不同性能水平下600 MPa级高强钢筋混凝土柱位移角限值研究

基于性能抗震设计思想的600 MPa级高强钢筋混凝土柱位移角限值研究,对于推广高强钢筋混凝土柱的应用至关重要。通过17根HTRB630高强钢筋混凝土柱试件和3根HRB400钢筋混凝土柱试件的拟静力试验研究了其抗震性能。与HRB400钢筋混凝土柱相比,HTRB630高强钢筋混凝土柱的滞回曲线的形状没有发生明显改变,试件具有较好的承载能力和延性。将基于Kunnath损伤模型计算的损伤指数与试验中测量的损伤指数范围进行了比较,结果表明,Kunnath损伤模型可以准确计算HTRB630高强钢筋混凝土柱的损伤指标。根据HTRB630高强钢筋混凝土柱的破坏特点,以屈服点、峰值点和极限点作为高强钢筋混凝土柱的性能水平控制点。基于性能抗震设计的思想,将600 MPa级高强钢筋混凝土柱的性能水平划分为5个性能水平,即正常使用、暂时使用、修复后使用、生命安全和接近倒塌性能水平。结合参考文献中600 MPa级高强钢筋混凝土柱的试验数据,对65个600 MPa级高强钢筋混凝土柱各特征点的位移角进行了相对频率统计分析,得到了600 MPa级高强钢筋混凝土柱在暂时使用、修复后使用和接近倒塌3个性能水平下具有超过90%安全保证率的位移角限值分别为1/150、1/80和1/60。

润扬大桥结构健康监测策略

对建立大跨桥梁结构健康监测系统的关键问题———大跨桥梁结构健康监测策略进行了分析研究,阐述了大跨桥梁结构健康监测项目的选择依据、传感器优化布设的原则与主要依据、传感器选择的原则等.提出了综合考虑大桥的结构特点和各个方面对系统功能的要求,通过费用效益比分析,确定长期监测和周期检测内容的项目选择原则.关于传感器的布设,提出了遵循从状态评估的需要出发,以有效和经济为目标,使测点能够发挥最大效应的原则,综合结构安全评估、传感器布设优化理论等因素进行优化布设的方法.在有限元分析的基础上,应用遗传算法进行了润扬大桥结构健康监测系统振动和应变传感器优化布置的理论分析.然后进行了润扬大桥结构健康监测传感器系统的总体设计.

江阴大桥原结构安全监测系统设计分析

在对江阴大桥结构受力特点进行简要分析的基础上,从大跨桥梁结构健康监测的监测思想、测点布置、测试技术的应用等方面,对江阴大桥原安全监测系统及存在的主要问题进行了分析研究。并从项目选择、传感器布设、网络结构、监测设备的选用、数据采集与监测运行模式、数据存储模式、应用软件设计等方面对江阴大桥原结构安全监测系统进行了比较详细的分析,阐述了江阴大桥健康监测系统升级改造的目标需求,为升级改造工程设计与实施提供了依据。

润扬大桥结构健康监测系统设计研究

对建立润扬大桥结构健康监测系统的主要问题进行了分析研究,提出了建立大跨桥梁结构健康监测项目的选择依据,并对润扬大桥结构健康监测系统的构成和主要功能、传感器等4个子系统的设计原则与思路、设备的选择原则等进行了分析。

矮塔混凝土斜拉桥成桥索力优化

针对矮塔混凝土斜拉桥结构受力特点,推导出了在恒载、车辆荷载、温度作用下整体弯曲能量表达式.以结构整体弯曲变形能最小为目标,主梁主塔单元弯矩和轴力为约束条件,应用MIDAS/CIVIL 2010的未知荷载系数模块进行了最不利荷载组合作用下矮塔混凝土斜拉桥成桥索力优化计算分析.讨论了车辆荷载和温度作用对矮塔斜拉桥成桥索力优化结果及大桥结构内力分布的影响.研究结果表明,车辆荷载和温度作用对拉索索力、主梁弯矩等力学参数的影响较大,在进行成桥索力优化时应该考虑车辆荷载和温度作用.

