基于颗粒流原理的盾构切割GFRP筋混凝土围护桩机制

在盾构无障碍接收过程中，盾构切割GFRP筋混凝土围护桩时桩体会朝向基坑临空侧发生变形，甚至发生整体倒塌，引起工程事故。为此，需要对盾构切割GFRP筋混凝土围护桩的机制进行研究。基于PFC3D建立盾构切桩的离散元颗粒流模型，得到盾构切刀切削力的变化规律与桩体应力的变化规律，揭示盾构无障碍接收切桩的机制： 前半切入行程为剪压破坏，后半切入行程为剪切破坏，并指出在切桩过程中应控制好盾构推力，避免GFRP筋混凝土围护桩整体倒塌。     

GFRP双腹板型材主梁静力分析与静载试验

GFRP材料有着轻质、高强、耐腐蚀等优点,工程应用前景十分广阔,但GFRP型材作为桥梁主梁的应用鲜见.通过采用当量圆模型对车辆荷载进行了简化,利用有限元软件和Tsai-Wu准则,对将GFRP型材用作桥梁主梁进行了静力分析.静力分析和静载试验的结果均表明：尽管GFRP材料弹性模量小,作为桥梁主梁刚度较小,跨中挠度值比较大,但该材料具有十分良好的弹性恢复能力,GFRP双腹板型材可满足作为轻便桥梁主梁的使用要求.     

玻璃纤维筋在连续墙中的应用

为了充分利用盾构机性能、节约资源,提高区间盾构施工始发到贯穿掘进效率,降低盾构刀盘的切割损耗,同时提高施工安全性,在盾构始发井和接收井的区间隧道洞门一定范围的围护结构骨架采用玻璃纤维筋代替钢筋。以南宁轨道交通1号线广西大学站工程为背景,介绍玻璃纤维筋的材料特性、施工规范及验收标准,和工程实际应用。玻璃纤维筋的成功应用,解决了断面范围内使用钢筋笼加工及吊装难题,为盾构穿越提供了条件;工程实践证明:采用玻璃纤维筋代替钢筋的维护结构,既可以节省成本,同时也缩短了盾构井的穿越时间,减少了对地面环境的干扰。     

盾构直接切削围护墙的设计探讨

在国内地下工程中,盾构进出洞一般采用人工凿除盾构范围的围护墙后再进行掘进的方式,该种方式对地层加固和止水要求相对较高,且存在一定的施工风险,施工费时费力。采用GFRP(玻璃纤维)筋代替围护墙中盾构直径范围内的钢筋,可使盾构在进出洞时直接切削围护墙进行掘进,这样既可以加快施工进度、减少施工风险,同时还可以降低围护墙前地层的加固范围及地层与围护墙间的止水要求,是一种比较经济的施工方法。     

对玻璃钢积层板和夹层板公式的探讨

在《玻璃纤维增强塑料渔业船舶建造规范》2008中,积层板及夹层板蒙皮厚度计算公式中的设计衡准参数存在理论缺陷,夹层板厚度计算公式不能充分体现夹层板各组分力学性能与彼此厚度之间的匹配关系。鉴于此,笔者依据复合梁原理,将积层板视为夹层板特例,提出积层板与夹层板的统一公式。此公式虽较各向异性板的弹性力学求解法粗略,但仍能体现夹层板各组分力学性能与厚度的匹配关系。经算例计算,统一公式计算值与LR《特规》相当接近,因此统一公式可用于玻璃钢船体设计。     

