组合梁桥负弯矩区后张预制板抗裂技术研究

对于跨径小于50 m的桥梁,使用强配筋能很好地满足抗裂性能要求,但对于更大跨径的组合梁桥负弯矩抗裂,单独采用强配筋的方式已不能很好地满足桥梁抗裂需求。为了提高50~80 m连续组合梁桥负弯矩区桥面板抗裂性能,实现负弯矩区桥面板装配建造,提出一种适用不同抗裂能力的模数式预应力预制板。首先,设计了适合负弯矩区快速施工的3类预制板,其中A类板为中间位置普通预制板,B类板为带齿块的锚固板,C类板为端部锚固板,根据实际受力情况采用这3类预制板数量及长度组合以满足抗裂需要。其次,结合设计规范与数值模拟,验算使用这种抗裂技术时桥梁结构的内力、应力、挠度以及抗裂性能,验证其可行性。最后,进一步扩展到中跨径50~80 m、1.5~1.7边中跨比的组合梁桥,分别采用MIDAS进行结构抗裂验算与适用性分析。结果表明:采用后张预应力预制板抗裂技术可实现预制板翼缘应力在长短期组合下不出现拉应力,满足规范A类构件抗裂要求;养护龄期6个月的预制块在降低徐变作用方面效果明显,降幅均在48%左右,可满足50~80 m主跨跨径组合梁桥桥面板抗裂与钢箱梁强度控制规范要求;采用负弯矩预制板后,相较于规范计算结果,负弯矩长度范围略降低,仍可采用规范中偏安全的计算。

分缝护栏致空心板梁桥L型裂缝预应力控制方法研究

为提高护栏分缝桥梁的耐久性和承载力,以台金高速公路杨司高架桥预制空心板梁桥为背景,研究通过施加预应力控制因护栏分缝引起L型裂缝的有效性,并针对既有桥梁加固和新建桥梁设计提出通用的有效方法。采用Abaqus软件建立既有桥梁和新建桥梁的有限元模型,研究车道荷载作用产生的应力放大效应;分析预应力筋布置高度和长度对边梁梁底应力的影响及对既有桥梁护栏分缝导致的预应力损失;在此基础上,提出L型裂缝的预应力控制方法。结果表明:边梁应力放大系数随桥梁跨径和护栏高度的增加而增大,其取值范围为[1.42,2.14];预应力筋布置高度越低,边梁跨中梁底应力越大;预应力筋布置长度越短,既有桥梁梁底应力越大,对新建桥梁应力没有影响;分缝护栏对既有桥梁施加预应力产生损失,对新建桥梁不会产生预应力损失;在边梁跨中施加相应的预应力,可有效抵消跨中的应力集中效应,防止主梁跨中产生L型裂缝。

脐灸联合香砂六君子汤对腰椎间盘突出症术后患者的影响

目的探讨脐灸联合香砂六君子汤对腰椎间盘突出症全麻术后的影响。方法本研究纳入2022年2月至2023年1月在河南中医药大学第一附属医院接受治疗的66例腰椎间盘突出症全麻术后患者,随机分为对照组和研究组,各33例。给予对照组术后常规治疗,给予研究组脐灸联合香砂六君子汤治疗,比较两组胃肠功能恢复时间,治疗前及治疗1、2、3 d的血清胃泌素(GAS),术后1、2周及2、6个月的视觉模拟评分(VAS)和日本骨科学会评分系统(JOA)评分。结果研究组肠鸣音恢复、排气及排便时间短于对照组(P<0.05)。治疗1、2、3 d血清GAS与治疗前比较均升高(P<0.05),且研究组高于对照组(P<0.05)。术后2周及2、6个月,研究组VAS评分低于对照组,JOA评分高于对照组(P<0.05)。结论脐灸联合香砂六君子汤治疗腰椎间盘突出症全麻患者,可快速恢复患者的胃肠功能,提升血清GAS水平,减轻患者疼痛,促进腰椎功能恢复。

采用后张预制板技术的组合梁负弯矩段长期抗裂性能研究

组合梁负弯矩区在受拉的不利作用下容易出现混凝土开裂、挠度过大等病害,混凝土长期收缩徐变作用会进一步加重这些病害,严重影响组合梁桥的受力性能。该文提出一种后张预制板抗裂技术,在考虑收缩徐变作用的情况下,基于依托案例进行有限元数值模拟分析,验证该技术的有效性。为考虑收缩徐变作用,该文基于AAEM法的收缩徐变计算原理,编写了适用于ABAQUS显/隐式的时变效应程序,并基于组合梁长期试验验证时变效应程序及有限元建模方法的可行性。研究结果表明:基于AAEM法编写的收缩徐变预测模型及有限元建模方法有较好的适用性,与试验结果较为吻合,误差较小;后张预制板抗裂技术有效降低了因收缩徐变引起的挠度增加、预应力损失,提高了桥梁受力性能。该文可为组合梁负弯矩区开裂问题提供技术参考,也为有限元模拟考虑收缩徐变效应提供一定理论基础。

