波纹钢腹板组合箱梁桥腹板几何参数优化分析

建立波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥空间有限元模型,对钢腹板在多约束条件下进行多设计参数优化计算分析,使之受力最合理,材料最经济。结果表明:目标函数(材料用量)在前几次循环中波动较大,随着循环次数的增加呈逐渐减少趋势,并趋于极小值;设计变量(结构各尺寸参数)及状态变量(强度和变形限制)在前几次循环计算时波动较大,随后趋于稳定;优化计算使各尺寸参数达到了最优组合,造价最低,优化后波形钢腹板的折叠角度和腹板厚度比常用范围偏小,但目标函数值最优并非是设计变量最终取值时唯一考虑的因素。

高速公路隧道运行监控系统设计

结合高速公路隧道监控系统的实际工程经验 ,论述了隧道监控系统的设计思想、功能结构及其实现方法。

粘贴钢板或碳纤维加固受弯构件效果对比试验研究

通过两组钢筋混凝土简支梁在相同条件下预先加载至开裂后采用受拉边粘贴钢板或粘贴碳纤维布,受压边增大截面的加固试验,对比两种情况下的梁的跨中挠度、原受拉钢筋应变、新增钢板或碳纤维应变、原梁顶混凝土应变及新增混凝土顶面应变随弯矩的变化,分析其加固效果.结果表明:粘贴钢板加固与粘贴碳纤维加固相比,前者对截面各新旧材料受力和梁的刚度改善程度明显高于后者;前者对抗弯能力提高方面也明显优于后者;后者适合用于梁的抗裂加固,而不适合用于提高抗弯能力及变形能力加固;涂抹法粘贴钢板加固在抑制裂缝开展方面不如粘贴碳纤维加固;对适筋梁,纤维的高强度难于得到发挥.

波形钢腹板预应力梁桥体外索参数有限元分析

采用混合单元建立波形钢腹板体外预应力混凝土组合简支箱梁桥的空间有限元计算模型,研究该种结构在体外索参数,如张拉力、锚固点位置及转向点位置改变时,各截面的力学性能.计算结果表明:转向点之间中段各截面的正应力只与张拉力有关;锚固点至转向点之间边段各截面的正应力才与各参数有关.文中结果为该种桥梁的体外配索设计提供了理论依据.

预应力混凝土组合箱梁桥波形钢腹板的屈曲分析

通过解析方法及空间有限元方法研究波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥在各种腹板尺寸参数时,对钢腹板的剪切屈曲应力或临界荷载及屈曲模态的影响。计算及分析结果表明:腹板高度越大,其它参数不变时,屈曲临界荷载随折叠角度的增大而呈抛物线形的增加幅度越小;当腹板折叠角度越大,腹板越厚,其它参数不变时,屈曲临界荷载随着腹板高度的增加呈抛物线形的下降幅度越大。因此,在钢腹板的5个参数中,腹板高度及腹板折叠角度两个参数对腹板的剪切屈曲稳定和屈曲模态起着关键的作用,不能随意用腹板的高厚比来衡量屈曲应力的大小。

简支正交异性夹层桥面板稳定性能分析

采用实验和数值计算方法,研究了简支正交异性钢板-聚氨酯夹层桥面板的稳定性能.通过弹性稳定计算研究了该种桥面板几种参数变化对前4阶屈曲模态的影响,以及考虑材料及几何非线性稳定计算对临界荷载的影响.结果表明:夹层桥面板处于受压状态时,车轮作用对顶、底面钢板应力的影响程度会有较大差别;芯层厚度、纵向加劲肋间距、钢面板厚度3个参数中,前两个参数对桥面板的稳定性能影响较大;设计时建议先设定合理的夹层板厚度,再通过试算选择纵向加劲肋间距,工作量会较少.

