焊接锚垫板锚固区拉压杆模型及配筋设计

针对焊接锚垫板齿板锚固区配筋,提出了一种锚固区新型拉压杆模型。首先对齿板锚固区6种典型效应、主应力迹线以及力流平衡关系进行分析并建立新型拉压杆模型,其次通过美国国家公路与运输官员协会(American Association of State Highway and Transportation Officials,AASHTO)Load-and-resistance Factor Design Bridge Design Specifications、Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary(ACI 318-19)、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018)和欧洲设计建议Practical Design of Structural Concrete进行拉压杆模型参数定量化设计,根据拉压杆几何关系推导出焊接锚垫板齿板锚固区劈裂力计算式,利用有限元分析,拟合出焊接锚垫板下齿板锚固区劈裂力合力重心计算式。最后通过算例分析,按本文建议的拉压杆方法进行焊接锚垫板齿板锚固区结构配筋设计,能较好地控制锚下典型效应问题,相比《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018)给出的设计方法,拉压杆模型法能较好地反映结构传力机制且具备可行性和可应用性,可为焊接锚垫板齿板锚固区配筋设计提供参考。

焊接锚垫板锚下混凝土锚固区传力性能试验

由Q235钢和Q345钢制作的新型环保焊接锚垫板可以替代受力性能差、造价高、能耗高的传统铸造锚垫板。为研究焊接锚垫板锚下混凝土锚固区极限承载力、破坏形态及裂缝宽度,采用微机控制四柱压力机对11个配置螺旋式间接钢筋的混凝土局部受压试件进行锚固区传力性能试验。结果表明,预应力混凝土锚固区极限承载力实测值明显大于计算值,焊接锚垫板喇叭管直径的增大会降低预应力混凝土锚固区的极限承载力,焊接锚垫板底板厚度的增加会提高预应力混凝土锚固区极限承载力。基于试验结果,提出了考虑焊接锚垫板喇叭管直径和底板厚度影响的焊接锚垫板锚下混凝土极限承载力计算公式。

用灰色系统理论确定高速铁路桥梁施工预拱度

为了满足高速铁路对桥面标高的严格要求,应用灰色系统理论,建立高速铁路斜交连续梁桥预拱度的设置方法,并将该方法运用于京沪高速铁路跨秦淮新河特大桥的实时施工控制。结果表明,大桥以很高的精度顺利合龙,成桥后的线形和内力满足设计要求。该方法减少了施工控制的难度,效果理想而简便易行,研究成果可应用于使用悬臂浇筑法的连续桥梁施工中。

共轭梁比拟方法及在变截面梁计算中的应用

为了探寻变截面梁静动力特性和静动力反应的解法,从梁的弯矩与所受分布力关系的方程和梁的挠度与弯矩/抗弯刚度关系的方程具有相似性出发,将待求解梁的弯矩/抗弯刚度当作与该梁共轭的虚梁的虚荷载,进而根据静力等效的原则,将连续分布的虚荷载转换成虚集中力后计算虚集中力作用下虚梁的虚剪力、虚弯矩。依据实梁与虚梁的对应关系,虚剪力与虚弯矩就是实梁的截面转角和挠度,得到了原来实梁问题的解答。结果表明,该方法概念明确、计算工作量较小,可以推广应用于变截面连续梁与刚架等结构的静动力反应分析。

简支梁随机振动问题的简化解法

通过静力分析精确地确定梁的振型,将具有无限自由度的连续体系的随机振动问题归结为广义单自由度振动问题,计算了Bernoulli-Euler梁和Timoshenko梁的对应于广义坐标的广义质量、广义阻尼系数、广义刚度、广义荷载等物理特性,确定了随机均布荷载的功率谱密度,在此基础上推导出了激励作用下两种梁的最大位移、最大应力的峰值功率谱密度。经与有关文献比较表明,该方法产生的误差极小,却概念清楚,步骤简便,并易于为一般的工程技术人员所掌握,对于不是太复杂的结构进行分析本方法具有实际的指导意义。

自然灾害与人为失误引起的工程事故及其分析

研究目的:印度尼西亚处在环太平洋地震带中,是一个多地震的国家,地震与人为失误常常造成该国人员伤亡、财产损失和环境恶化。尽管地震是无法避免的,而人为失误却是可以预防的。本文研究近十年来印度尼西亚较大的自然灾害和重大的人为工程失误,并对工程事故进行细致的失效分析,为改进安全标准从而使结构能有效地经受住未来可能遭受的灾难提供参考。研究结论:通过研究与分析得出:(1)在导致巨大伤亡的天灾中,常有自然事故与人为失误的联合作用;(2)部分设计者对建筑抗灾规范存在错误认识,认为规范仅适用于高耸结构或大型永久性防御设施;(3)单独的人为失误也能引起一系列灾难并导致多人伤亡;(4)研究成果可应用于自然灾害预测、预警和防治。