组合箱梁负弯矩预制板结构与施工期预应力损失研究

组合箱梁在桥梁建设中应用广泛,然而在施工阶段张拉预应力时,预应力损失现象严重。针对预应力损失现象,提出新型预制板抗裂结构体系,分别对预制板、剪力钉和剪力槽进行尺寸设计,并应用于实际工程。其实质为将钢箱梁和上部现浇混凝土隔开,张拉预应力阶段将减少钢箱梁分担的预应力,达到缩小预应力损失的效果。对监测数据和有限元模拟数据对比分析,中支点处预制板增大了1.67 MPa压应力储备。预制板的使用有效降低了预应力损失,对桥梁抗裂产生良好的效果。

独柱墩梁桥倾覆破坏模式与计算方法研究

为弥补现有规范中以刚体转动为代表的抗倾覆计算理论的不足,在系统研究多座独柱墩梁桥倾覆破坏的基础上,总结独柱墩梁桥倾覆的4种破坏模式,提出独柱墩梁桥的倾覆破坏主要受支座挤出和箱梁整体滑移2种破坏模式控制,并形成了独柱墩梁桥抗倾覆破坏承载力实用计算方法及简化计算方法。通过2座独柱墩梁桥倾覆破坏实例验证采用实用方法和规范方法计算独柱墩梁桥抗倾覆承载力的正确性,并进行独柱墩梁桥抗倾覆影响因素分析。结果表明:现有规范中的倾覆计算方法以刚体转动为主,过大地估计了独柱墩梁桥抗倾覆能力;所提出的抗倾覆实用计算方法将独柱墩梁桥抗倾覆承载力分为端部支座抗倾覆和上部结构自重抗倾覆,可较好地模拟倾覆临界荷载;增大支座横向尺寸、减小支座厚度和加大端部支座间距可作为独柱墩梁桥的抗倾覆加固方法。

中小跨径桥梁绘图设计重用模型

对中小跨径桥梁电子图进行抽象,建立了中小跨径桥梁绘图设计重用模型。该模型将桥梁设计图重用分成4个层次:图形库的形成、桥梁图形知识表示、桥梁图形知识库的形成以及桥梁图形知识的派生。每一层根据桥梁设计绘图的特点,考虑表达能力和求解复杂度,构建子模型;各层子模型通过预定义的接口进行信息的交互,构成最终的桥梁绘图重用模型。该模型通过人工智能算法,动态生成符合设计习惯的新的桥梁设计案例,为桥梁绘图设计重用提出了新的方法。

刹车荷载反复作用下沥青路面剪切动响应三维有限元分析

为了揭示刹车反复作用下沥青路面剪切动响应力学行为特征,应用ABAQUS建立了典型半刚性基层沥青路面三维计算模型,针对沥青路面剪切动响应控制性外部影响因素,以及单次及反复刹车作用下沥青路面剪应力与水平位移变化规律进行了数值模拟分析。计算结果表明:加速度和阻尼比对路面结构残余水平位移存在较大影响;刹车作用效应随着深度的增加而迅速衰减,路表呈现为波浪形的剪切推移变形特征;反复刹车导致沥青路表残余变形缓慢累积,作用次数达到106次后可形成波浪形车辙病害。

基于实体单元的桥梁截面内力计算研究

系统研究可用于桥梁设计和桥梁倒塌过程分析的控制截面内力计算方法,该方法主要包括以下三个方面:首先研究有限元实体模型的截面剖分算法,提出并分析比较分块索引及相邻单元优先等算法的优劣;其次,在得到截面应力或截面节点力的基础上,进一步研究基于截面应力分布和截面节点力计算截面内力的方法;最后,分别在悬臂梁和圬工拱桥中对采用VS.NET及C#开发的截面内力计算系统进行了应用和验证,并分析圬工拱桥倒塌过程的内力发展。研究结果表明,分块索引相邻单元优先算法进行截面内力计算具有迭代次数少且计算速度快等特点;另外,采用等效节点力计算截面内力具有误差小、效率高和适用范围广等优点,可为桥梁抗倒塌研究提供有效的工具。

粉煤灰对混凝土开裂行为的影响及评价

采用ANSYS6.1有限元分析程序,计算了椭圆环约束开裂自动检测装置在干燥条件下的内外边界应力分布.采用改进后的椭圆环约束开裂试验,测定了混凝土砂浆初始开裂时间,并结合混凝土的干缩、抗折强度、极限拉伸应变等测试结果,综合评价了混凝土在非荷载及荷载作用下的抗裂性能.利用上述测试方法和评价体系,研究了粉煤灰对混凝土抗裂性能的影响.

