埋深对应荷载而不出现任何脱开，当结合缝脱开后结构刚度降低60%，同时，在4倍设计埋深对应荷载下，结构未破坏且仍具备承载能力； 4）在超载工况时，预应力应变增量与结构竖向挠度之间几乎呈线性比例关系。     

软土地区管幕暗挖施工之钢管顶进工法解析

暗挖法作为一种有效降低环境影响的技术,在我国部分城市的岩石及复合地层中得到了应用,在软黏土地区做科研试验项目实施软土地区管幕暗挖施工。以某管幕结构段土建工程为例,对钢管顶进施工进行工法解析。钢管顶进施工工法是管幕暗挖施工的第一步,通过带锁扣的钢管间连接形成一个闭合帷幕,将内外水土体隔离,然后在管幕的围护下进行暗挖,最终形成大断面地下空间,为后续开挖与结构施工提供条件。     

空心板梁桥超高性能混凝土(UHPC)铰缝弯剪受力性能研究

受普通混凝土(NSC)材料性能限制，空心板梁桥混凝土铰缝病害频发。在铰缝位置应用具有超高力学性能和良好界面黏结性能的超高性能混凝土(UHPC),可使铰缝受力性能得到明显改善，从而减少甚至避免铰缝病害的发生。首先通过数值模拟方法，得到了不同工况下装配式空心板梁桥铰缝截面的最大弯剪比；接着，为研究不同铰缝材料对结构在弯剪耦合作用下的主要开裂形态、承载能力和荷载～挠度响应的影响，对NSC铰缝试验梁(N—N)、UHPC铰缝试验梁(N—U)两组铰缝梁模型开展了三点静力加载弯剪试验；最后通过建立有限元模型，探究了不同弯剪比及铰缝结构形式对铰缝梁结构受力性能的影响规律。试验结果表明，所有铰缝梁均在铰缝与预制构件的交界面处发生初次开裂；与N—N试件相比，N—U试件初裂荷载和极限荷载分别提高了477%和104%,且N—U试件的刚度及抗裂性能均显著强于N—N。数值分析表明，与常规型铰缝相比，采用键齿形、倒T形、工字形铰缝及其组合结构形式的梁的初裂强度显著提高，构造优化的铰缝形式可以更好地确保各梁间的整体性。     

浅析锁扣型钢地下连续墙工法的应用

为研究如何在有限的中心城区地下空间内建设超深、高刚度的地下连续墙,上海市轨道交通19号线世博大道站工程项目在基坑围护施工中引入锁扣型钢地下连续墙施工法,开展该工法的试验研究。本文阐述了该工法的关键施工工艺,并对其实际应用效果进行了分析。结果表明锁扣型钢地下连续墙在中心城区软体地区深基坑围护施工中具有一定的可行性。该工法钢构件工厂化制作、止水效果好并能节约施工场地,特别是在中心城区场地面积狭小大规模工程的快速施工中能发挥其优越性能。     

结构分割转换工法结构体系安全性分析

结构分割转换工法（CC工法）作为一种全新的施工方法,对其结构体系进行安全性评估具有重要意义。首先,基于CC工法的首个试验项目,介绍该工法的特点及原理。然后,根据各阶段结构特点,对结构体系进行杆系单元模型简化,分析各阶段结构的自由度,判断其安全性,并得出以下结论： 1）安全可靠的结构体系需具备一定的强度和刚度,能承受外荷载和抵御变形; 2）各阶段结构应满足在偶然荷载作用下保持整体稳定性的要求; 3）结构体系内部应有多余的约束,给整体稳定性提供一定的冗余; 4）结构体系应考虑时空效应,即采用增量法,充分考虑不同阶段荷载的相互影响。最后,通过对比增量法与全量法2种情况下结构的受力区别,并结合工法试验项目在设计、施工中存在的问题,提出相应的解决方案,指出优化方向。     

