新型波形钢腹板组合箱梁等效阻尼比计算方法

为确定新型波形钢腹板组合箱梁等效阻尼比的合理取值,基于阻尼等效前后复频率相等原则,利用复频率和组合结构材料阻尼比之间的关系,提出新型波形钢腹板组合箱梁各阶模态等效阻尼比计算方法。采用有限元软件建立3个新型波形钢腹板组合箱梁的动力分析模型,利用该方法计算得到该新型组合结构等效阻尼比并与实测结果进行对比。结果表明:采用该方法求得的新型波形钢腹板组合箱梁等效阻尼比与试验测试结果吻合较好,进一步可说明该方法物理意义清晰明确,能够较准确地反映新型波形钢腹板组合箱梁的阻尼耗能特性。建议在对新型波形钢腹板组合箱梁进行动力特性分析时,等效阻尼比取为0.03。

干寒地区新型波形钢腹板组合箱梁温度效应分析

为探索干寒地区新型波形钢腹板组合箱梁的温度场分布特征和温度效应,弥补现行规范中缺乏其温度梯度模式定义的不足,以西北干寒地区某新型波形钢腹板组合箱梁为研究对象,采用现场温度观测数据,分析该新型组合结构在日照作用下的温度分布规律,并运用最小二乘法拟合,提出其2维温度梯度模式;建立新型波形钢腹板组合箱梁全桥精细化有限元模型,并通过实测温度梯度函数计算该桥的温度响应;探析压型钢板对新型波形钢腹板组合箱梁温度应力的影响规律。研究结果表明:基于现场实测数据拟合的竖向分段多项式和横向指数函数组成的新型波形钢腹板组合箱梁2维温度梯度,与实测温度场计算值吻合良好,可为该地区类似工程温度荷载计算提供参考;日照温度作用下,新型波形钢腹板组合箱梁顶板与腹板交界面存在明显的温度梯度。翼缘板上缘、顶板-腹板交界面和各箱室中轴线处出现的最大横向拉应力分别为2.42、1.83和1.26 MPa,可能引起桥面板开裂,在设计中应给予重视;实测温度梯度下,闭口型压型钢板可使各箱室顶板中轴线上缘横向拉应力降低0.5 MPa以上,对桥面板抗裂有利;而开口型压型钢板可使各箱室翼缘板上缘横向拉应力提高15%~18%,对桥面板抗裂不利。

新型波形钢腹板组合箱梁温度效应

针对由混凝土与钢材的热工参数差异显著而导致新型波形钢腹板组合箱梁温度效应突出的问题,考虑子梁微段平衡条件、子梁间变形协调条件和波形腹板剪切变形效应,建立竖向温度梯度作用下新型波形钢腹板组合箱梁相对滑移、内力和应力的理论计算方法.对大温差地区的新型波形钢腹板组合箱型试验梁进行温度长期观测,拟合结构竖向温度梯度函数,通过该理论方法计算实测温度梯度下的结构温度响应,利用有限元模拟对本文理论进行验证.结果表明,在实测温度梯度下,界面剪力、子梁弯矩和应力均沿梁纵向呈双曲余弦函数分布,层间相对滑移沿梁纵向呈双曲正弦函数分布.是否考虑腹板剪切变形效应对组合梁梁端向跨中0.8 m范围的温度效应影响较大,对组合梁中部的影响可以忽略.混凝土线膨胀系数、组合箱梁层间滑移刚度和界面温差对新型波形钢腹板组合箱梁温度效应的影响较大,在设计中应合理排布层间剪力连接件,考虑混凝土线膨胀系数的变异性对该类结构进行温度效应计算.

考虑时变温度作用的新型波形钢腹板组合箱梁动力特性分析

针对新型波形钢腹板(corrugated steel web,CSW)组合箱梁在日照辐射和变温环境影响下结构温度呈现不均匀分布,从而引起结构动力特性变化的问题。基于应力等效原则提出一种时变温度作用下考虑钢-混接触面滑移效应的新型波形钢腹板组合箱梁自振频率解析计算方法。以一根跨径为8.0 m的新型波形钢腹板简支组合箱梁为研究对象,对试验梁进行有限元模拟分析和解析计算,并与现场实测值进行对比分析,验证所提方法的可靠性,揭示了时变日照温度对新型波形钢腹板组合箱梁动力特性的影响机理。结果表明:时变温度会引起新型波形钢腹板组合箱梁频率的显著改变,各阶振型频率与温度呈线性负相关关系;混凝土弹性模量的改变是波形钢腹板组合箱梁时变温度动力特性变化的关键因素;温度引起新型波形钢腹板组合箱梁前3阶模态频率的相对变化可达5.2%~7.3%,在该类桥梁动力特性测试与结构性能评估中应考虑温度影响。