辅助胶凝材料对混凝土开裂行为的影响及评价

本文分析比较了测定收缩开裂的典型试验方法和装置,采用ANSYS6.1有限元计算了椭圆环约束开裂自动检测装置其干燥条件下内外边界应力分布,论述了该方法用于评价混凝土试件早期约束状态下由于干缩变形导致开裂的测试方法的合理性和可行性。提出了初始开裂时间(ICT)并结合混凝土的干缩、抗折强度、抗压强度等测试结果,综合评价混凝土在非荷载作用约束条件下及荷载作用下的抗裂性能。利用上述测试方法和评价体系,试验研究了辅助胶凝材料(SCM)对混凝土抗裂性能的影响。

钢管混凝土叠合柱施工偏差对极限承载力的影响

钢管混凝土叠合柱高墩在施工过程中模板或钢管安装发生偏差容易导致极限承载力下降,然而采用传统的线弹性分析方法常不能有效的计算该部分下降.为更加准确的模拟施工偏差对钢管混凝土承载能力的影响,采用ABAQUS及其非线性梁板单元,充分考虑几何非线性和材料非线性,通过线弹性屈曲和非线性后屈曲分析计算,详细研究了施工偏差对钢管混凝土叠合柱桥墩极限承载力所产生的影响.结果表明:随着钢管混凝土叠合柱桥墩顶部偏移值的增大,其极限承载力也在逐步减小,说明施工偏差导致整个钢管叠合柱桥墩发生弯曲之后,极大地降低了桥墩的极限承载力.该承载力的下降呈现显著的几何非线性,荷载和施工偏差存在二阶效应,所以在实际施工过程中,要严格控制钢管安装时的误差.

基于预制T梁桥中优化钢横隔梁设置力学性能——以泰顺三星桥为例

针对装配式预制T梁桥中混凝土横隔梁出现错台、开裂等病害,影响梁桥的正常使用寿命,焊接钢横隔梁在施工中操作不便,无法快速安装等缺点,设计一种螺栓铰接的新型钢横隔梁。基于实际工程,通过ABAQUS有限元数值模拟方法,探究新型钢横隔梁的横向传力性能。结果表明,新设计的钢横隔梁装置不仅可以解决混凝土横隔梁错台、开裂等问题,且具有快速安装、减少工作量等特点。

独柱墩梁桥倾覆破坏机理研究

系统研究了独柱墩梁桥在超载及偏载作用下箱梁发生倾覆破坏的机理,具体包括如下内容:(1)定义了箱梁发生倾覆前的两个关键状态,即一侧端支座脱空状态和倾覆稳定极限状态,并据此进一步定义了箱梁发生倾覆的3个阶段,即稳定阶段、过渡阶段和倾覆阶段;(2)以上虞春晖大桥为背景,建立了考虑接触非线性和几何非线性的ABAQUS有限元模型,确定了桥梁倒塌的两个关键状态所对应的荷载,并进一步研究了倾覆荷载与箱梁弹性模量、加载位置、桥长和支座与箱梁摩擦系数间的关系。研究结果表明:(1)有限元计算得到的倾覆极限荷载与春晖桥现场倒塌实测荷载吻合,表明春晖桥的倒塌源于箱梁首先倾覆,在倾覆过程中桥墩被推倒;(2)倾覆稳定极限状态可以作为判断桥梁是否倾覆的依据,比采用一侧端支座脱空状态判断更加准确,对应的倾覆极限荷载是转动极限荷载的1.5~2倍;(3)独柱墩梁桥的转动和倾覆极限荷载与箱梁的弹性模量、加载位置和桥长有关,而与支座与箱梁间的摩擦系数无关。

应力集中致空心板L型裂缝研究

由于中小跨径桥梁大多采用标准图纸进行设计,空心板上混凝土栏杆跨中分缝是标准图中常见的方案。然而,浙江台金高速杨司高架桥混凝土栏杆跨中分缝后,空心板边板跨中大规模出现单一L型裂缝,暗示栏杆分缝与空心板开裂密切相关。该研究经过现场调研,系统搜集整理了事故桥的图纸、施工、材料及现场开裂信息,通过基于ABAQUS建立弹性和混凝土塑性损伤的事故桥的有限元模型,分析了新型L型裂缝的产生机理。研究结果表明:1)当栏杆和空心板固结时,栏杆分缝将引起刚度突变,导致应力集中,诱发出现穿过传统中和轴的L型裂缝;2)随着跨中空心板上栏杆预留缝宽度的减小和深度的增大,边板跨中底部应力逐渐增加;3)无论是弹性模型还是塑性损伤模型,不合理的分缝引起应力集中的趋势一致。该文的研究发现将改变量大、面广的空心板栏杆分缝传统方案,提升空心板使用性能。