空心板混凝土铰缝抗剪性能试验研究

为了研究空心板普通混凝土铰缝的抗剪性能,设计了测试铰缝抗剪性能的试验.对混凝土铰缝试件施加单调试验荷载,观察在剪力作用下试件受力全过程及破坏形态.试验表明,在试验加载作用下,设置抗剪钢筋的试件会在混凝土块和铰缝的结合面处开裂,而后抗剪钢筋屈服,试件破坏;抗剪钢筋不能提高混凝土铰缝开裂时的抗剪强度,但是试件开裂后能继续承受剪力,并提高铰缝的抗剪承载力.综合室内铰缝试件抗剪试验结果和相关文献研究成果的分析,建议了结合面光滑情况下的混凝土空心板铰缝抗剪强度和承载力的计算公式.     

铰缝损伤对装配式空心板静动力特性的影响分析

装配式空心板在我国公路桥梁占有很大的比重,由于交替动力荷载、雨雪侵蚀等作用,装配式空心板铰缝出现不同程度的损伤,影响了桥梁上部结构的受力性能。为探究铰缝损伤对结构静动力特性的影响,采用Solid45实体单元建立装配式空心板精细化有限元模型,以刚度折减的方式模拟铰缝损伤,研究了空心板的横向分布和结构自振特性在铰缝的两种破坏形式和不同损伤程度下的差异,为荷载试验分析和铰缝损伤判断提供参考。     

盾构法T接隧道结构受力足尺试验研究

在盾构法施作联络通道的过程中,由于主隧道的结构体系发生变化,衬砌内力发生重分布,对主隧道结构稳定不利。为了解结构安全性以及结构响应,开展盾构法联络通道的结构受力足尺试验进行模拟。试验采用7环管片错缝拼装进行模拟,在模拟真实水土压力荷载后,通过运用盾构直接切削管片,模拟真实盾构法联络通道施工过程中的出洞过程,得到如下结论： 1）通过模拟的方法得出该工法施工过程中的关键工况节点; 2）通过模拟得出隧道在整个切削过程中各环的收敛变形整体性较好,工法是安全的; 3）试验过程中,除切削位置以外的其余位置发生内力重分布,内力重分布的过程与工况变化过程息息相关。     

节段拼装大悬臂PC盖梁弯剪性能试验研究

大悬臂PC盖梁分3个节段预制,设牛腿缝拼装,可有效控制吊装重量和提高施工效率;但牛腿缝节段预制拼装盖梁的抗弯抗剪性能研究成果鲜见报道.针对节段拼装大悬臂PC盖梁承载性能,确定了试件尺寸、加载方式、测试项目等内容,开展了2组盖梁缩尺模型的抗弯、抗剪性能试验,对比分析了牛腿缝拼装试件和现浇整体试件在极限承载能力、破坏形式、破坏规律、关键部位荷载～应变关系、盖梁梁端荷载挠度方面的特性.结果 表明:牛腿缝拼装试件较现浇整体试件的抗弯、抗剪极限承载力下降明显;牛腿缝拼装试件主要为局部破坏导致整体破坏形态;建议进一步对节段拼装盖梁拼接面处薄弱区域开展研究,以改善牛腿缝拼装盖梁整体弯剪极限承载力.     

结构分割转换工法在地下空间开发中的应用及设想

为了更加快速、安全、高效地完成城市地下空间开发,以结构分割转换工法（CC工法）为研究内容,从工法内涵、工程实践和应用推广3个角度展开研究。首先,基于ＣＣ工法的最新研究成果,从结构分割、建造方案及节点处理3个方面详细介绍CC工法的核心内容;然后,结合工程实践对该工法进行验证性研究,重点比较跨中设缝与柱顶设缝方案的优缺点,介绍该工程地下结构分割、转换的过程,最终证实CC工法建造地下空间的合理性、灵活性及适用性;最后,进行CC工法在富水地层中应用的可行性研究,通过对CC工法与明挖法、暗挖法、型钢混凝土、地面预制装配式结构等技术进行结合应用研究,得出在特定的工程条件下,CC工法也具有与其他先进工法结合应用的价值。     

