公路隧道新设计规范中几个问题的探讨

设计规范作为行业强制性设计要求为依据,应是严谨、严肃的,但它同时又有一个不断发展和完善的过程.通过对新《公路隧道设计规范》(JTG D70—2004)使用中发现的与其它相关标准、规范的协调性、隧道建筑限界与内轮廓、钢纤维喷射砼等几个问题的探讨,起到抛砖引玉的作用,供同行研讨、参考.     

基于混合有限元法的钢箱拱相关稳定分析

针对薄壁结构提出了一种混合有限元方法,对结构关心的部位采用板壳单元模拟,其他部位采用杆系单元模拟,根据平截面假定推导了2种单元在交界面处的约束方程,由此建立整体混合有限元模型。通过算例验证了该方法的可靠性,可以计算薄壁结构的整体稳定、局部稳定和整体局部相关稳定。用该方法对某座刚构-单肋钢箱系杆拱组合桥梁进行特征值和弹塑性稳定分析,得到了相应的稳定系数和失稳模态。实例显示,该方法既可以弥补梁单元模型无法计算构件局部屈曲的不足,又可克服局部板壳模型无法准确模拟其整体边界条件及工作环境的缺点,还可以避免全结构板壳模型产生过多单元数量和庞大结构刚度矩阵的弊端,计算可靠性和计算效率大大提高。     

贵溪大桥水中承台钢套箱避水施工技术

该文以贵溪大桥水中承台施工为例,较详细地介绍了钢套箱的设计及避水施工技术。其中详细阐述了钢套箱避水施工中的难点和重点,钢套箱的设计、作用和施工各环节的具体操做。     

镦粗直螺纹钢筋接头在西港高架桥主墩钢筋笼连接中的应用

汕头市西港高架桥主桥墩采用直径2.5m、长71～83m的钻孔灌注桩,按人工焊接工艺安装完一根基桩钢筋需要四、五天时间,后改采用镦粗直螺纹钢筋接头,安装时间减至一、二天时间,大大的提高了钢筋笼安装效率,证明该技术完全能代替常规的焊接技术,可供同行借鉴推广使用。     

2205双相不锈钢临界点蚀温度的测定

依据ASTM G48标准试验方法对某天然气管道工程应用的2205双相不锈钢钢管的临界点蚀温度进行了测定,并且对产生点蚀的现象和原因进行了研究。结果表明该钢管材料的CPT为38℃,点蚀分为2种发展趋势(点蚀坑的形貌分为2种):第1种是表面张开型蚀坑,氯离子在试样表面聚集,形成蚀核并向其周边生长在试样表面形成光滑的腐蚀形貌;第2种是表面封闭性蚀坑,是由于材料表面局部钝化膜破坏,氯离子通过优先发生点蚀的区域向内部渗透,在试样表层下面形成高氯离子区,随后腐蚀区域慢慢增大,形成腐蚀空洞。     

长青沙大桥深水基础钢套箱-沉井施工技术

长青沙大桥跨越长江北汊,其水文、地质条件极其复杂,深水基础是全桥的施工难点,对钢套箱—沉井综合施工法在深水基础施工中的应用进行探讨,介绍了主要施工过程和注意事项。     

重庆忠县长江大桥双壁钢围堰受力分析

忠县长江大桥位于三峡库区上游重庆段,主墩承台施工由于受三峡水库蓄水的影响,水位高,工期紧,施工难度大。以此为背景,详细介绍深水桥墩大型双壁钢围堰的设计思路和设计计算过程,并阐明设计中应该注意的各种问题,为同类型桥梁深水基础钢围堰的施工提供参考。     

锚贴U形钢板-混凝土组合加固RC梁的抗弯试验

为了研究锚贴U形钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土梁的抗弯性能,设计5根加固梁和1根对比梁进行抗弯试验。试件的主要设计参数包括有无加载历史、钢板纵向加固长度、钢板厚度和螺杆间距。加载仪器采用1 000 kN梁柱加载系统,应变采集使用静态应变分析系统,挠度采用机电百分表测量。试验过程中,观测记录试验梁在荷载作用下截面应变、跨中挠度、加固部分与原混凝土之间的相对滑移、裂缝的产生与发展。基于平截面假定,推导试验梁的极限抗弯承载力计算公式,并对比模型试验与理论分析结果。试验结果表明：与未加固的对比梁相比,锚贴U形钢板-混凝土组合加固后的试验梁其开裂弯矩提高近50%,极限抗弯承载力提高约1倍;钢板纵向加固长度对梁的整体刚度有显著的影响,加固范围越大刚度提升越显著;加固范围应充分考虑加固部分截断处截面的抗剪能力,避免使试件从塑性弯曲破坏模式变成脆性剪切破坏模式;对比螺杆间距15 cm与30 cm试验梁的结果发现,只要符合构造要求的螺杆间距对试件的承载能力影响很小,但对裂缝开展有一定的影响,螺杆间距越密其裂缝开展明显变小;随着加固钢板面积增大,抗弯承载力也随之提高。针对加固后适筋破坏的RC梁,推导了极限抗弯承载力计算公式,利用公式计算出的极限抗弯承载力的理论值与试验值相对差值均在10%以内。     

海文跨海大桥设计关键技术

海文跨海大桥是中国首座跨越地震活动断层的跨海桥梁,主桥为独塔半飘浮体系斜拉桥,跨径布置为(230+230)m,跨断裂带引桥为57~60 m不等跨径的简支钢箱梁。针对项目强震、强风、强腐蚀等复杂建设条件,该桥主梁采用自重轻、抗风性能优、疲劳耐久的STC轻型组合扁平钢箱梁结构;桥塔采用承台无系梁的横向“人”字形塔、环向预应力锚固系统;通过与沉井方案比选,提出桥塔基础采用超大直径4.3 m的钢管复合桩,以解决强震作用下基础的受力与微风化花岗岩地质施工的难题;采用提出的钢-STC钢箱梁简支桥面连续构造、三维可调节的钢垫石支撑技术方案,以解决跨断裂带钢箱梁日常行车舒适性与强震下桥梁易修复的难题。开展钢箱梁简支桥面连续构造理论及荷载足尺模型试验、1∶20主桥振动台模型试验、抗风模型风洞试验等相关研究,验证了结构的可靠性及适应性。     

基于有限元方法的复合钢混凝土桥梁热点应力分析研究

通过建立复合钢混凝土疲劳危险部位焊接构件的三维有限元模型,围绕桥梁交通荷载作用下局部热点应力和疲劳损伤累积进行分析,获得合适的在役钢-混凝土桥梁关键焊接构件的疲劳损伤评价方法。研究结果表明:采用大桥有限元模型进行动力特性分析,模型计算固有频率和实测值最大误差在10%以内,计算的动力特性和设计测试阶段特性相符;钢混凝土桥梁纵向加劲桁架细节热点应力区域出现在上下弦杆与对角撑、盖板连接处,与焊缝构件最大疲劳损伤位置一致,主梁框架热应力出现在靠近公路外侧梁腹板连接处;通过线性米勒准则获得的疲劳损伤累积呈线性变化,在高周疲劳损伤初期损伤率增长较慢,后期较快,适用于在役结构疲劳寿命评价。