甘肃省公路隧道混凝土路面抗滑特性测试与分析

采用路面摩擦系数测试系统对甘肃省公路隧道路面抗滑性进行了现场实测,调查结果表明,普通水泥混凝土路面抗滑持久性差,存在较大的安全隐患;分析了不同隧道路面类型抗滑特性,针对隧道路面抗滑性及抗滑持久性,提出了隧道路面纹理优选方案。

甘肃省河西走廊地区高速公路沥青路面养护对策

为提高甘肃省河西走廊地区高速公路路面使用性能,改变以往由经验进行养护对策选择带来的资金浪费问题,该文提出了基于决策树的甘肃省河西走廊地区高速公路沥青路面养护对策选择方法,并运用连霍高速公路张掖段路况数据对模型进行了验证。结果表明:建立的甘肃省河西走廊地区高速公路养护与维修对策选择决策树模型有较好的适用性,大大简化了养护维修对策选择的过程,养护措施和所养护路段的路况比较吻合。

兰州轨道交通1号线对白衣寺影响数值分析

兰州轨道交通1号线因考虑到客流和线网的因素不得不侧穿省级保护文物白衣寺,因此须确保在盾构施工和运营期间白衣寺的安全。分析得出:采用隔离桩保护措施进行加固对控制施工沉降有显著效果;采用钢弹簧浮置板道床时列车运行振动对地表影响有明显改善。

甘肃省戈壁地区养护方式对预制混凝土箱梁抗裂性及强度的影响

为研究甘肃省戈壁地区养护方式对预制混凝土箱梁抗裂性及强度的影响,首先勘测了现场气候条件,选择了三种养护方案。然后测试和分析了不同养护方式下试验箱梁强度及裂缝的发展规律,结果表明:按照蒸汽养护、土工布包裹养护、薄膜包裹养护的顺序混凝土强度及拉压比逐渐减小,抗裂性逐渐减弱;蒸汽养护为戈壁地区最佳的养护方式;戈壁地区出现的裂缝宽度主要分布在0.00~0.02 mm及0.03~0.04 mm两个区间;在戈壁地区混凝土箱梁的养护不仅要注重保湿养护,更应该加强保温养护。最后结合试验和现场施工情况,对大温差、干寒、强风地区预制混凝土箱梁裂缝的预防和控制提出一些针对性的建议。

盐碱环境下氯化物侵蚀对混凝土桥梁耐久性的影响

为解决西北地区盐碱环境中钢筋混凝土桥梁的腐蚀及耐久性问题,通过现场调研西北地区盐碱环境中桥梁病害问题、土壤和桥梁中氯离子的分布情况,运用修正Fick第二定律和有限元模拟拟建桥梁各部位的氯离子扩散规律,并预测了桥梁的耐久性寿命,探讨了提高混凝土强度和保护层厚度等措施对桥梁耐久性寿命的提升效果。结果表明,盐碱环境中表层土壤氯离子含量最高,服役桥梁存在多种病害,下部结构最易受到氯离子侵蚀。服役桥梁下部结构承台、桥墩和桩基的耐久性寿命分别为55.3、63.1和91.5 a,通过合理提升混凝土强度、提高保护层厚度等可以使桥梁的耐久性达到要求。

考虑静荷载与环境耦合作用的钢结构涂层劣化实验研究

为研究钢结构涂层在静荷载与大温差、风沙侵蚀作用下的劣化性能,设计了钢结构涂层的静荷载加载系统;以钢桥常见的普通型和长效型体系为对象,通过静力加载与温差控制、气流挟沙喷射法开展实验研究。采用拉开法测试了静荷载与大温差耦合作用下涂层的劣化情况,并对涂层的附着、内聚破坏模式进行定量化测试;结合拉开法及厚度测试结果,得到了涂层抗力的动态劣化过程;采用气流挟沙喷射法研究了静荷载与大温差作用下涂层的耐冲蚀性能,综合实验结果,得到涂层在静荷载与环境耦合作用下工作性能的退化过程。研究结果表明:静荷载与环境耦合作用使面漆抗力衰减至防护功能破坏后,大温差导致涂层材料向脆性转变,静荷载加速涂层的劣化,风沙冲蚀作用造成涂层从体系剥离;耦合作用下体系的抗力快速衰减,涂层逐次退出工作,涂装体系完全丧失抗力,最终从基材上剥离。对于实验涂装体系,经历30 d静荷载与大温差作用后,涂层附着力最大降低8.97%,厚度、冲蚀量、临界冲蚀角最大分别增加25.3%、46.15%、17.4%。

