耐候钢及其焊接节点大气腐蚀经时演化预测方法

为了给解决耐候钢桥在应用和发展中所面临的腐蚀问题提供理论方法与对策,针对耐候钢在大气环境中的腐蚀损伤演化特性,通过编制MATLAB程序,建立了基于三维元胞自动机技术的耐候钢焊接节点大气腐蚀经时演化模型。该模型根据耐候钢在大气腐蚀过程中发生的化学反应,将大气腐蚀系统中的关键元素抽象成4种元胞类型,并离散成元胞网格。对母材和焊缝分别定义了不同的元胞邻居类型,模拟了耐候钢焊接节点代表性体元在介观尺度上的腐蚀演化过程,并通过大气暴露试验验证了所提出方法的可行性和有效性,揭示了耐候钢焊接节点腐蚀动力学及蚀坑演化规律,分析了溶解氧浓度和溶解概率对腐蚀损伤的影响。在此基础上提出了耐候钢大气腐蚀经时演化预测方法。研究结果表明：所提出的耐候钢焊接节点经时演化模型稳定可靠,演化规律合理,当时间尺度和空间尺度分别设置为0.2年和100μm时,模拟结果与大气暴露试验数据吻合良好;耐候钢焊接节点的腐蚀损伤主要由溶解概率和溶解氧浓度决定,平均腐蚀深度随溶解概率和溶解氧浓度的增加而增大。所提出的耐候钢大气腐蚀演化预测方法能够较为准确地再现研究对象的大气腐蚀过程,描述和识别研究对象在大气中的腐蚀动力学、腐蚀形态和蚀坑...     

纵肋与顶板新型双面焊构造细节疲劳性能研究

正交异性钢桥面板疲劳开裂问题突出,其中纵肋与顶板传统单面焊构造细节疲劳开裂危害严重,为提升其疲劳性能,通过引入最新自动化焊接技术发展了纵肋与顶板新型双面焊构造细节。为明确其疲劳性能的关键问题,基于等效结构应力法进行了研究：首先对纵肋与顶板新型双面焊构造细节各疲劳失效模式的等效结构应力影响面进行深入分析,确定了构造细节的主导疲劳失效模式;在此基础上,研究了熔透率和焊缝几何尺寸对其疲劳性能的影响。研究结果表明：在纵向移动轮载作用下,纵肋与顶板新型双面焊构造细节的主导疲劳失效模式为顶板外侧焊趾起裂并沿顶板厚度方向扩展;对于该主导疲劳失效模式和焊趾起裂各疲劳失效模式,熔透率的影响不显著;对焊根起裂各疲劳失效模式而言,熔透率是关键影响因素,随着熔透率的增加焊根起裂各疲劳失效模式的等效结构应力幅值呈降低趋势,当熔透率达到75%时,其等效结构应力幅值均处于较低水平,此时纵肋与顶板新型双面焊构造细节的疲劳性能主要由焊趾起裂的各疲劳失效模式所控制;焊脚尺寸是纵肋与顶板新型双面焊构造细节疲劳抗力的另一关键影响因素,适当增大焊脚尺寸可有效降低焊趾起裂疲劳失效模式的等效结构应力幅值,进而提升焊趾起裂疲劳失效模式的疲劳性能。     

装配式圆形桥墩海啸冲击力试验

为研究海啸涌波下装配式圆形桥墩冲击力的特点以得到海啸冲击力的简化计算方法,在水槽中利用溃坝波模拟海啸涌波,开展不同来流波高和初始水深的模型试验。分析溃坝波的波前形态、波前坡度以及波前上游波动状况随来流波高和初始水深的变化规律,对比不同来流波高、初始水深下圆形桥墩的剪力和弯矩时程曲线,讨论来流波高和初始水深对似平稳段剪力均值和弯矩均值,以及冲击全过程剪力和弯矩最大值的影响,得到圆形桥墩似平稳段的剪力系数和弯矩系数,以及剪力和弯矩冲击系数随来流波高和初始水深的变化规律。研究结果表明：除临界破碎波外,溃坝波的波前坡度随着来流波高与初始水深之比的增大而减小;来流波高与初始水深之比不小于1时,波前上游液面无上下波动,力和弯矩的时程曲线无振荡段,且剪力和弯矩的最大值位于似平稳段,对应的量纲一的系数C_r和M_r较小,分别为0.75~1.40和1.12~2.50;来流波高与初始水深之比小于1时,波前上游液面有上下波动,力和弯矩的时程曲线有振荡段,且剪力和弯矩的最大值位于冲击段,对应的C_r和M_r较大,分别为1.46~5.87和1.88~9.86;对相同来流波高而言,随初始水深的增加,似平稳段自由液面效应逐渐减小,力臂量纲一的系数K_r逐渐减小,初始水深由2 cm增加到8 cm和14 cm时,K_r降幅均值分别为21.8%和29.7%;基于试验结果提出了装配式圆形桥墩海啸波作用下剪力和弯矩最大值的计算方法,并给出了各项参数的取值,可为其快速计算提供参考。     