钢筋混凝土设缝双肢墩静力性能试验研究

钢筋混凝土设缝双肢墩是一种抗推柔度较大的新型桥墩,适用于连续刚构体系。模拟实际工程结构,采用1/10缩尺比例,制作了1个钢筋混凝土整体墩和3个不同填料的设缝双肢墩模型,通过静力荷载试验,研究其在竖向与水平荷载共同作用下的受力机理、应力变形规律、裂缝开展及破坏形态,揭示了各种不同墩的抗推刚度及缝内填料性能的影响。研究结果可为工程实际应用提供理论依据。     

自锚式悬索桥混合梁结合段的受力机理

钢梁与混凝土梁混合使用能有效地减少自锚式悬索桥的结构重量,提高跨越能力,提高桥梁结构的受力性能和经济性能,而钢梁与混凝土梁的结合段是保证钢梁与混凝土梁之间能否直接有效传力的关键部位,直接影响到整个悬索桥结构的受力。提出了一种自锚式悬索桥混合梁结合段结构形式,并将其应用到某实际工程中,对这种混合梁结合段开展了试验研究,测试了在不同荷载工况下的结构应力分布,试验结果表明,提出的结构具有较大的安全储备。     

某高速公路13m跨简支桥检测试验研究

采用原位等效静荷载试验方法,检测和验证13m跨简支钢筋混凝土单块板,铰缝处理前后结构的受力性能,铰缝处理前后单板挠度分别为1/307、1/786,单板经铰缝处理满足了正常使用要求。     

某高速公路13 m跨简支桥检测试验研究

采用原位等效静荷载试验方法,检测和验证13*!m跨简支钢筋混凝土单块板,铰缝处理前后结构的受力性能,铰缝处理前后单板挠度分别为1/307、1/786,单板经铰缝处理满足了正常使用要求.     

钢板组合梁桥横向U型筋湿接缝力学性能试验研究

针对传统钢板组合梁桥湿接缝焊接工程量大、安全储备较难保证等问题,提出横向U型筋湿接缝结构,研究其受力可靠性。考虑横向U型筋不同搭接形式及长度,选取并制作支座墩顶中间位置横向U型筋湿接缝试件进行静力拉伸试验、支座墩顶钢主梁位置横向U型筋湿接缝试件进行动力疲劳试验,分析试件裂缝发展、破坏形态和钢筋应力的变化规律。结果表明:静力拉伸试验下,横向U型筋湿接缝施工缝处会较早产生裂缝;横向U型筋采用焊接或增加搭接长度可减小钢筋平均应力。动力疲劳试验下,混凝土开裂会造成横向U型筋应力转移,开裂荷载附近横向U型筋应变变化较为明显,开裂后横向U型筋应力呈非线性增长。静、动力试验过程中,横向U型筋结构裂缝发展及钢筋受力均满足设计要求,力学性能较好。     

装配式混凝土梁钢套筒锚接接头抗弯性能研究

装配式结构凭借其施工质量有保障、生产效率高的优点发展迅速,但由于接头处受力的不连续性和不确定性,使得接头成为结构的薄弱环节。为了确保装配式结构安全推广和应用,采用模型试验和数值模拟相结合的方法,对混凝土梁钢套筒锚接接头的抗弯性能和破坏模式进行研究。结果表明： 1）接头的受力过程分为线弹性、梁身混凝土开裂、钢筋与锚固胶滑移破坏等几个阶段; 2）接头最终的破坏形式是锚接钢筋与锚固胶之间的滑移破坏,结构破坏时钢筋应力接近其屈服强度,表明接头可以提供足够的锚固力; 3）可以采用黏聚力模型模拟钢套筒锚固接头抗弯受力过程,通过调整接头钢筋根数和直径可以满足不同截面大小的结构受力要求,可为该接头在装配式地下连续墙中的应用提供可能。     

