香港地区新型预制混凝土结构体系施工研究

近年来我国政府大力提倡发展节能省地环保型住宅,在这个背景下预制装配式建筑再次受到人们的关注。香港地区在公共房屋建设中大量使用预制构件,在预制混凝土建筑的设计和施工方面积累了丰富的经验。论文介绍和比较了香港和谐式公屋建设中使用的两种预制结构体系——后安装预制墙板体系和先安装预制墙板体系,重点阐述了先安装预制墙板体系的施工工艺以及预制墙板的制作过程,以供内地借鉴。

各工程作业考虑下简支组合梁结构性能的数值分析(英文)

提出了一个有关组合梁结构性能的全面数值分析,针对剪切变形效应、不同施工方法、不同程度的钢构件截面应变硬化等情况下,对简支组合梁结构性能进行了一系列的数值分析。使用先进的三维有限元方法,模拟输入特定的材质、几何尺寸、非线性的界面,分析和讨论了24组简支组合梁的承载能力和变形特性。通过分析和考虑两种不同的施工方法,包括混凝土浇筑组合梁时仅采用端部支撑及混凝土浇筑组合梁时采用全支撑,发现剪切连接件滑移的要求在前者的情况下相对较小。另外,若同时考虑欧洲规范第3及第4部分中提及的钢构件截面应变硬化效应后,在全剪切连接情况下,组合梁承载能力有8.5%的显著提升。然而,随着剪切连接程度的减少,截面应变硬化作用减弱,同时,对剪切连接件滑移的要求也会随之减少,因此这样的变化对于组合梁里允许应变而非延性的剪切来说是非常重要的。

香港GPS基准站坐标序列特征分析

利用香港GPS连续运行参考站网络2001年1月至2007年8月的观测资料,全面深入地分析了12个基准站坐标序列特征.本文采用主成分空间滤波算法去除公共误差,来提高坐标序列的信噪比,并采用最大似然估计准则定量估计滤波后坐标序列的噪声特性,计算了地球表面质量负荷(包括大气、非潮汐海洋、积雪和土壤水)对香港GPS基准站坐标序列的影响.研究结果表明:香港GPS基准站坐标序列具有高度的空间相关性,其公共误差具有较强的季节性变化特征;地表质量负荷变化引起的香港地壳形变可以解释公共误差序列中约为3mm的垂向周年变化,经过质量负荷改正后的公共误差序列与高阶电离层误差高度相关;滤波后坐标序列的噪声特性可以用可变白噪声加闪烁噪声模型来描述,顾及闪烁噪声所计算的速度误差要比只考虑可变白噪声计算的速度误差大2～6倍;基准站间存在达1.5mm/yr的相对水平运动,揭示香港地区存在活动断层;部分基准站坐标具有明显的振幅为1～2mm本地季节性变化,所有测站的残差序列也表现出强烈的季节性变化.

光纤光栅传感器在重力坝结构模型试验中的应用

在水工结构模型试验研究过程中,主要采用表面位移计、电阻应变片等仪器对坝体的位移和应变、坝基以及抗力体的位移进行测试,而传统的监测仪器难以准确测定模型的内部变形。以某重力坝段为基础,在坝体和坝基分别埋设光纤光栅传感器,对结构模型在超载过程中的内部位移进行监测,并采用位移计、电阻应变片对该物理模型进行了变形监测。通过光纤传感器和位移计对坝体和坝基位移的监测结果比较分析,表明两者在对应部位的监测结果较为一致,证明了光纤光栅传感器在重力坝结构模型试验应用中的可行性,同时试验结果揭示了坝基超载安全系数约为6.0,以及在超载作用条件下的坝基破坏机理。

再生集料混凝土的微观结构特征

研究了两种不同类型的再生混凝土集料 ( RC集料 )和一种花岗岩集料配制的混凝土的微观结构特征 ,尤其是集料和水泥浆体之间的界面过渡区的某些结构细节。结果表明 ,界面过渡区的微观结构特征与集料的密实程度有关 ,过于密实 (天然集料 )和过于疏松 (低标号混凝土 )的集料可引起界面区的多孔性或聚集粗大颗粒的水化产物 ,而适中密实程度的集料可形成较为密实的界面区。