桥梁群桩基础非线性静力计算模型及拟静力试验研究

线弹性地基反力法（m法）仅适用于正常使用时桥梁桩基础变位较小的情况，但在强震作用下基础的变位较大。为了研究桩基础在地基土及桩身进入非线性状态下的水平承载能力及变形特性，通过群桩基础缩尺比例模型，采用拟静力试验研究桩基础的破坏机制、承载能力、变形性能以及滞回特性。提出水平荷载作用下群桩基础的非线性静力计算模型，在该模型中采用分布PMM塑性铰模拟变轴力作用下桩身的弹塑性，采用美国API规范给出的p-y曲线、心曲线以及q-z曲线模拟地基土的非线性（其中，P为桩侧土水平抗力，Y为水平位移，t为桩周土竖向摩阻力，q为桩端土竖向抗力，Z为桩土竖向相对位移）。研究结果表明：（1）本文提出的分析模型与模型试验结果吻合较好；（2）可采用Clough退化双线性模型模拟桩基础的滞回特性；（3）桩身受力薄弱部位在桩顶以下0～4倍桩径范围内。研究结果可为应用能力谱法评价桩基础的抗震性能提供参考。

考虑边坡效应的桥梁桩基受力分析

基于边坡上桥梁桩基的受力特点,考虑边坡对桩基的土推力和土抗力效应,依据桩段的静力平衡条件,建立考虑边坡效应的桩基础静力微分方程,采用有限差分法,建立考虑边坡效应的桩基础变形和内力的计算公式。结合某铁路桥梁桩基,分析边坡效应对桩基位移、弯矩、剪力和桩侧土压力的影响规律。结果表明:边坡效应使边坡上桩基的受力更为不利,与不考虑边坡效应的平地桩计算结果相比,考虑边坡效应后桩顶最大位移可增大78%,桩侧最大土压力可增大135%,并改变了潜在滑动面附近区域的弯矩和剪力分布;设计荷载下边坡上桩基的位移、弯矩、剪力和桩侧土压力的包络图将不再如平地桩那样以桩轴左右对称分布,而是桩基靠近边坡外侧的数值更大;在进行桩基设计和钢筋配置时不仅需要考虑边坡效应引起的变形和内力的增大,还应考虑不同荷载方向引起的力学性能在边坡内外侧的差异。

考虑桩-土相互作用效应的高速铁路桥梁桩基础抗震设计方法研究

针对强震下高速铁路桥梁桩基础抗震设计中存在的问题,对桩基础的抗震性能提出了多级设防目标并给出了相应的评价指标与合理取值.借鉴FEMA440考虑桩-土三种相互作用效应的能力谱法,采用p-y、t-z及q-z曲线模拟桩周土的柔性效应,用PMM铰模拟桩身的非线性,通过Pushover分析得到桥墩的能力曲线.引入FEMA440对地基运动学效应、地基阻尼效应的地震动需求谱修正算法,对需求谱进行了修正.探讨了应用性能点轨迹法求解桩基础的延性需求及性能点的过程.以高速铁路32 m简支箱梁桥墩为研究对象,通过实例验证了该法的可行性.

