凸形钢箱拱肋截面荷载试验和有限元分析

以宁波市东外环甬江大桥凸形钢箱拱肋截面为对象,应用预应力钢绞线的自平衡加载方式进行了1∶4的拱肋节段缩尺模型荷载试验,采用板壳单元和实体单元建立了有限元模型,进行了非线性分析,研究了考虑初始缺陷和局部屈曲的凸形钢箱拱肋截面的受力特性、实际承载能力和局部失稳机理。研究结果表明:各测点实测应力与截面平均应力较接近,根据测点实测应力与截面平均应力之间的关系可将凸形截面分成4类测点;有限元所得应力与实测应力趋势相同,数值相近;凸形钢箱拱肋截面的强度折减系数为0.94～0.98;纵向加劲肋和横隔板结构能有效防止凸形截面加劲板件的局部屈曲;在极限荷载作用下节段出现了凹凸的波节,由于各加劲板出平面位移过大而导致无法继续承载。     

装配式组合梁桥开孔钢板连接件抗剪性能

为建立适用于装配式钢-混组合梁桥的间断式开孔钢板连接件的极限承载力和初始刚度的设计计算方法,共设计3组8个间断式开孔钢板连接件与1个传统开孔钢板连接件推出试件,分别研究端部承压面、开孔孔径、贯穿筋直径与混凝土强度对间断式开孔钢板连接件的极限承载力及初始刚度的影响;利用非线性有限元模型对间断式开孔钢板连接件的受力机理、破坏过程和承载能力进行仿真模拟,并通过与试验结果进行对比分析验证仿真结果的可靠性;以试验中的变量设置为基础,增加参数取值范围,建立并分析162个非线性实体有限元模型,通过对分析结果进行多变量回归分析,提出适用于间断式开孔钢板连接件的初始刚度及极限承载力的计算表达式。结果表明：间断式开孔钢板连接件的荷载-滑移曲线分为弹性段、塑性段及下降持力段3个阶段,前2个阶段荷载主要由孔中混凝土隼、贯穿筋及端部承压混凝土共同平衡,下降持力段荷载则主要由上侧贯穿筋承担;试件极限承载力及初始刚度约为同尺寸传统开孔钢板连接件的2倍,并随开孔孔径、贯穿筋直径与混凝土强度的增加而提高;所建立的初始刚度与极限承载力计算公式与试验值吻合较好,研究结果对间断式开孔钢板连接件在装配式钢-混组合梁桥中的应用具有参考价值。     

钢桥面板纵肋与横隔板连接位置疲劳损伤特征

纵肋与横隔板连接是控制钢桥面板耐久性的关键构造细节,其在轮载作用下应力传递复杂,构造设计不当极易引起疲劳裂纹。目前常规式纵肋与横隔板连接在运营过程中可能发生的疲劳裂纹形式有横隔板弧形开孔裂纹、焊缝端部横隔板裂纹、焊缝端部纵肋水平裂纹或竖向裂纹,针对常规式连接的不足,设计上进一步提出内肋式和无缝式2种构造类型。采用有限元方法,以纵肋与横隔板连接可能出现裂纹的4类细节为对象,基于应力影响面分析,讨论了车辆轮载移动对各细节局部受力的影响,研究了常规式、内肋式和无缝式3种构造类型的疲劳损伤特征。结果表明：轮载作用下4类细节的局部效应非常显著,纵向影响区域约在3道横隔板之间,横向影响区域约在2个纵肋范围;考虑轮迹横向概率分布,各细节应力幅横向折减系数在0.94~0.97范围内。常规式连接弧形开孔细节应力幅最大,主要受面内变形控制,纵肋壁板水平细节次之,表现出明显的面外弯曲特性。与常规式连接相比,内肋式连接纵肋壁板水平细节和竖向细节最大应力幅分别降低28%和29%,减缓了纵肋在焊缝端部的应力集中程度。无缝式连接可能的疲劳破坏形式减少为横隔板焊趾开裂和纵肋壁板焊趾开裂2类,分析发现这2类细节均主要处于受压状态。常规式连接疲劳寿命预估为41.2年,纵肋壁板出现水平裂纹导致疲劳破坏的可能性较大;内肋式连接疲劳寿命由横隔板弧形开孔细节控制,较常规式连接提高58%;无缝式连接疲劳寿命预估为85.3年,较常规式和内肋式连接分别提高107%和31%,且两细节寿命相近,从全寿命设计角度考虑该构造更为合理。     