玻璃纤维筋在地铁围护桩设计中的研究及应用

为解决当前地铁建设中玻璃纤维筋在盾构端头围护桩中大量应用而相应圆形截面玻璃纤维筋混凝土构件设计计算等研究不足这一矛盾,通过公式推导得到基于混凝土受压破坏的圆形玻璃纤维筋混凝土受弯构件的正截面承载力计算公式,并与现有行业标准《盾构可切削混凝土配筋技术规程》中关于圆形玻璃纤维筋混凝土受弯构件正截面承载力计算公式进行对比,从配筋及安全储备等角度进行分析。结果表明:相比《盾构可切削混凝土配筋技术规程》中关于玻璃纤维筋圆形混凝土构件正截面承载力的计算公式,本文所推导基于混凝土受压的玻璃纤维筋混凝土圆形截面构件计算公式在直径不大于1 m、设计承载弯矩小于1 000k N·m时,配筋量设计更为优化,有利于控制造价,进一步研究发现当直径大于1 m时,本文所推导公式在减少配筋、控制造价上更有优势。     

Behavior of circular concrete columns reinforced with hollow composite sections and GFRP bars

Hollow concrete columns (HCCs) constitute a structurally efficient construction system for marine and offshore structures, including bridge piers and piles. Conventionally, HCCs reinforced with steel bars are vulnerable to corrosion and can lose functionality as a result, especially in harsh environments. Moreover, HCCs are subjected to brittle failure behavior by concrete crushing due to the absence of the concrete core. Therefore, this study investigated the use of glass fiber-reinforced polymer (GFRP) bars as a solution for corrosion and the use of hollow composite-reinforced sections (HCRSs) to confine the inner concrete wall in HCCs. Furthermore, this study conducted an in-depth assessment of the effect of the reinforcement configuration and reinforcement ratio on the axial performance of HCCs. Eight HCCs with the same lateral-reinforcement configuration were prepared and tested under monotonic loading until failure. The column design included a column without any longitudinal reinforcement, one reinforced longitudinally with an HCRS, one reinforced longitudinally with GFRP bars, three reinforced with HCRSs and different amounts of GFRP bars (4, 6, and 8 bars), and three reinforced with HCRSs and different diameters of GFRP bars (13, 16, 19 mm). The test results show that longitudinal reinforcement—whether GFRP bars or HCRSs—significantly enhanced the strength and displacement capacities of the HCCs. Increasing the amount of GFRP bars was more effective than increasing the bar diameter in increasing the confined strength and the displacement capacity. The axial-load capacity of the GFRP/HCRS-reinforced HCCs could be accurately estimated by calculating the load contribution of the longitudinal reinforcement, considering the axial strain at the concrete peak strength. A new confinement model considering the combined effect of the longitudinal and transverse reinforcement in the lateral confinement process was also developed.     

GFRP筋混凝土护栏设计与安全性能分析

提出一种新型GFRP筋混凝土护栏,对护栏采用屈服线理论进行配筋计算,并采用经实车足尺碰撞试验校核的计算机仿真模型对其进行安全评估。结果表明:GFRP筋护栏对横向载荷的抗力大于标准值520 kN,满足强度要求;GFRP筋混凝土护栏可对小客车、大客车和大货车进行有效的防护,防撞等级达到SS级。     

单线铁路隧道高地应力软岩破碎带大变形控制措施研究

为解决高地应力隧道软岩破碎带大变形的控制问题,以兰渝铁路某隧道为例,分析了软岩破碎带的变形特征,结合前期变形控制的经验,确定软岩破碎带的变形等级,采取保护围岩的施工理念,选择合理的支护参数,加强锁脚锚杆,施作锁固锚杆,使支护结构均匀受力,预留合理变形量并确定工序化注浆和横撑支护加强的时机,短台阶开挖、快速封闭和适时施作衬砌,建立大变形控制流程,有效控制了隧道软岩破碎带大变形.     

GFRP桥面板的设计和计算

玻璃纤维增强聚合物（GFRP）具有抗风化、抗腐蚀的性能,是钢筋的理想替代材料,且其重量仅为铪的1／5。桥面板自重的减轻,相当于提高了桥梁的承载能力。而对于GFRP桥面板的设计计算,目前尚无规范可循,设计中最关注的问题是受压翼缘的有效宽度和横向分布系数。为安全计,现阶段可不考虑GFRP桥面板与主梁的组合作用：横向分布系数可按杠杆法计算,但这两项都是偏于保守的建议,仅供参考。