基于光纤传感的边坡工程监测技术

传统的边坡监测技术存在着精度低、耐久性差、难以实现集成等缺陷。针对边坡工程特点,探讨了光纤光栅、布里渊光时域分析和低相干干涉等光纤传感技术在现场监测的应用。根据不同的工程需要,结合这三种技术建立边坡监测系统,可用于对边坡位移和边坡支护结构的应力、应变进行自动化监测。在详细论述了光纤传感技术的基本原理、适用场合和系统架构的基础上,以香港一个公路边坡加固工程为例,简述了光纤传感技术现场应用时的仪器安装、数据采集与分析等工作。

基于解释结构模型法的太湖水华爆发要素分析

根据太湖水华爆发特点及文献资料检索,从气象、水动力、化学和生物等4个方面筛选出太湖水华爆发的17个要素,利用解释结构模型(ISM)分析了各要素之间的直接(因果)关系和间接关系,推导出太湖水华爆发要素整体关联层次结构图,从6个层次上直观反映了水华爆发过程,从系统角度分析了水华爆发原因,为水华预防及治理提供了若干参考依据。

用于索承结构中斜拉索开环振动控制的磁流变阻尼器设计(英文)

斜拉索被广泛应用于索承结构,如大跨度桥梁或屋盖结构等.由于极低的内在阻尼,斜拉索易发生因其支承的运动或天气状况影响而引起的大幅值的振动.这些振动可以危及斜拉索本身以及整个索承结构的安全与寿命,甚至引起人们对该类结构信心的降低.在斜拉索减振的诸多方法中,采用磁流变阻尼器的智能阻尼技术近来引起了人们的研究兴趣.该阻尼器的阻尼特性可以通过调节(控制)磁场的输入电流/电压而改变,从而实现在不同振动(频率及幅值)情况下的最优或次优减振效果.本文发展了一个数学模型用于评价在开环控制状态下斜拉索-阻尼器系统的阻尼比.该模型考虑了阻尼器的安装高度、阻尼系数、刚度、质量、支撑刚度、磁变阻尼力以及斜拉索的垂度与倾角等因素,推导出了一个‘广义的通用公式’用于阻尼器参数的设计与优化,即寻求可提供系统最大阻尼比的最佳阻尼器参数.本文以目前世界最长斜拉桥——苏通大桥的最长斜拉索为例,确定了能够提供足够的阻尼以抑制风雨振的阻尼器安装高度以及相应的阻尼器参数.

FRP-混凝土-钢双壁空心构件及其在桥梁结构中的应用前景

FRP-混凝土-钢双壁空心构件(DSTM)是一种新型组合构件,由外部FRP管、内部钢管以及两者之间填充的混凝土三部分组成,三种材料的协同互补和共同工作使该组合柱具有许多优于现有组合构件的力学性能。该种新型构件中,外FRP管和内钢管可以同心放置以用作受压构件,也可以偏心放置以用作受弯构件。本文阐述了该种新型组合构件截面形式的合理性及优点,总结了针对其力学性能和设计方法的现有研究,并探讨了其在桥梁工程中应用的潜力。

香港地区边坡防护与治理

自开埠以来香港地区边坡事故一直不断。香港政府多年来积极进行边坡的防护治理,成效显著。讨论了香港地区岩土边坡破坏的主要原因、防治滑坡的工程措施及边坡管理系统。香港的边坡防治经验值得内地借鉴。

大坝模型试验的光纤传感变形监测

考虑到大坝模型试验中内部变形难以监测的现状,研制了一种新型的基于光纤布拉格光栅(FBG)技术的光纤传感器。这种传感器为圆棒式结构,其表面沿轴向安装了准分布式的光纤布拉格光栅。对于大坝物理模型,该传感器可预埋入坝体和坝基的内部。当大坝受到油压千斤顶荷载产生变形时,该传感器类似于一根一端固定并同时受轴向拉、压和横向弯曲的弹性梁。根据弯梁原理,由光纤布拉格光栅测得的应变结果可反算出大坝沿水平向和竖向的位移分布。室内标定试验结果表明,该传感器测得的变形量与其他常规传感器的读数一致。在一个二维混凝土重力坝物理模型的超载破坏试验中,采用预埋于坝体、坝基内部的光纤传感器以及表面安装式位移计、电阻应变花对该模型进行实时的变形监测。试验结果验证了该光纤传感器在大坝模型内部变形监测中的有效性,同时也揭示了大坝在超载作用下的变形机制和破坏形态。