冷成型桥梁用波形钢腹板制造工艺

山东鄄城黄河公路大桥是目前规模最大的波形钢腹板PC组合结构桥梁,也是国内首次大规模使用波形钢腹板的工程。在考察日本等国家波形钢腹板制造技术的基础上,分析了以往采用传统冷成型方法生产中厚钢波形钢腹板产生的各种缺陷及原因,在山东鄄城黄河公路大桥的波形钢腹板制作中,将传统工艺中多点同时受压改为仅在钢板的波峰或波谷的中央处用上模和底模将钢板夹紧,而从夹紧处用小半径辊轮向两侧碾压的方法,使钢板在非设计折角处不产生塑性变形,并且与传统加工方法相比在设计折角区域也仅产生很微小量的拉伸和压缩变形。该工艺避免了钢板因受拉引起的损伤和微裂纹等各种缺陷的产生,提升了产品各项质量指标,提高了生产效率,并延长了产品使用寿命。在制作山东鄄城黄河公路大桥波形钢腹板过程中,制定的产品质量控制指标对钢板矫正、喷砂、喷铝、喷漆这4个工序作了补充。按照该方法浙江中隧桥波形钢腹板有限公司已成功建造了拥有自主知识产权的冲压加工机组,并获得了18项专利。

高速铁路斜交连续箱梁施工监控方法

针对高速铁路斜交连续箱梁桥的特点,对其施工监控方法进行了研究,并将这一方法运用于京沪高速铁路一座桥梁的实际施工监控中。事实表明,运用该监控方法使该悬臂施工桥梁在中跨合龙时达到了铺设高速铁路无碴轨道的严格要求。

自密实混凝土及其在印度尼西亚的应用

自密实混凝土被称为近几十年中混凝土建筑技术最具革命性的发展。为了在中国进一步推广和更好地使用自密实混凝土,介绍了采用自密实混凝土改进混凝土结构性能(即耐久性与可靠性)的趋势以及自密实混凝土在印度尼西亚高层建筑和大跨桥梁中的应用情况。由于其高流动性,自密实混凝土适合于浇筑施工困难地方和复杂截面形式,尤其是钢筋布置很密的地方。采用自密实混凝土还能减少灌注大尺寸混凝土构件所需要的时间,例如建筑物的底部或基础的灌注。自密实混凝土也会减小施工现场由于混凝土振捣产生的噪音。随着掺合剂技术在使用新一代聚羧化物基超增塑剂方面的发展,现在自密实混凝土可以大规模商业化生产,并成功地在印度尼西亚和世界各地应用。

集中荷载作用下箱梁剪力滞效应分析

为了了解集中荷载作用下,连续直线单箱梁在弹性工作阶段的力学性能,利用有限元软件及有机玻璃模型试验对两跨连续直线单箱梁进行分析.在第一跨跨中施加不同的集中荷载,分析每跨跨中顶板与底板横截面的剪力滞效应.通过采集的试验数据分析得出:在不同集中荷载作用下,第一跨跨中顶板与底板出现剪力滞效应,第二跨跨中剪力滞效应微小,荷载大小对剪力滞系数影响不大.

变截面连续箱梁活荷载内力增大系数计算

为研究变截面连续箱梁在非对称荷载作用下的受力特性,将连续梁的各支座当作铰支,采用差分方法计算变截面连续梁各跨的抗弯惯矩修正系数;将连续梁的每跨两端当成固定端,计算变截面连续箱梁桥的抗扭惯矩修正系数;沿梁宽将桥分为8等分,画出9个梁位的影响线,按照可能布置的车道数分别布载,最终计算出各车道数对应的内力增大系数,并考虑按现行规范进行横向折减。研究结果指出,将箱梁当作一个整体,可以有效地考虑其强大的抗扭能力,计算方法更科学合理,计算结果更准确可靠,反映了箱梁工作的实际情况。

广义支承端弹性地基梁的基本解及应用

为了解决弹性地基梁在不同边界条件下,和不同的荷载工况下需要分别进行求解这一难题,引进了广义支承端弹性地基梁的概念,选择了其对应的基本系统,推导了基本系统的基本解。在基本系统与实际系统之间,采用修正的功的互等定理法,得到了具有广义支承端的实际系统的挠度曲线。通过具体算例,计算了两端刚性固定受均布荷重作用的弹性地基梁的挠曲线、转角、弯矩和剪力方程。研究结果表明:广义支承端弹性地基梁涵盖了实际可能存在的弹性地基梁的各种边界条件,及尽可能多的荷载工况,工程中遇到的实际弹性地基梁问题都是它的特例,因此运用该方法可以直接得到某一具体弹性地基梁问题的解答,而无需进行复杂的推导计算。

简支钢筋混凝土矩形板的正交异性分析

采用正交各向异性弹性理论,分析了简支钢筋混凝土矩形板的挠度,并通过具体算例与有关资料对比,说明采用本方法切实可行,而且级数收敛速度很快,对于挠度计算,可以只取少数的几项,甚至只取第一项即可满足精度要求.