圬工拱桥重要性系数分布与倒塌模式相关性研究

系统研究基于广义刚度法的构件重要性评价理论在桥梁结构倒塌过程分析中的应用,具体包括以下内容:①推导基于实体单元高斯点应力计算的单元重要性系数计算公式;②用C#和VS.net 2005编程实现单元重要性系数的计算和显示程序的开发;③采用上述程序研究悬臂梁重要性系数的分布以及在重要性系数最大的单元旁进行加固后结构重要性系数的变化;④进一步研究双跨圬工拱桥在试验荷载作用下的重要性系数分布与倒塌模式的关系,并与试验结构进行对比验证。研究结果表明:①在重要性系数最大的单元处进行加固将有效降低最大结构重要性系数,并能使单元重要性系数分布均匀;②结构重要性系数分布局部峰值对应着破坏时可能出现塑性铰的最大个数,且塑性铰出现的顺序由重要性系数局部峰值高的位置向重要性系数局部峰值低的位置传递;③线弹性计算结构重要性系数局部峰值分布位置与考虑结构材料非线性计算结果一致,但方差更大。

基于案例推理和神经元网络的桥梁知识的复用

采用面向对象方法进行桥梁知识数据组织,建立了包含几何信息和非几何信息的桥梁案例数据,并通过系统建模平台,建立了和中小跨径桥梁通用图库中项目图纸信息一一对应的可供推理的案例数据库。案例数据采用SQL Server 2005数据库技术进行结构化存储。研究了适合桥梁结构设计的构件相似性定义,建立了获取桥梁结构设计相似案例方法。采用人工神经元网络技术,挖掘相似案例中蕴涵的知识,实现对最相似案例的修改,形成符合新的设计要求的桥梁设计案例。实现桥梁数据的参数和知识驱动,形成了基于挖掘以往设计案例中包含的知识的桥梁结构设计方法,为桥梁结构设计企业重复利用以往设计案例提供了有效的解决方法和新的思路。

农村土地流转的再审视——以农村人多地少的基本矛盾为视角

研究目的:对农村土地法律制度缺陷和中国农村土地是否可以大规模流转进行研究。研究方法:综述文献资料进行综合分析。研究结果:现有农村土地法律制度缺陷的相关研究,无益于中国农村人多地少主要矛盾的根本解决。以提高劳动生产率为目标的农村土地产权和流转改革,会产生大量的农村剩余劳动力,加剧农村矛盾和激活社会动荡。研究结论:基本保持现有农村土地制度,慎谈农村土地的大规模流转。

桥梁倒塌分析有限元后处理关键技术

为辅助桥梁倒塌事故责任鉴定,系统研究了桥梁倒塌过程分析有限元后处理相关关键技术,具体包括以下内容:(1)设计了基于面向对象思想自主开发的有限元后处理程序总体架构;(2)研究并编程实现了大文件分块读取、单元生死显示等后处理关键技术;(3)在简化处理总体应力磨平方法的基础上,研究了实体单元高斯点应力外推节点应力算法;(4)用C#和VS.net 2005开发了有限元计算结果及重要性评价云图显示程序;(5)分别在双跨石拱桥模型、悬臂箱梁模型和堤溪沱江大桥倒塌过程分析中对上述后处理关键技术进行了应用和验证。研究结果表明:(1)用开发的后处理系统进行有限元后处理计算是可行的,其结果与Abaqus和SM-Solver计算结果基本一致;(2)采用分块读取有限元计算结果大文件可以有效提高桥梁倒塌过程显示的流畅性;(3)单元生死显示模块可以动态地展现桥梁倒塌过程,为事故原因分析提供技术支持。

基于OpenSees大应变单元的拱桥倒塌过程模拟

系统研究了基于OpenSees的圬工拱桥倒塌过程模拟,包括以下内容:①比较了小应变单元和大应变单元在桥梁倒塌模拟应用中的优劣;②通过添加质量矩阵,二次开发了TLFD8nBrick单元,并验证了其在动力计算中的正确性;③采用TLFD8nBrick单元,完成了堤溪沱江大桥倒塌过程模拟;④研究了基于OpenSees的倒塌过程有限元分析的计算结果和单元生死显示后处理技术。研究结果表明:①采用小应变单元会导致计算结果失真,无法模拟倒塌过程中的几何非线性问题;②经过二次开发后的TLFD8nBrick单元可用于结构动力计算,能实现桥梁结构的倒塌过程模拟;③用C#和VS.net 2005开发的有限元程序计算结果与Abaqus基本一致,以云图显示效率较高;④单元生死显示模块可以动态地展现桥梁倒塌过程,为事故原因分析提供技术支持。