大跨桥梁缆索钢丝腐蚀速率的试验研究

为了探讨大跨桥梁缆索腐蚀规律,根据缆索钢丝的实际腐蚀状态制作了圆柱形腐蚀电极,基于正交试验设计原理和电化学实验方法进行了缆索高强度钢丝的腐蚀速率研究.在对试验结果直观分析和方差分析的基础上,研究了温度、含盐量、pH值等因素及交互作用对钢丝腐蚀速率的影响规律.研究结果表明,环境影响因素的主次顺序为:NaCl浓度>温度>温度与pH值的交互作用>pH值>温度与NaCl浓度的交互作用>NaCl浓度与pH值的交互作用.温度和NaCl浓度对钢丝腐蚀速率的影响呈单调关系,而pH值的影响呈非单调关系.

混凝土箱梁桥零号块水化热过程分析研究

结合黄沙港大桥工程实际,以箱室内外温度测试数据作为边界条件,根据混凝土水化过程的热传导方程,应用有限元分析程序ANSYS,对浇筑期间预应力混凝土连续箱梁零号块结构的温度场进行了仿真分析,并将仿真计算结果与混凝土连续箱梁的实测结果进行了比较。然后,应用ANSYS软件,采用增量法,动态模拟浇筑过程中水化热温度场变化引起的结构应力变化,得到了施工过程中应力场的时间和空间分布规律。分析表明,由于顶板和底板厚度较薄、内外温差较大,温度引起的残余应力也相对较大,而腹板最终的残余应力较小。因此,应该通过覆盖保温材料,控制厚度较薄的底板和顶板的内外温差,以改善内部混凝土后期受力状况,同时要注意控制预应力张拉时间和张拉力的大小。

分析蜂窝夹芯板脱胶问题的状态分解能量法

讨论了工程中常见的夹芯板面板与芯材间的脱胶问题，用状态分解方法建立了一种分析含脱胶区的蜂窝夹芯板的力学模型．将分析夹芯板的脱胶问题归结为分析由脱胶引起的附加位移与附加应力．利用双三角级数和ＲａｙｌｅｉｇｈＲｉｔｚ方法求解了具有矩形脱胶区的蜂窝夹芯板脱胶问题的附加位移，对解的收敛性分析表明具有较好的收敛性．本文的解，为确定含脱胶的蜂窝夹芯板临界屈曲载荷以及断裂力学参数的确定，提供了合理而简单的位移模态．

蜂窝夹芯梁脱胶问题的力学分析

采用状态分解－解析方法分析了蜂窝荚芯梁由于面板与芯材脱胶而引起的附加位移、附加内力与能量释放率，并讨论了未脱胶段的附加变形对脱胶段附加位移及能量释放率的影响，为简化力学模型提供了理论依据．

异形钢管混凝土系杆拱桥结构健康监测系统

针对异型拱桥结构特点和养护管理的需求,提出了在线监测系统与人工巡检系统相结合的综合监测策略.采用多尺度结构有限元分析方法,分别进行了大桥静动力响应分析、构件重要性与易损性分析和复杂区域结构响应敏感性分析.在此基础上,综合大桥的环境特点与运营条件、结构评估需求、优化布设理论等因素,进行了FBG等传感器布置.提出了以结构第一传力体系静力参数为主、动力参数为辅的构建结构状态预警与安全评估指标的策略;采用趋势分析法,建立了大桥运营状态预警系统;基于子结构法和局部损伤评估方法建立了复杂区域状态安全性评估方法.

瀛洲大桥结构健康监测系统设计

根据洛阳瀛洲大桥作为城市景观桥梁的异型拱桥结构特点和养护管理的需求,提出了基于自动化传感测试在线监测系统与人工巡检系统相结合的综合监测策略。根据大桥构件在结构安全中的重要性和易损性确定了监测内容,采用通用软件ANSYS建立了大桥空间有限元结构分析模型,进行全桥结构静动力特性分析,重点对于大桥关键受力区-拱脚倒三角区进行了应力分布研究。在此基础上进行了FBG等传感器布置,对于大桥运营结构预警与评估实施方法等进行了探讨。在结构监测、预警与安全评估方面,提出以"结构第一传力体系静力特点为主,动力特点为辅"的方法,提升了评估技术的实用性和可靠性,为进行大桥结构状态识别、结构的承载力评估与结构安全评估等进一步工作奠定基础。