基于光纤光栅传感技术的边坡原位测斜及稳定性评估方法

首先介绍基于光纤布拉格光栅传感技术的新型原位测斜仪及其分析方法。根据光纤布拉格光栅波长变化与应变之间的线性关系求得原位测斜仪各测点的应变,然后通过梁的弯曲理论公式和差分算法,由测点应变计算出原位测斜仪各点的位移。该原位测斜仪克服了传统原位测斜仪精度低、耐久性差、操作繁琐等缺点。室内标定试验验证了该新型原位测斜仪和分析方法的有效性。针对攀田高速公路一路堑边坡,将3套新型光纤光栅原位测斜仪安装于该边坡同一剖面的3个钻孔里,并保证测斜仪贯穿了边坡内的潜在滑裂面,对该边坡进行现场监测。假设边坡滑动面为圆弧形,根据当前监测结果,以3个孔原位测斜仪所测应变之和最大为目标函数,以原位测斜仪在边坡坐标系中的位置和滑裂面的形状为约束条件,建立最优化数学模型来推求潜在滑裂面的具体位置。根据经典Bishop条分法计算得到了该潜在滑裂面对应的边坡安全系数,以评估该边坡当前的稳定性。本方法在基于边坡监测成果的边坡稳定性评估方面提出了新的可靠的途径。

带裂缝混凝土的吸水性能及防水处理的影响

对小尺寸钢筋混凝土梁诱导了不同宽度的裂缝,通过吸水试验研究了带裂缝混凝土的吸水性能,以及混凝土表面涂覆硅烷和内掺硅烷对水分侵入的抑制效果.结果显示,带裂缝混凝土在吸水4 h内,其吸水量与时间平方根呈良好的线性关系;混凝土吸水系数随裂缝宽度的增大而增大,且呈"S"形状;经表面防水处理的混凝土,水分以气态形式沿裂缝进入混凝土,贯穿憎水区后逐渐凝结并最终与外界建立吸水通道,防水效果取决于憎水层厚度和裂缝宽度;内掺硅烷的混凝土整体憎水,即使裂缝宽度达0.4 mm,其防水效果仍保持不变.

大跨度桥梁模态频率识别中的温度影响研究

针对由环境激励响应辨识得到的桥梁模态频率会受到温度影响的问题,通过建立模态频率-温度分布模型,对香港汀九大桥长期振动和温度分布测试数据进行了分析研究。研究结果表明:不仅环境温度波动会引起模态频率的变化,大跨度桥梁结构上不同部位温度分布的模式对模态频率也有显著影响。对多种建模方法分析比较的结果表明:支持向量机(SVM)的非线性回归模型可以有效地消除引起模态频率变化的环境温度和温度分布模式因素的影响。给出了运用SVM的非线性回归算法消除温度影响的具体方法以及运用这种方法对汀九大桥600 h连续测试数据的处理结果。

WPS^(TM)-TEOM^(TM)-MOUDI^(TM)的对比及大气气溶胶密度研究

通过对2005年夏季上海、北京地区大气气溶胶观测中3种不同原理气溶胶分析及采样仪的对比,考察了颗粒物个数浓度粒径分布仪(WPSTM)、锥形元件振荡微量天平(TEOMTM)以及微孔颗粒物分级撞击采样器(MOUDITM)在运行中所得数据的可比性.其中TEOMTM测量PM2.5质量浓度与WPSTM计算PM2.5质量浓度数据的相关系数分别为0.77和0.79,并发现在粗粒子颗粒物比例较高的时段二者相关性分别提高为0.91和0.84.MOUDITM分级质量浓度与WPSTM计算分级质量浓度数据对比显示,除最小粒径分级外其他分级均有较好相关性(R分布在0.76~0.92).应用2组不同对比数据推测了上海和北京观测点PM2.5颗粒物密度,研究发现上海采样点颗粒物密度约为1.70 g.cm-3,而北京采样点颗粒物密度约为1.50 g.cm-3.

