水泥混凝土梁桥沥青铺装结构设计方法探讨

以高速公路水泥混凝土梁桥沥青铺装层结构受力分析为基础,对复合桥面铺装结构设计方法进行了探讨,提出以沥青铺装层表面最大拉应力和最大剪应力分别作为结构设计的主要指标和辅助指标,同时对沥青混凝土桥面铺装结构设计方法及流程进行了总结,并进行了实例计算。     

热分析动力学研究环氧沥青混凝土的固化条件

采用热分析动力学的方法确定了环氧体系的固化反应为自催化反应类型,利用非线性回归建立了环氧体系的固化反应模型,计算得到环氧体系的反应为1级与n级平行的自催化反应。根据其固化反应模型推算出了不同温度程序下环氧体系的反应时间和反应程度,从而为环氧沥青混凝土的施工以及最终开放交通的时间提供了重要的依据。研究结果表明,温度的升高可以大大缩短环氧体系的固化时间,建议在气温较高的季节进行施工;环氧体系完全固化所需的时间约为固化反应程度达到80%所需时间的3倍。结合马歇尔试验结果可知,当固化反应程度达到80%时,环氧沥青混凝土已具有较高强度,可以开放交通;当外界温度为30℃左右时,约需60 d可以达到80%的固化反应程度,进而可以开放交通。     

既有PC斜拉桥合龙段拆除的施工控制

以永和斜拉桥合龙段维修工程为背景,介绍了合龙段拆除的施工方法,依据合龙段拆除引起的结构性能变化的计算分析,提出了合龙段拆除的施工控制目标和结构安全防控措施,阐述了施工监测的主要内容。施工监测结果表明,合龙段拆除过程中的施工控制达到了预期目标,保证了结构的安全,为既有PC斜拉桥合龙段的维修加固提供了切实可行的技术途径。     

混凝土射线追踪方法及模拟计算

为了提高混凝土裂缝检测的能力,引进了在工程物探中应用广泛的叠加偏移成像技术,运用射线追踪方法来建立速度模型,研究了混凝土结构最短路径射线追踪方法。该方法采用两阶段射线追踪,第1阶段初选射线路径,第2阶段通过对初选射线路径进行校正分析来确定最终射线路径。对混凝土介质,可以从任意给定的初始路径出发进行逐段迭代计算,校正时,射线只是在一个网格内移动。最后用C 语言编制了程序,并输入了含有缺陷的二维速度模型来验证。结果表明,该方法追踪速度快,追踪到的路径很接近实际。在实际应用中,逐段迭代法的优势得到发挥,可以提高计算速度。     

FRP部分预应力混凝土梁受力全过程数值分析

为对FRP部分预应力混凝土梁进行受力模拟分析和参数变化研究,对其现有不同可变形性指标进行对比及徐变变化研究,建立了可分析FRP有粘结或无粘结部分预应力混凝土梁全过程反应的数值计算方法,并编制了相应的计算程序。该数值分析方法是基于增量变形的混凝土受弯构件的非线性分析理论。在该数值计算过程中,有粘结非预应力筋及有粘结预应力筋可以是常规的钢筋或高强钢筋,也可以是FRP筋。与3个不同学者进行的相关试验梁的试验结果对比表明,数值计算结果与试验结果符合较好,是可行和可靠的。     

虚拟层合单元与杆单元在桥梁预应力混凝土结构分析中的合成方法

对预应力混凝土的计算方法和研究现状做出了评价,提出针对预应力混凝土结构分析的单元形式。通过自由度变换,把空间杆单元的节点自由度用空间虚拟层合单元的节点自由度来表示,即杆单元的节点无需固定在体单元节点上,共同模拟了预应力混凝土结构。在单元内采用选择性积分的方法计算单元刚度矩阵,用较少的单元模拟出了复杂的断面形式;并采用单独的空间杆单元模拟预应力束,能直接求解预应力对结构产生的变形和内力。经实例验证分析,使用该单元进行预应力混凝土结构分析,在网格划分比较稀疏的情况下,仍然获得较为精确的结果,较传统的预应力计算方法更为简单、更为准确。     

基于交互式多目标遗传算法的混凝土桥面板维修优化

为了保证桥梁结构安全,并使维修效果最好,研究了如何确定桥面板最佳维修策略的问题。建立了桥面板维修的多目标优化模型。提出一种基于交互式遗传算法的维修策略优化方法,通过非精确偏好信息引导遗传搜索,使种群朝着多个目标的最佳综合性能进化。引入适应值共享方法增加种群的多样性,最终获得符合决策者偏好的解集。并通过算例进行了分析验证。结果表明,基于交互式多目标遗传算法的混凝土桥面板维修优化方法可以在有限的桥梁维修资源和良好的维修效果之间进行折衷,不仅获得一组比较理想的维修方法组合,还可以考虑决策者的个人倾向,降低了维修策略的选择难度,为桥梁管理者提供了有力的决策支持。     

套箍法加固石拱桥主拱圈的正截面承载力的理论分析

针对石拱桥拱圈加固后的正截面承载力计算问题,提出了考虑加固前截面受力状况及加固材料不同力学性能的计算方法。对加固后的拱圈进行应力应变分析,得出界限破坏的3种形式,对每种界限破坏形式利用截面的协调变形和截面材料的应力应变关系,分析了其极限状态时组合截面的相对界限受压区高度,得出加固后石拱圈最后的破坏模式主要与加固前的初应变及加固层的厚度有关。对应于3种破坏形态从理论上推导出套箍法加固石拱圈在二次受力时的正截面承载力计算公式。计算公式充分考虑了加固前的构件应力水平、加固后截面不同材料组成及构件破坏形态的影响,比现有加固规范的计算取值更趋于合理,为同类加固结构的设计和计算提供了依据。     

大吨位徐变仪的研制及徐变试验

通过对自制大吨位徐变仪的可行性研究,针对高标号混凝土徐变试验的需要,成功地设计并制作出了32t徐变试验仪,解决了高标号混凝土的徐变试验问题;系统地介绍了32t徐变仪的研制过程,并将其应用于具体的在建连续梁桥的徐变试验中;在试验中安排了施工现场和标准徐变实验室两组对比试验,得到了环境因素对混凝土徐变的具体影响;通过对徐变试验的长期观测和对观测数据的计算分析,得出了相应的徐变系数变化曲线,并将试验结果与国内外几种常用规范的理论计算结果作了对比分析。结果表明,试验效果良好,较准确地反映出了高标号混凝土的徐变规律。同时还详细介绍了标准受压徐变试验的操作步骤以及试验中一些常见问题的解决方案,并提出了一些实用的试验操作方法。     

羧基丁苯乳液水泥混凝土的微观结构研究

通过各种测试手段对羧基丁苯改性水泥混凝土微观结构进行研究,揭示羧基丁苯乳液(SD622S)对水泥混凝土微观性能的改善。