偏载作用下组合箱梁桥波形钢腹板的屈曲

通过建立波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥的空间有限元模型,分析钢腹板尺寸参数的变化对弯-扭耦合作用下箱梁钢腹板屈曲临界荷载系数及屈曲模态的影响规律.结果表明:跨中偏载作用下,波形钢腹板的屈曲总是发生在跨中偏载一侧的腹板上;钢腹板折叠角小于20°时,不同箱梁高跨比的钢腹板抗屈曲能力增幅基本一致,折叠角大于20°时,高跨比越小,抗屈曲能力随折叠角增大其增幅越大;不同厚度的钢腹板随折叠角度的增大其抗屈曲能力增大,折叠角大于20°时,钢腹板越厚,抗屈曲能力随折叠角增大其增幅越大;对不同高跨比的箱梁,折叠角度一定、腹板厚度增加时,腹板抗屈曲能力和箱梁抗扭能力的增幅基本相同;折叠角小于20°时,箱梁抗扭能力随高跨比的减小而迅速减小,折叠角大于20°时,箱梁抗扭能力随高跨比增大而线性增大.

拱桥吊杆的更换设计及施工方法

桥梁加固工程中,更换拱桥吊杆是不常有的事,其施工难度相对较大,文中论述了更换拱桥吊杆的设计及施工方法,并成功地应用于工程实践,可为同类工程提供技术参考。

圆端形夹层结构桥墩防撞浮箱的碰撞性能分析

为最大程度减轻撞击和满足柔性耗能防撞设计要求,采用钢-聚氨酯夹层板制造了一款圆端形桥墩曲面防撞浮式套箱,用于内河航道桥墩防撞;利用ABAQUS有限元软件建立了船舶、防撞浮箱、桥墩碰撞系统的计算模型,对不同角度撞击时该浮箱以及桥墩的受力影响、能量转换、拨动船头程度进行了分析.结果表明:最不利撞击时该浮箱具有良好的防撞效果,能吸收绝大部分的船舶动能,减少桥墩受力;在一般斜撞时该浮箱易拨开船头,将船舶绝大部分动能保留在船上,能更有效地保护桥墩.

钢-弹性体夹层正交异性桥面板受力性能分析

通过三跨聚氨酯-钢板夹层结构正交异性桥面板空间结构的计算,分析该种夹层桥面板在夹芯层厚度及面板厚度变化时,在不同受力状况和不同截面处各控制点的受力性能.结果表明,夹层桥面板的受力特性在于:在跨中截面中间纵向U形加劲肋上方的夹层板底面纵、横向应力拉压性质与常规受弯构件不同;加劲肋底面纵向应力比截面其它位置大得多,横向应力可忽略;在支点截面中间加劲肋与桥面连接处,聚氨酯芯层纵向应力最大,横向应力可忽略;钢板与聚氨酯结合面的剪切强度大于6 MPa时可满足粘结要求.

桥梁加固改造中的整体顶升施工

针对大量中小桥加固改造时常需要将整孔梁抬升 ,结合加固改造实例 。

论现行规范中有关粘贴纤维加固受弯构件的设计原理

对现行规范有关粘贴纤维复合材料加固钢筋混凝土受弯构件设计的部分计算原理进行了理论分析,并通过实际加固设计数据,计算纤维拉应力在主要设计参数变化时的影响。结果表明:计算截面受压边缘混凝土的压应变取极限压应变时,不能反映构件加固前后两阶段受力的影响,纤维拉应变的计算没有意义,计算的承载能力不安全,混凝土的压应变建议取相应抗压强度设计值的应变;加固前计算截面的恒载内力应该取实际值而非组合设计值,加固后截面的受压区高度较小值也应作严格限制。

空腹式石拱桥主拱圈的3种增大截面法加固效果分析

圬工拱桥常采用增大截面加固,文中采用3种增大截面方式加固主拱圈,通过数值计算,考虑分阶段受力,分析对比每种方式加固前后主拱圈跨中截面挠度、应力和主拱圈拱脚截面的应力变化,评估加固效果,并结合每种加固方式在工程量、施工难易程度、对交通影响及工期等方面进行比较。结果表明:3种加固方案在加固受力效果方面有明显差异,但在其他技术经济指标上各有千秋。实际加固工程中可根据加固效果,优先选择一个方案,再根据实际情况及现场条件择优选用。