改进随机子空间系统辨识方法及其在桥梁状态监测中的应用

为了提高基于振动参数识别的大型斜拉、悬索桥梁在线状态监测系统在灾害天气发生时,评价和预报桥梁状态的实时性。根据随机子空间模态参数辨识方法的特点以及在线数据采集与状态评价过程对参数辨识的要求,利用递推算法构造TOEPLITZ矩阵,减少辨识过程中的重复运算量达到缩短运算时间的目的。该算法在香港汀九大桥状态监测系统数据处理中应用的结果表明,运算时间能够满足台风天气情况下对桥梁状态评价实时性的要求。

GFRP土钉拉拔特性研究

由于传统土钉材料存在易腐蚀、耐久性差等缺点,近年来以GFRP为代表的新型土钉材料得到了高度重视。针对GFRP土钉受力特性,运用双曲线模型描述其在拉拔过程中剪应力–剪应变关系,采用数值方法求解拉拔控制方程,从而确定轴力、剪应力及位移沿钉长的分布。同时,通过室内GFRP模型土钉的拉拔试验,验证了该模型预测结果的准确性。在此基础上,对土钉直径、土–钉界面抗剪强度、土–钉模量比等参数进行了参数分析,并针对GFRP土钉容许拉拔力的确定提出了按位移控制的思路。

软土蠕变固结特性研究

通过大量对比试验系统研究了广东典型软土的蠕变固结特性和计算模型。试验结果表明:软土的固结和次固结在变形中所占比例和发生受多种因素影响,包括初始荷载、加荷比、土体固结度、含水率、孔隙比;次固结系数与土体的应力历史、当前固结状态及加荷比有关,在预压荷载下会明显减小;次固结系数与压缩指数之比一般为常数,其值在0.025～0.10之间;剪切蠕变特性与土体所承受的固结压力有关,土样蠕变规律呈应变硬化特征;三轴蠕变特性与排水条件关系密切,固结作用可以削弱蠕变效应;同等加荷条件下,偏应力-轴向应变关系在排水剪切中呈线性关系。而在不排水剪切中呈非线性,并有明显的屈服特征;不排水剪切条件下持续加荷的加荷方式可以适当提高不排水强度。根据上述试验成果分别从考虑非线性本构关系和考虑排水条件分析了蠕变固结模型的建立路径。

基于出行时间可靠性的交通配流问题

提出一类由需求随机性所导致的基于出行时间可靠性的交通配流问题.由于每一天交通需求的随机变化,出行者的出行时间不是确定的,而是随机变量.假设出行者在过去经验的基础上能够得知出行时间的随机分布,提出一类新准则去刻画出行者在出行时间不确定情况下的路径选择行为.这种准则可以表示为一种以路径流量为变量的变分不等式模型.对于这类新的模型,给出了解的存在性证明,并且引入一个启发式的算法去求解该问题.数值算例展示了模型在应用上的特性和算法的有效性.

海水暴露环境下带裂缝混凝土的表面防水处理

对带裂缝混凝土表面进行了4种不同硅烷防水处理,通过770次海水干湿循环暴露试验,研究了表面防水处理对带裂缝混凝土水分和Cl-渗透的影响.结果表明,对于无裂缝混凝土而言,硅烷防水处理有效抑制了水分和Cl-的渗透;混凝土开裂后及时进行特定的硅烷防水处理,那么即使裂缝宽度达0.2 mm,仍可建立有效的Cl-隔离层;防水处理后混凝土再开裂时,则防水效果对裂缝宽度的敏感性较大.因此,对带裂缝的钢筋混凝土结构进行硅烷防水处理前,必须对其裂缝状态进行正确评估,以保证硅烷防水处理的有效性.