剪力键对隔震桥梁地震反应的影响

减、隔震支座中增设剪力键,能提高桥梁的综合性能。为精确分析隔震桥梁的地震反应,建立了设置剪力键的减、隔震支座滞回模型,提出了剪力键的数值模拟方法。以某连续梁桥为背景,建立了全桥有限元分析模型,通过3种情况下桥梁地震反应分析结果的对比研究,验证了剪力键模拟方法的有效性。变化剪力键的水平承载力大小,分析了剪力键对减、隔震桥梁地震反应的影响。结果表明,剪力键对隔震桥梁的墩底弯矩有较大影响,隔震桥梁的地震反应分析时需考虑剪力键的影响。

铁路高墩桥梁基底摇摆隔震与墩顶减震对比研究

为提高铁路高墩桥梁抗震性能,探讨强震下高墩桥梁减、隔震设计,提出一种适用于顺、横桥向的高墩基底摇摆隔震设计方法。根据铁路高墩减、隔震设计参数确定原则,给出高墩摇摆隔震力学计算模型及其主要参数计算公式。结合某铁路高墩桥梁,采用数值方法分析其基底摇摆隔震效果与墩顶铅芯橡胶支座减震效果,并进行比较。结果表明:墩顶铅芯橡胶支座具有一定减震效果,基底摇摆隔震高墩能靠自重平衡地震作用,隔震效果比墩顶减震效果更好、更稳定;基底摇摆隔震技术还可实现墩底最大地震弯矩不受输入地震动频谱特性的影响。

改良铁尾矿用于道路基层材料的研究

为了使大量堆存的铁尾矿得到有效利用,通过掺入不同无机结合料对铁尾矿进行改良处理。针对掺入量、养护龄期等主要影响因素,利用击实试验、加州承载比试验、无侧限抗压强度试验和干湿循环试验对改良后铁尾矿的路用性能及耐久性进行了分析和研究。结果表明:将铁尾矿用作底基层填料是可行的,相比于石灰和钢渣,水泥改良后的铁尾矿性能最佳;当水泥掺量为5%时,改良铁尾矿的CBR值大于80%,7d无侧限抗压强度在室内室外条件下分别为1.44和1.32MPa,膨胀值小于0.2%,其各项力学性能和耐久性得到最佳改善,能够满足道路基层材料的要求。

复合型道路融雪剂制备及其性能研究

选用氯化钙、氯化镁、醋酸钾及醋酸钙等为基础材料,利用单纯形重心设计方法,复配制得道路融雪剂CSMA,并与Mafilon和Verglimit两种常用道路融雪剂分别以一定比例掺入沥青混合料中,比较了三种融雪剂的融冰雪效果及其混合料的路用性能。结果表明,道路融雪剂CSMA最佳组成为21%氯化钙、31%醋酸钾、22%醋酸钙、26%氯化镁;与Mafilon和Verglimit相比较而言,CSMA的融冰雪效果较为明显,融冰雪效果的持久性较好;掺融雪剂混合料的抗水损害性能有所降低,但均能满足规范要求,高温抗车辙性能得到提高。

桥梁群桩基础抗震简化计算模型的适用性研究

本文对群桩基础常用的抗震简化计算模型进行对比分析,指出各计算模型间的差异。在此基础上,提出改进的分层文克尔弹簧模型,并在该模型中采用桩身的等效面积比η间接考虑桩侧摩阻力和桩底土竖向抗力的影响。分析结果表明:应用集中弹簧模型模拟桩基础的柔性效应时,应考虑耦联刚度的影响;应用分层文克尔弹簧模型模拟群桩基础的桩土相互作用时,应考虑桩侧摩阻力和桩底土抗力的影响;在改进的分层文克尔弹簧模型中,桩身的等效面积比η随桩长及桩底土竖向地基系数的增加而增大,随桩径的增加而减小,且η值越大,对桥墩及桩基础的地震响应影响越大,只有当η接近1.0时,方可采用分层文克尔弹簧模型进行抗震分析。

竖向地震动对摩擦摆支座隔震桥梁地震反应的影响

以某高墩大跨简支钢桁梁桥为实际工程背景,以摩擦摆支座的滑动曲面半径及滑动摩擦系数为主要参数,系统研究了竖向地震动强度对摩擦摆隔震桥梁地震反应的影响,并探讨了摩擦摆支座在高墩大跨简支钢桁梁桥中的减震效果.

