超早强水下不分散注浆料在运营隧道中的应用

根据运营隧道的空洞类型、渗漏情况、天窗期治理要求及施工工艺,以硫铝酸盐水泥、粉煤灰、精制石英砂、水下不分散剂及多种功能助剂复合,配制超早强水下不分散注浆料。通过性能试验,优化注浆料各组分配比,制备出初始流动度达330 mm,可操作时间达30 min,水下抗分散性优异,2 h水下成型抗压强度大于5 MPa,28 d水下成型抗压强度40.9 MPa的超早强型水下不分散注浆材料,满足运营隧道2 h天窗期治理要求,大大提高了运营隧道渗漏注浆治理效率及质量。

预应力混凝土结构开裂检测用弱磁传感器的研发与应用

预应力混凝土结构广泛应用于公路和铁路桥梁建设中。受收缩徐变、荷载和温度等因素影响,混凝土在长期服役过程中可能会发生开裂,导致钢筋锈蚀或服役性能的劣化。已有的人工巡检和光纤传感等方法监测混凝土开裂时存在时效性和可靠性低等问题。基于漏磁效应和应力致磁化效应,研发了预应力混凝土结构开裂弱磁传感器并进行了可靠性分析和工程应用。结果表明,该弱磁传感器具有较高的灵敏度和可靠性,初步监测结果已得到大桥管理部门的证实,该系统可以实现对预应力混凝土开裂的实时、长期和自动化监测。

混凝土斜拉桥地震反应时变规律研究

大跨度混凝土斜拉桥在长期服役过程中因混凝土徐变效应持续产生变形,从而对结构的地震反应产生影响。文中以某混凝土斜拉桥为研究对象,基于实桥混凝土试验室测试数据和实地环境资料建立混凝土徐变修正模型,基于Midas/Civil平台开展数值模拟和分析。研究结果表明,随着服役时间增加,混凝土徐变改变拉索和主梁内分布,主要导致横向地震作用下的结构反应发生改变:徐变20年,主梁竖弯增大25.8%,侧弯减小19.1%,桥梁结构横向地震1阶振型频率提高23.01%,主梁地震应力峰值提高28.5%。研究成果可为混凝土斜拉桥抗震设计提供参考。

基于坑蚀影响的高强钢丝S-N曲线研究

为研究坑蚀对高强钢丝疲劳曲线方程的影响,对5根无锈蚀高强钢丝和25根不同坑蚀尺寸的钢丝进行通电加速锈蚀,进行单轴拉伸疲劳试验,结合斜拉索坑蚀高强钢丝的轴拉疲劳试验,分析坑蚀对钢丝疲劳寿命的影响,建立考虑坑蚀系数和应力幅的统一疲劳曲线方程。研究结果表明,由于截面积减小和应力集中,高强钢丝的疲劳断裂均发生在坑蚀部位。坑蚀对钢丝疲劳寿命的影响主要表现为S-N曲线下移和衰减速率变化,与疲劳曲线参数C,m没有良好的相关性。基于应力幅和坑蚀的影响规律,建立指数函数修正的坑蚀高强钢丝统一S-Nc曲线方程。验算结果证明该模型在相对较低的疲劳寿命阶段具有较好的适应性,误差基本控制在±30%内。

基于结构安全的衬砌背后空洞评定标准优化研究

针对目前我国铁路隧道衬砌背后空洞评定标准及研究成果以经验为主的现状,采用资料调研、数值模拟等手段,对我国铁路隧道衬砌背后空洞评定标准进行了对比分析与优化研究,主要结论有:(1)日本对衬砌背后空洞的评定标准侧重于空洞范围围岩坍塌产生的冲击荷载对结构的影响,我国评定标准的制定主要侧重于和无损检测实施手段的结合;(2)拱顶部位出现空洞,且考虑围岩坍塌产生的冲击荷载时,对衬砌结构安全最为不利;(3)以空洞的纵向连续测线长度为特征参数,对铁路隧道衬砌背后空洞的评定标准进行了优化,优化后的评定标准更为严格。