粘贴钢板加固RC梁受弯裂缝宽度计算方法

为控制粘贴钢板加固钢筋混凝土(RC)梁的裂缝宽度,对梁加固前、后受弯裂缝产生的机理进行了分析,并通过6根粘贴钢板加固RC简支梁加载的全过程试验,观察裂缝的扩展规律.在RC梁裂缝宽度现有计算方法的基础上,给出了分阶段计算RC梁受弯裂缝宽度的方法和表达式,并对不同受力阶段裂缝宽度的理论计算值与试验结果进行了比较.研究表明:RC梁在开裂状态下粘贴钢板加固后,由于加固前后截面几何性质和受力状态改变,在荷载作用下原有裂缝首先扩展;最大裂缝宽度应按加固前和加固后分别计算,然后迭加,才符合梁的实际受力情况;最大裂缝宽度发生在原钢筋重心附近梁侧面原有裂缝处,而非新裂缝处.

增大截面法与新增拱片法加固刚架拱桥对比分析

刚架拱桥目前比较有效的加固方法有增大截面法和新增拱片法。采用这两种加固方法,通过Midas软件建立实体单元有限元计算模型,考虑恒、活载作用,分析对比两种方案加固前后控制截面的受力性能,评估加固效果,并结合工程量、施工难易程度、工期及经济性等方面进行技术经济综合分析。结果表明:增大截面法对拱片受力性能及刚度改善较好;新增拱片法在其他方面较好,且对桥面板受力有改善;实际加固过程中,应根据桥梁实际情况、现场条件、当时的社会及经济情况,回避不利方面,酌情选择加固方案。

聚氨酯-钢板夹层结构正交异性桥面板力学性能分析

建立聚氨酯-钢板夹层结构正交异性桥面板及普通钢结构正交异性桥面板空间有限元模型,比较两种正交异性桥面板在不同受力状况和不同截面处各控制点的应力状态,分析两种桥面板的受力性能差异.结果表明:对于前一种桥面板跨中截面和支点截面最大弯矩时,截面上的各控制点的应力随纵向加劲肋数量的减少影响不大,而后一种桥面板的各应力则影响很大.跨中截面处,随纵向加劲肋数量的减少,前一种桥面板的挠度及纵向加劲肋底面的横桥向应力变化不大,后一种桥面板的相应值则影响很大,纵桥向应力则都随之增大.支点截面处,随纵向加劲肋数量的减少,两种桥面板的挠度及纵向加劲肋底面的横桥向应力变化不大,且其差值很小,而纵桥向应力则都随之增大,且其差值很大.聚氨酯芯层的应力只有几兆帕.采用聚氨酯-钢板夹层结构正交异性板代替普通正交异性钢桥面板可大幅度减少纵向加劲肋的数量,甚至在板的纵、横向支承间距适当时可取消纵向加劲肋.

体外力筋简支梁的配筋极限强度和使用阶段应力计算

本文针对具有体外配筋的无粘结部分预应力混凝土等截面箱形简支梁,提出了其配筋计算,承载能力极限强度计算及使用阶段的应力计算,方法简便、可靠,可供参考。

有关《公路桥梁加固设计规范》部分条款的探讨

对交通运输部新近发布的《公路桥梁加固设计规范》有关粘贴钢板加固法、粘贴纤维复合材料加固法的一些条款进行探讨,通过一些算例及材料参数对比、分析。说明粘贴钢板加固受弯构件极限承载能力计算时按规范中的算法其结果不符合实际受力情况,钢板应力均远大于常用钢板屈服强度;极限承载能力计算不能反映加固构件分阶段受力的特点;碳纤维材料容许拉应变的三个限制条件有两个没有必要,可直接取0.007。

刚架拱桥病害的综合剖析及整治对策

根据对跨径45-85 m的多座刚架拱桥的病害检查,全面分析各构件病害原因,介绍相应的加固方法,可为刚架拱桥加固提供参考。

从刚架拱桥病害论局部构件的设计缺陷

根据多座刚架拱桥使用多年后的病害调查情况,经计算分析,讨论刚架拱桥在总体设计满足要求的情况下局部构件的设计不足。