盾构隧道管片接缝密封垫防水性能及受施工荷载影响研究

为研究盾构隧道接缝密封垫防水性能及施工荷载对其影响,依托某地铁盾构隧道工程自主研制密封垫防水性能足尺试验装置,设计并开展相应的足尺试验。在此基础上,建立密封垫数值分析模型并结合试验结果验证了其可靠性。借助数值分析得到了不同错台量条件下的密封垫防水性能变化规律。最终,构建了盾构隧道三维荷载-结构模型,综合考虑注浆压力、千斤顶推力和盾尾刷反力等施工荷载,探究了接缝变形特征及其对密封垫防水性能的影响情况。研究结果表明:极限状态下工程原设计密封垫无法满足设计水压要求;接缝错台量增大将导致密封垫偏心受压越发严重,可能引起欠压侧支腿翘起;相同施工荷载下,最大环缝变形为最大纵缝变形的1.5~2.0倍,环缝密封垫防水性能降低程度更大;确定密封垫极限状态时有必要考虑施工荷载造成的接缝变形。所提出的足尺试验装置能够很好地实现试验目的,相应方法与结果可为后续盾构隧道接缝密封垫防水性能足尺试验研究提供参考和指导。     

城市富水地层大型地下空间管幕冻结规律模型试验研究

为解决管幕+冻土复合结构在大体量冻结工程应用时冻胀规律不明确、控制效果不稳定等难题，基于上海轨道交通18号线江浦路车站管幕冻结暗挖工程进行了开放系统下的模型试验。通过对不同影响因素下的管幕冻结冻胀特性和管幕受力规律进行试验研究，得出以下结论： 1）管幕可以对冻胀产生较好的约束作用，管幕+错峰冻结可以有效避免上覆土体及结构抬升； 2）间歇冻结后管幕受力曲线根据间歇时间呈现规律性锯齿波动，停冻3、5、7 d后，管幕所受冻胀压力分别可以减少约40、50、60 MPa，表明采用间歇冻结可以有效降低冻胀压力； 3）上覆地层压力越大，管幕受冻胀压力越小，较大的上覆压力可以约束冻胀的发展。     

装配式空心板钢横隔板抗弯数值模拟与破坏机理研究

针对公路空心板混凝土铰缝易损坏现象,提出了开孔钢板连接构造,在空心板间形成钢横隔板结构传递板间荷载。为了掌握新型空心板连接结构的抗弯受力性能,试设计新型空心板桥,在其跨中顺桥向选取单位长度形成横桥向的梁式结构,建立其纯弯加载的有限元模型。为验证开孔钢板在铰缝处弯曲性能模拟的正确性,另外建立了设置开孔钢板的组合梁负弯矩试验模型,利用已有试验结果验证开孔钢板在弯曲受力下数值模拟方法的正确性。研究结果表明,在装配式空心板钢横隔板连接构造受力性能数值模拟中,钢板与混凝土界面法线方向的接触模拟采用硬接触,贯穿钢筋与混凝土的接触关系采用嵌入的模拟方式可以得到较好的效果;空心板钢横隔板结构在荷载作用下的受力机理为:首先由铰缝接触面受力,当接触面达到承载力部分破坏后,由未破坏的铰缝接触面和开孔钢板与贯穿钢筋组成的榫结构受力,直至破坏。     

沥青路面裂缝修补结构及受力特征研究

本文根据实际沥青路面裂缝修补的结构形式,建立有限元模型进行模拟,分析荷载作用下3种工况、4种宽度的裂缝修补结构内部的受力状态,包括剪应力、拉应力和压应力的最大值及其分布位置等。结果表明沥青路面裂缝修补结构内部受力破坏的界面位于修补材料与裂缝壁的粘结面,对灌缝材料与裂缝壁间的粘结性能要求高于对材料自身的力学性能要求;竖向荷载对剪应力有较大影响,而水平荷载则影响裂缝内部灌缝材料的拉压应力。建议在进行裂缝修补时可根据交通量特点选择相应性能要求的灌缝材料。