中小跨径钢与组合结构桥梁选型研究

综合考虑实际工程的建设需要,针对拆除重建引桥、净空受限拼宽桥、互通支线上跨桥几种典型的改扩建应用场景,分别从桥梁适用性、经济性、耐久性等方面对潜在的应用桥型进行方案比选,从而确定不同应用场景中合理的桥梁选型,对钢与组合结构桥梁在中小跨径建造和应用领域进行了有益的探索。     

轻型组合桥面弧形缺口应力特征分析及现场试验

为深入研究钢-UHPC （Ultra-high Performance Concrete）轻型桥面组合体系对弧形缺口的应力改善程度，结合一座大跨自锚式悬索桥，针对正交异性钢桥面板（Orthotropic Steel Deck，OSD）结构铺设UHPC层前、后2种情形，选择3种不同弧形缺口形式，分别建立空间实体有限元分析模型，并采用简化加载、响应面加载2种方式进行分析，由此获得了弧形缺口应力、变形分布规律与车辆轴载位置之间的关系，揭示了弧形缺口出现峰值拉、压应力的原因。以此为基础，采用三轴加载车分别在铺设UHPC层前、后进行现场跑车试验，采集了弧形缺口多个关注点在不同横向加载位置的应力响应曲线，获得了各点的应力极值，并与有限元结果进行了对比分析。研究结果表明：铺设UHPC前、后弧形缺口关注点应力特征随荷载分布规律基本相同，面内应力为主、面外应力较小，拉应力主要由荷载偏载产生、加载区域长，而压应力主要由荷载直接作用于弧形缺口顶部产生，且加载区域短；采用传统简化加载方式难以获得弧形缺口处准确的拉应力峰值，并可能导致应力幅偏小，并由此提出了合理的加载方式；本桥五段线弧形缺口形式受力相对较好；铺设UHPC层能有效减少弧形缺口应力峰值，并在一定程度上缓解疲劳问题，是OSD结构提高疲劳性能的一种有效方案。     

复合地基及组合基床在港珠澳大桥沉管隧道中的应用

针对港珠澳大桥岛隧工程在外海、深水、厚软基地质条件下沉管隧道基础沉降及差异沉降控制技术问题,对传统桩基与复合地基方案进行对比,提出港珠澳沉管隧道采用PHC刚性桩、高喷柔性桩、挤密砂桩散体桩复合地基逐步过渡到天然地基的地基及抛石+碎石垄的组合基床方案。复合地基沉降计算分析及观测数据证明提出的新型复合地基及组合基床方案控制沉降及差异沉降的效果显著。提出沉管隧道基础沉降主要组成及复合地基建议的沉降计算方法,可为类似工程提供参考。     

波浪作用下高桩墩式结构时程动力分析

外海桩柱结构受波浪作用强烈且动力性质明显。以国内某LNG码头的高桩系缆墩台作为工程背景,利用ANSYS进行了波浪作用下的结构时程动力分析。计算结果表明:在同一波要素下,模拟的不规则波浪产生的结构位移和应力响应峰值大于规则波10%～20%;在结构时程动力分析中初期波动剧烈的结果可以舍弃。     

防波堤平面布置对建设用海区波浪场影响的数值模拟

为研究燕窝山工程海域在不同的防波堤平面布置下的波浪场分布特征,应用波作用守恒方程和Boussinesq方程建立了大、小范围的波浪数学模型对工程区附近海域的波浪场进行数值模拟,统计并分析工程前后防波堤附近波浪特征站位的波要素。基于防波堤基本布置方案1,改变防波堤的长度和轴线角度,根据不同平面布置下的防波堤对波浪的掩护效果进行比较分析。结果表明,综合考虑防波堤附近波浪场的变化特征、防波堤特征站位波要素的变化及防波堤的有效掩护面积3个方面,将防波堤轴线以两段堤相交处为圆心逆时针旋转8°,并将直堤向东侧延长100 m,即方案2为优选方案。     

强腐作用下钢板组合梁栓钉退化机理的研究与有限元分析

用浓度为36％的工业盐酸对30根钢板组合梁栓钉进行腐蚀,腐蚀时间分别为0h、0.5h、1h、2h、4h、8h、12h、24 h、48 h和72 h,对腐蚀后栓钉进行拉伸试验,研究强腐蚀对栓钉力学性能的影响,分析不同腐蚀时间的栓钉各项力学性能的退化规律.试验结果表明:强腐蚀对栓钉的各项力学性能有着显著影响;腐蚀时间为0h...     

复合地基在地震作用下附加沉降的研究

通过有限元程序ANSYS建立模型,研究了无边载复合地基、有边载复合地基在地震作用下的附加沉降,结果表明,采用复合地基技术,对减少附加沉降有很好的效果。由对群桩复合地基不同桩位特点进行分析得知,群桩复合地基中桩附加沉降大于边桩、角桩,提出了附加沉降系数的概念及计算式。引入边载作用下复合地基附加沉降修正系数的概念,有边载复合地基抗震陷能力优于无边载复合地基。     

武广客运专线红粘土CFG桩复合地基桩体变形研究

为研究红粘土复合地基中CFG桩的变形特性,在CFG桩内埋设混凝土应变计进行监测,结合室内土工试验,分析了红粘土复合地基中CFG桩桩身不同部位应变随荷载、时间的变化规律及其内在作用机理。结果表明:CFG桩在施加上覆荷载之前就存在初始内应力,桩顶下一定部位存在一初始应变零点;红粘土的膨胀性对CFG桩桩体变形有重要影响,复合地基需要较长的时间进行内部变形调整;变形稳定后,桩体中存在两个应变零点,拉压区域交替出现。     

CFG桩复合地基沉降的灰色预测

高速铁路CFG桩复合地基(路基)沉降是一个复杂的过程,采用MATLAB语言编写了基于XGM(1,1)模型预测地基沉降的程序,并将其应用于CFG复合地基沉降量的预测。通过对灰色预测XGM(1,1)模型在工程实例的应用和对比,证实XGM(1,1)模型运用到工程实际中是可行的。     

宽箱连续组合梁桥受力特性分析

为研究施工过程和汽车荷载布载方式对宽箱连续组合梁桥产生的影响,结合建设中的杭州九堡大桥北侧引桥进行分析。采用ANSYS有限元程序建立该桥宽箱组合梁的板壳和实体模型,分析混凝土采用不同施工过程(一次全部现浇和先跨中后支座逐跨浇注)对结构整体受力的影响及结构计算中汽车荷载按不同方式(按车道荷载+集中力和按车轮荷载)布置时结构的整体受力和局部受力情况。分析结果表明:混凝土的施工过程对大跨度宽箱组合梁的受力产生较大的影响;采用车轮荷载布载方式较采用车道荷载+集中力布载方式能更好地模拟结构的整体受力和局部受力状态。