变截面连续梁抗扭惯矩修正系数的计算方法

变截面连续梁桥的使用非常广泛,为了更精确地计算这类桥梁的荷载横向分布系数,采用节段划分法详细推导该类桥的抗扭惯矩修正系数的计算公式,包括截面对跨中对称的梁和截面对跨中不对称的梁,并给出一座实际桥梁的数值算例。结果表明,Cθ数值的大小反映了变截面梁抗扭转能力的大小,Cθ数值越大,抗扭转的能力越大;抗扭惯矩修正系数Cθ与截面沿梁长度方向的变化情况有关,与梁的跨数、甚至是否为连续梁无实质关系;跨中截面的削弱会严重影响梁的抗扭能力;虽然从理论上说,划分的节段越多其结果越接近精确值,但运算结果表明,实际上只要取很少几个节段,例如每一跨度只要划分4～6个节段即可达到相当高的计算精度,满足工程设计的需要。

高耸结构风效应通用分析方法

高耸结构的风响应分析比较困难和复杂,《高耸结构设计规范》(GB50135—2006)和《建筑结构荷载规范》(GB5009—2001)都提供了一系列图表,针对某一具体结构,通过查阅这些图表来逐步计算高耸结构的风振响应,计算方法缺乏普遍适用性。以编制这些图表的原始公式为基础,适当忽略一些次要因素,推导出截面沿高度不变化的高耸结构在静风作用下的位移响应公式,其结果涵盖了《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)所包括的4种地貌情况,并能适应将来规范的修订情况以及某些地方性规范的要求。

受时变分布外力悬臂梁稳态随机振动分析

对于体型较简单的悬臂结构,第一振型占有振动能量的绝大部分,因此可以采用单自由度理论对其进行动力分析。认为结构所受分布随机荷载仅大小随时间随机变化,空间分布形式不随时间变化。用承受与随机荷载具有相同空间分布的静力悬臂梁挠曲线形状作为梁振动时的振型,采用广义单自由度分析方法,详细分析了受分布随机荷载作用的悬臂梁,得到了悬臂梁振动位移的统计量,包括位移数学期望、位移功率谱密度。对于平稳的Gauss输入过程及线性稳定体系,其输出位移也是平稳的Gauss过程,位移反应的数学期望和功率谱密度完全表明了该过程的特征。研究结果表明,该方法思路清楚、计算简捷、精度较高,具有一定的实用价值,对于进一步研究复杂结构和复杂荷载工况具有指导意义。

成层地基自由场地面运动的随机模型

地表土层通常具有成层的特点,在地震工程中将覆盖土层简化为力学性质沿竖向成层变化,水平向为各向同性的层状半空间体才会得到更符合实际情况的解答。采用频域分析方法,对多层横观各向同性土层对垂直向上的入射剪切波的反应进行了分析。在此基础上,分析了自由场地面运动的频率响应函数,计算了响应位移的功率谱密度函数,并给出了算例。算例表明,多层土的功率谱密度函数具有多个峰值。采用频域分析方法计算层状土地基在地震作用下的位移和应力响应,避免了时域分析时对波在界面处多次反射和透射的反复追踪,思路清晰,步骤简明。

多跨连续梁弯曲自由振动的波动解法

建立了连续梁自由振动的波动分析方法。通过Fourier变换,将时域内描述波动场的偏微分方程及其边界条件转换成频域内的常微分方程及相应的边界条件,得到频域解后,再通过Fourier反变换得到原问题的时域解。最后,给出了具体的算例。

流体内压作用下封闭筒壳内力分析

采用无矩理论,对承受流体内压的椭圆形截面封闭筒壳作了内力分析.通过分析内力沿纵向和周向的变化曲线,指出在两端简支条件下,纵向拉压力T11为主要内力,其最大值为平错力S最大值的7倍多;在截面的中和轴附近T11为压力,远离中和轴T11转变为拉力.平错力S沿周向的分布类似于正弦曲线,以截面中和轴为界改变S的符号,这种内力分布导致截面产生翘曲变形.周向内力T22无论沿纵向还是在周向都是拉力,其变化平缓,数值与T11和S相比甚微,不会成为设计中考虑的控制因素.

动力机器地基随机振动研究

在土层中取一变截面土柱,从一维波动方程出发,采用复弹性模量,计及土的弹性模量沿深度的变化和阻尼影响,推导出动力机器简谐扰力作用下地基土垂直振动的位移,并在此基础上,计算出位于机器下方地基土对机器随机扰力的动力响应.