基于深度学习的工程结构损伤识别研究进展

为避免或减轻工程结构在建造和运营期间因结构振动产生不同程度损伤,造成安全隐患危及人们生命财产安全,针对结构振动损伤识别技术展开研究,探讨不同深度学习方法发展情况及其利弊,寻找更具可行性的损伤识别方法,并对其最新研究及应用现状进行全面综述。研究结果表明:应用深度学习开发新的结构损伤识别技术,无需冗余的数据预处理以及手工提取损伤特征,实现以较高精度实现损伤识别任务;一维卷积神经网络(1D-CNN)以其独特的应用优势,在数据样本有限条件下较二维卷积神经网络(2D-CNN)表现更为出色。研究结果可为数据驱动的结构损伤识别问题提供新思路,进一步完善土木结构健康监测研究体系。

纵连板式无砟轨道对桥梁地震响应的影响参数分析

针对我国高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道桥梁的结构特点,以京沪高铁某段10跨简支梁为实际工程背景,同时考虑轨道约束及后继路基段的影响,采用反应谱法研究了地震作用下无砟轨道系统关键构件参数取值以及墩高变化对桥梁结构地震反应的影响.研究结果表明:端刺能很大程度上传递地震荷载,其刚度越大路基段分配的荷载越大,桥墩的地震反应减小;剪力齿槽是传递纵向荷载的重要结构,在地震中若刚度下降,将会降低轨道系统向端刺结构传递荷载的能力;轨道约束系统对非规则桥梁的地震反应影响较大,墩高相差越大,影响越显著.高墩墩底弯矩大幅降低,矮墩墩底弯矩明显增大.

沥青路面新铺碎石封层开放交通时间的确定

为确定新铺碎石封层开放交通所需的时间,通过室内湿轮磨耗试验与室外碎石封层含水量损失测试相结合的方法,对3条试验路段进行跟踪试验,研究了碎石封层开放交通时间的影响因素,最终得到了判定碎石封层是否可以开放交通的标准。结果表明：碎石封层中残留水分的多少是影响其开放交通时间的重要因素,当水分损失在85%~90%之间时可以开放交通;碎石封层水分损失率和室内湿轮磨耗试验得到的碎石质量损失率之间有很好的相关性,提出了二者的相关线性方程。

高速公路近断层桥梁方案选择及抗震分析

结合一跨越断裂带的高速公路桥梁,通过引入墩梁相对位移和桥墩应力为对比判据,确定以简支梁桥为跨越断裂带的桥梁方案。针对选定的简支梁跨越断裂带方案,选取2条1999年集集地震中具有近断层脉冲效应的地震加速度时程,建立了考虑桥墩塑性特点的空间有限元数值模型,研究了近断层效应下桥梁的地震反应。研究表明,考虑近断层脉冲效应影响的墩顶位移、墩底弯矩和墩底剪力等力学指标呈现出局部突变的特点,因此桥梁设计中考虑断层影响是非常必要的。

梁拱组合结构桥梁梁拱挠度分承比研究

本文将梁拱组合桥梁跨中挠度与同结构纯连续梁跨中挠度的比值定义为梁拱分承比,并用力学方法推导了连续梁拱组合桥在中跨均布荷载作用时梁、拱荷载分承比的求解公式。以实桥实测值验证了该梁拱荷载分担比例,并通过改变结构参数进一步验证了公式的精度;分析了基于挠度的梁拱荷载分承比的影响因素。基于挠度的梁拱组合桥梁梁拱荷载分担比例能够利用易测量的跨中挠度进行计算,可以衡量梁拱作用机理,对于掌握实桥的梁拱荷载分担比例具有一定的参考价值。