大跨桥梁缆索构件环境腐蚀当量关系研究

依据法拉第定律和腐蚀损伤相当的原则,提出了编制大跨桥梁构件加速腐蚀当量环境谱的方法,确定了桥梁结构钢材在不同温度、湿度条件下的当量折算关系函数和方法,研究了温湿度对于桥梁缆索构件腐蚀的影响规律,提出了大跨桥梁环境谱编制以及当量折算原则。根据润扬大桥健康监测系统数据编制了温湿度环境年谱,进行了温湿度加速试验环境谱研究与当量关系折算。本文的研究工作为大跨桥梁缆索构件耐久性评估以及日历寿命体系评定奠定了基础。

基于振动分析的混凝土刚架拱桥典型病害研究

针对刚架拱桥出现的病害,建立典型混凝土刚架拱桥空间结构有限元模型,分析其动力特性和结构损伤之间的关系,重点研究横向联系体系对动力特性的影响。进行基于环境激励的刚架拱桥模态试验和振动响应测试,并与有限元分析结果进行了比较。分析结果表明,刚架拱桥桥面1阶扭转振型的自振频率对横向联系体系的约束作用非常敏感,可作为反映刚架拱桥结构损伤的特征参数。

内河航道单级船闸结构运营安全监测评估系统研究

以杨家湾船闸为对象,进行了内河船闸结构运营安全监测评估系统研究.包括监测测点布置、数据采集与处理系统构成、运营预警与安全评估方法研究.根据内河航道通航特点以及船闸结构特点,给出了船闸结构性能监测参数统计预报模型.基于层次分析法,建立了船闸结构综合评估模型,给出了安全性、耐久性、适用性评估的主要控制项及权重指标.

分析蜂窝夹芯板脱胶问题的片条合成-能量法

本文提出了分析蜂窝夹芯板脱胶问题的片条合成-能量法。在文献[2]建立的分析模型的基础上,根据分析蜂窝夹芯梁脱胶问题得到的位移模态,用片条合成的方法构造蜂窝夹芯脱胶板的位移模态,然后用最小势能原理进行求解,得到了位移幅值、应力分布和幅值。通过算例对本文方法的适用性和有效性进行了讨论,分析表明本文的结果与文献[2]中双三角级数解法所得的结果吻合的很好。而利用片条合成-能量法,可以得到蜂窝夹芯板脱胶问题的闭合形式解答,便于工程应用。

声发射技术在金属结构疲劳损伤中的应用研究进展

声发射技术作为一种无损检测技术,在金属结构的疲劳探伤中得到了广泛的关注和研究。介绍了声发射的基本原理,分析了声发射参数与疲劳力学参数的关系,总结了声发射技术在金属疲劳研究中所取得的成果及在工程中的应用情况,最后展望了声发射技术在金属结构疲劳损伤检测领域的应用前景。

基于小波多分辨力的光纤应变监测信号的多尺度分析研究

针对大型工程结构健康监测信号分析过程中的信号交叉问题,以江阴大桥健康监测系统光纤监测信号为对象,通过小波多层分解与逐层重构得到不同尺度上的信号分量,然后进行不同尺度下的信号相关性分析,研究温度作用对于钢箱梁结构应变的影响规律。研究结果表明:大跨桥梁钢箱梁应变信号中的低频部分主要由温度作用造成;夏天的温度作用对钢箱梁局部应变的影响更加显著;同一截面不同位置的测点以及每天不同时段,温度对应变的影响均相差很大。

金属材料压缩曲线三参数模型及应用

利用工程材料手册中现有的金属材料拉伸应力应变曲线及参数 ,通过以三参数形式表示的真实应力自然应变关系曲线 ,导出了压缩应力应变关系曲线三参数模型 ,并应用于金属蜂窝夹芯板弹塑性屈曲分析 .同时进行了蜂窝夹芯板弹塑性屈曲实验研究 .分析对比表明 ,理论分析结果与实验结果吻合得很好 .最后讨论说明在进行金属构件弹塑性稳定分析时 。