新型波形钢腹板组合箱梁桥温度效应研究

针对我国刚刚兴起的新型波形钢腹板组合梁桥建设,其日照温度效应已经受到国内学者的日益重视。以某高速公路上一座新型波形钢腹板组合箱梁桥为工程背景,对2个波形钢腹板箱梁截面展开温度场现场实测,研究其日照温度场分布特征。并借助有限元软件对比分析了实测、规范温度场作用下的箱梁温度响应。结果表明:现场实测混凝土顶板与腹板接触区域存在一定温差,实测温度场与现行《规范》相关规定具有明显差异;由于顶、腹板接触局部的温差,在竖、横向实测二维温度梯度模式下,箱梁混凝土顶板上缘横向拉应力最大达1.02 MPa。温度变形引起的主拉应力极有可能导致顶板的纵桥向开裂,设计中应引起重视。

基于Reddy理论的新型波形钢腹板组合箱梁挠度计算

为准确计算新型波形钢腹板(CSW)组合箱梁的挠度,基于Reddy高阶剪切变形理论,考虑钢-混接触面滑移变形和全截面高阶剪切变形效应,以形函数作为单元内高度变化的插值函数,利用最小势能原理推出新型CSW组合箱梁等参有限元行列式;以一根8.0 m新型波形钢腹板简支组合箱型试验梁为例,基于本文理论编制了相应的计算程序,计算了集中、均布荷载作用下该梁的竖向挠度,并通过模型试验和有限元模拟验证了本文解析计算方法的可靠性;最后分析了剪力键剪切刚度、波形腹板型号、子梁高度比、跨高比等参数对新型CSW组合箱梁挠度的影响程度.研究结果表明:考虑新型CSW组合箱梁全截面剪切变形效应后的挠度值较初等梁理论值增大约10%,较Timoshenko理论值增大约1.87%.全截面剪切变形效应对挠度贡献随跨高比逐渐增大而减小.跨高比和剪力键剪切刚度越小或子梁高度比越大,剪切变形效应对结构竖向挠度的影响越发显著,而波形钢腹板型号对箱梁挠度影响较小.

道路生态交通的认识与发展

论述道路生态交通的发展历程,归纳取得的主要成果。通过展现不同职业工作者对道路生态交通的认识,阐述其范围、内容、目标、内涵、定义及影响因子,分析存在的主要问题,提出以可持续发展为目标,以生态承载力、资源承载力和地理地质为条件的道路交通发展理念。

沥青混合料禁区路用性能研究

对禁区下、禁区偏下、禁区中间、禁区偏上、禁区上以及规范中的AC-16中值6种级配的沥青混合料进行路用性能试验与分析,得出:禁区的规定是不必要的,通过禁区中间级配的路用性能最优.

基于ALF加速加载的沥青混合料车辙标准研究

为了确定与温度、交通量、结构层位、行车速度相关联的沥青混合料车辙标准,依托ALF加速加载试验、室内车辙试验和理论分析展开研究。以3种路面结构在3种不同工况下的ALF加速加载车辙试验为主要支撑,建立用于求解车辙标准的车辙预估模型;提出车辙分层预估的方法,并建立车辙深度R0与动稳定度(DS)标准的求解方法;以甘肃地区为例,求解5个分区典型路面结构在不同行车速度下不同层位的R0与DS标准。结果表明:车辙标准随行车速度减慢、路面温度升高、轴载作用次数增多而提高,且中、上面层的标准值远远高于下面层。

基于足尺ALF车辙试验的车辙等效轴载换算

为了确定沥青路面的车辙等效轴载换算系数,对3种路面结构进行了足尺ALF(Acceler-ated Load Facility)加速加载车辙试验,并进行理论分析。根据车辙等效原则建立了轴载换算系数的方法;以3种路面结构在3种工况下的车辙数据为基础,得出车辙深度与轴载作用次数的关系,进而求解不同结构的车辙等效系数和车辙等效轴载换算系数。研究结果表明:3种路面结构的车辙等效轴载换算系数分别为4.56、4.90和2.71;改性沥青混合料比基质沥青混合料具有更小的轴载换算系数,说明其具有更低的轴载敏感性;推荐改性沥青混合料的车辙等效轴载换算系数为2.7,基质沥青混合料的为4.9。

重载沥青路面车辙预估的温度-轴载-轴次模型

为了弥补现有车辙预估模型的缺陷,建立了基于温度-轴载-轴次的车辙预估模型;结合路面足尺ALF加速加载的车辙试验,对不同的沥青路面结构开展车辙预估研究,并结合甘肃省武威地区的气候及交通特点,给出了车辙预估的具体方法;最后对车辙预估模型的可靠性进行验证。结果表明:车辙深度与累计轴次满足幂指数关系;温度和轴载是影响路面车辙的重要因素,温度每升高5℃,车辙深度大约增加1.8倍,车辙深度的增加倍数与轴载增加倍数大致相同;提出的基于温度-轴载-轴次的车辙预估模型具有很高的可靠性,可用于预估同类沥青路面的车辙;强土基薄面层的路面结构具有更好的抗车辙性能。

黄土路基复合型边坡防护技术研究

文章对黄土路基边坡破坏机理进行了分析,阐述了土工格室复合型边坡防护技术,提出了土工格室植草护坡和生态挡土墙的结构型式、施工工艺及质量检测标准,可有效地指导土工格室复合型边坡防护的施工。