预应力混凝土箱梁损伤后剩余承载力计算及变化规律研究

目前对在役桥梁进行技术状况评定时,往往需采用荷载试验的方法来反映桥梁结构实际损伤所产生的性能退化。然而,荷载试验方法存在费用高、耗时长等问题,进行荷载试验代价巨大,且对于存在损伤的结构具有一定的风险。因此,基于对一新建跨径30 m预制预应力混凝土箱梁进行的足尺模型试验结果,构造定义了2种不同的刚度损伤折减系数,结合规范给出的开裂构件抗弯刚度计算公式,提出基于刚度损伤折减系数计算构件实际剩余承载力的计算公式。结果表明：2种方法定义得到的抗弯刚度折减系数的变化趋势基本一致,箱梁在出现损伤后的刚度折减效应明显,从箱梁出现开裂损伤到承载能力极限状态刚度折减约40%,相邻两截面的刚度折减可近似呈线性分布;基于刚度损伤折减系数计算的剩余承载力与试验值的偏差都在5%以下;结合刚度折减系数沿箱梁纵向的分布规律,可计算得出在跨中截面出现损伤后,沿箱梁纵向各截面实际剩余承载力的分布规律。提出的基于刚度损伤折减系数计算实际剩余承载力的方法,可通过结构外观检查结果实现对带有损伤的预应力混凝土箱梁实际剩余承载力的准确计算,该方法简便可行、费用低廉,同时也可为出现损伤的在役桥梁技术状况评定及剩余承载力计算提供一定的借鉴。     

裂纹损伤对典型船体结构振动频率的影响规律研究

为研究裂纹损伤对典型船体结构振动特性的影响,选择加筋板作为典型船体结构,选择穿透性裂纹作为典型损伤形式。首先利用数值仿真和模型试验对带有裂纹的结构模型固有频率计算方法进行了研究,在此基础上针对边裂纹和中间裂纹2种形式进行了大量的仿真计算,得到模型各阶固有频率、频率变化率随裂纹位置和长度变化的规律。研究结果表明,结构各阶固有频率以及频率变化率对裂纹较为敏感,可以作为裂纹识别的特征参数。同时,试验和仿真计算结果数据也可以为裂纹损伤识别研究提供训练样本和验证样本。     

复合轨枕无砟轨道疲劳试验研究

复合轨枕无砟轨道是一种新型轨枕无砟轨道结构,通过开展复合轨枕无砟轨道疲劳试验研究其疲劳性能。试验建立复合轨枕无砟轨道实尺模型并对其施加300万次疲劳荷载,观察轨道各部件在疲劳加载前后的伤损情况,测试疲劳加载前后钢轨、复合轨枕、道床板相对位移变化、轨距变化和道床板受力变化。试验结果发现:无砟轨道及其各部件在疲劳试验中均未出现疲劳损伤;轨道结构部件位移在加载前期略有波动,后逐渐减小并趋于稳定,道床板受力满足规范要求。研究结果表明:复合轨枕无砟轨道具有一定耐久性,为其进一步推广和应用奠定了基础。     

曲线对高速货车转向架焊接部件疲劳损伤的影响

依据UIC510—3:1994规定的疲劳试验加载方法,基于有限元法研究了不同左右曲线变换次数取值时高速货车转向架焊接构架及摇枕疲劳关注部位累积损伤的变化程度及规律。仿真结果及综合分析表明,当左右曲线变换次数取值变化并不十分显著时,其对结构疲劳损伤影响很小,样机疲劳试验中可直接应用UIC规范中的建议值。     

沥青混凝土路面水损害的成因和预防

水损害是主要沥青路面病害之一,造成水损害的外因主要有交通量、交通组成、降雨量以及不尽完善的路面排水系统。沥青路面产生水损害的内因可以归纳为沥青混和料孔隙率过大、路面压实度不足、沥青与集料间的粘附性差以及混合料不均匀。减少沥青路面水损害的措施很多,概括起来主要有路面结构设计、沥青混合料组成设计、施工工艺三方面的措施。     

动车铝合金车体焊接接头非线性疲劳累积损伤模型

动车铝合金车体焊接接头疲劳寿命对加载顺序比较敏感,而传统的Miner法无法考虑载荷加载顺序。本文在损伤曲线法的基础上,提出非线性累积损伤模型的数学表达式及参数拟合算法,给出平均应力情况下使用此模型的扩展算式,并对铝合金焊接的对接接头、角接接头进行两级加载实验。实验结果证明:本文模型计算误差小于10%,比传统的Miner模型有更高的精确度,说明这一模型可用于铝合金焊接结构疲劳寿命计算。     

接触网零部件应力腐蚀断裂分析

随着铜合金、铝合金、不锈钢材料零部件在接触网中的大规模应用,由于应力腐蚀原因造成零部件失效而影响行车的情况时有发生。为此,对接触网零部件应力腐蚀断裂的机理特征、发生条件、检测方法和防护措施开展研究,为接触网零部件应力腐蚀断裂的判断、分析及预防提供依据。     

提高沥青-酸性集料抗水损害的试验研究

针对酸性集料与沥青粘附性差、混合料水敏感性大的难题 ,根据配位键理论采用含铬外加剂处理酸性集料 ,显著提高沥青与酸性集料的粘附性。用强化的冻融劈裂试验评价混合料水损害 ,对比试验说明经过含铬外加剂处理后的酸性集料混合料劈裂强度比提高显著 ,长期抗水损害性能也较好。     

公路特大型泥石流研究及防治新理念

作为我国一种严重的公路水毁类型，公路特大型泥石流灾害至今尚未解决，本文建构了该类泥石流研究及防治新理念，对于公路建筑物的安全与稳定、确保公路交通有序进行具有重要意义。研究认为，公路泥石流研究及防治的主要对象是具有大冲大淤性能、毁损作用强烈的特大型泥石流；必须遵循以泥石流发育机理研究为基础、防治技术研究为手段、防治工程研究为目的的研究原则；详细分析了公路泥石流水毁模式，概化分析了冲淤变动型沟谷泥石流的发育特性；开发了防治效果极佳的速流结构，运用运动状态函数法建构了速流结构设计理念，运用动力学建构了泥石流最大抛程计算理论。     

桑塔纳汽车后桥强度有限元分析及改进方案

根据桑塔纳2000汽车后桥的实际结构，利用通用有限元软件ANSYS，对后桥进行了弹塑性静态结构有限元分析。主要研究了结构焊接处强度、横梁破坏处在半个周期载荷波内应力状态变化；给出了在最大剪应变幅平面上，影响疲劳强度及寿命的基本参量的计算结果；提出了提高后桥强度的改进方案。