剪力连接件的三维非线性仿真分析方法

基于有限元仿真分析技术和混凝土本构理论，提出了有限元仿真分析和实物验证试验相结合研究剪力连接件的新方法，将此方法用于3类共7个子类新型剪力连接件的全过程受力分析，并将有限元分析结果和模型试验结果进行对比，证实了这一方法的有效性和准确性，使得通过有限元仿真分析和实物验证试验相结合研究多种剪力连接件的受力特性成为可能．     

铁路大跨度提篮式系杆拱桥全桥模型试验

九曲河大桥是大跨度尼尔森体系钢管混凝土提篮式系杆拱桥设计方案,为了检验结构在施工及运营阶段能否满足高速铁路桥梁的功能要求,进行了该桥的全桥模型试验研究。简单介绍了模型的设计原则、相似关系和技术要点,对模型的加载方法、配重大小、测试截面设置等也进行了讨论。重点是通过对试验结果的分析以及与理论计算的比较,全面研究了结构在多种工况下的结构行为。研究表明,尼尔森体系具有受力匀称、承载能力大的特点;试验研究也验证了计算理论的正确性,同时表明该桥具有足够的横向刚度,具有较大的承受超载和偏载的能力。     

海道测量中的主要误差来源及其分析

本文主要讲述了在海道测量中的误差来源和水深的精度问题,并着重分析引起误差的原因,研究在外业测量过程中,怎样消除误差,提高其精度。     

钢桥面板纵肋双面焊构造疲劳裂纹扩展特性研究

正交异性钢桥面板纵肋构造细节疲劳危害严重,修复困难,传统单面焊构造疲劳抗力不足是导致该部位疲劳开裂频发的主要原因。采用双面焊构造可望显著提高该构造细节的疲劳抗力,而初始焊接缺陷是该类构造细节疲劳抗力的关键影响因素。以双面焊构造为研究对象,基于线弹性断裂力学理论,建立多裂纹扩展模拟方法,通过多裂纹扩展试验验证该方法的可行性;在此基础上,对焊根处存在单一和多个初始缺陷条件下构造细节疲劳裂纹扩展特性进行研究。结果表明：外侧焊根单裂纹、内侧焊根单裂纹与焊根多裂纹扩展模式均为Ⅰ型开裂主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合裂纹扩展模式;多裂纹扩展特性并不显著,多裂纹在扩展初期由于临近裂纹等效应力强度因子幅值的迅速降低而转变为单一裂纹,此后其扩展规律与外侧焊根单裂纹扩展规律基本一致;3种裂纹在扩展初期裂纹形状比变化规律存在差异,但随着扩展深度的增加,等效应力强度因子幅值下降段变化规律基本一致,裂纹扩展达到一定深度后均呈扁平状且随扩展深度增加扁平状趋势更加显著;外侧焊根处的单一缺陷是控制钢桥面板纵肋双面焊构造疲劳抗力的主要缺陷,制造时应采取有效措施避免这类缺陷。     

农村公路管养工作之我见

结合围场满族蒙古族自治县“村村通”公路发展现状，强调农村公路重在养护，指出管养工作中存在的问题，并针对这些问题提出一系列可行的建议，这对于充分发挥农村公路的作用有一定的意义。     

本州—四国联络桥索的维护技术评述

干燥空气注入系统作为一种新发展的悬索桥索的防锈蚀方法，已在本州-四在联络桥中得到应用。报道了该系统在使用传统防锈蚀方法的既有悬索桥以及新建悬桥上的使用性能。研究过程中将一座已运营17年的悬索桥的吊索打开进行了调查，发现了锈蚀的特征模型。同时，在现场和室内对桥梁的吊索进行了基于磁性原理的无损探伤，参照打开吊索的检查结果和无损探伤结果的对比，讨论了无损探伤的有效性。     

UHPC构件受拉性能的细观力学解析方法

超高性能混凝土（Ultra-high-performance Concrete,UHPC）的受拉性能直接影响结构的抗裂性和耐久性,是结构设计中重要的力学指标之一。为研究UHPC构件在弯拉荷载作用下产生宏观裂缝前的受拉力学特性,以钢纤维与水泥基的协作受力特性为切入点,考虑钢纤维分布方向的随机性服从正态分布,建立了钢纤维受拉作用下的细观力学模型。该模型将钢纤维力作为由水泥基加载的被动力进行分析,在充分考虑水泥基材料特点的基础上,发展了UHPC构件受拉作用下宏观裂缝出现前弹性和拔出2个阶段的力学行为预测模型;开展了UHPC试件的纯弯曲试验,标定了材料受弯全过程中的关键力学指标,重点关注理论预测的弹性和拔出2个阶段的力学行为,并与预测模型计算结果进行对比;采用文献中钢纤维增强混凝土的试验结果进一步印证细观力学模型的适用性。理论分析及试验结果表明：建立的细观力学模型可准确描述出现宏观裂缝前受拉UHPC构件内部钢纤维的抗拉力学行为;预测模型计算的理论值与UHPC构件受拉作用下弹性和拔出2个阶段的力学指标试验结果吻合良好;常规钢纤维掺量的UHPC受拉性能由其内部钢纤维主导,理论计算时忽略受拉状态下水泥基对UHPC轴力的贡献不仅可以简化计算,而且可将其视为工程应用时的安全储备;建议的双折线拉伸本构中弹性与拔出2个阶段的极限应变分别为180×10^-6,1 042×10^-6。