T形开孔肋连接件的极限承载力计算及影响因素分析

为了得到T形开孔肋连接件的极限承载力及其影响因素,设计、制作了15组不同的T形开孔肋连接件试件共计45个,进行了极限承载力和破坏形式测试试验,分析了不同因素对T形开孔肋连接件承载力和破坏形式的影响;并根据试验结果建立了可以用于T形开孔肋极限承载力的计算公式.研究结果表明:T形开孔肋连接件抗剪承载力大、延性好;T形开孔肋的厚度、开孔大小和混凝土的强度对T形开孔肋连接件承载力影响较为显著;T形开孔肋的腹板高度、翼缘的数量、贯穿钢筋的直径和T形开孔肋的翼缘长度对其承载力有一定的影响;研究结果可为T形开孔肋的设计和应用提供依据.     

跨海大桥桥墩防撞方案设计

以东海大桥桥墩防撞方案设计为背景,论述复杂环境下桥墩防撞设计的基本方法,对比若干可行方案。引入港 口工程中常见的大直径薄壁圆筒结构,构造一种新型的桥墩防撞系统,并给出具体构造,其良好的受力条件和地基适应性 表明：用于桥墩防撞设施具备一定的可行性。设计构造措施对同类环境下桥梁防撞设计具有一定的参考意义。     

水泥混凝土桥面超薄铺装层材料优选及配合比设计

水泥混凝土桥面铺装厚度减薄,对铺装层材料的性能要求会更高.研究了小粒径沥青混合料、非碾压型沥青混合料、复式微表处混合料和橡胶沥青混合料.试验结果表明,该研究成果可适应不同桥面装结构的要求.     

三拱肋钢管混凝土系杆拱桥一江海大桥动力特性分析

结合申张线金港段江海大桥的工程实例,采用有限元法建立三肋钢管混凝土系杆拱桥动力特性分析模型。为了了解该桥动力性能,采用子空间迭代法计算得到桥梁前15阶振动频率及振型,计算结果为该桥提供设计依据。提供了三肋钢管混凝土系杆拱桥的自振频率及振型特征,这对了解该类桥梁的动力性能有着重要参考价值。     

肋形板梁式液体化工码头桩台结构研究

针对液体化工码头桩台无有轨装卸设备荷载、竖向使用荷载小且水平荷载较大的特点,提出了肋形板梁式液体化工码头桩台结构。通过计算分析及构造处理可以得出,肋形板梁式结构是一种安全可靠、整体性好、预制安装程度高、施工快捷且造价较省的结构形式,具备良好的应用前景,可为实际工程提供一种供比选的结构形式。     

弹性模量对薄板焊接变形仿真计算的影响

使用双椭球热源模型,采用点焊技术,对薄板焊接进行有限元仿真计算,针对屈服极限—温度曲线进行了方案设计,研究了弹性模量简化对薄板焊接变形的影响规律。结果表明：弹性模量的简化对焊接总体变形影响很小,对焊缝区域的局部变形有一定影响;随弹性模量取值增大,焊接变形减小;减小弹性模量取值的计算结果偏于安全。     

筋土界面摩擦特性影响因素分析

以整体式单向聚乙烯土工格栅与钢塑复合加筋带为加筋材料,以含细粒土砂为填料,设计了高速公路拓宽工程加筋边坡。通过室内拉拔试验对填料在不同含水量和不同压实度条件下与土工格栅之间的摩擦特性进行分析,并对比了原样土工格栅、去除横肋的土工格栅和土工加筋带三者之间的界面摩擦特性。分析结果表明:在填料含水量高于填料的最佳含水量时,筋土界面强度随着含水量增加而降低,且变化明显,随着填料压实度的提高而不断增强,加筋效果也明显增强;土工格栅的横肋对筋土界面特性影响非常明显,贡献率高达50%以上。