组合梁UHPC肋式桥面板弯曲性能试验研究

针对不同配筋率的UHPC肋式桥面板进行了抗弯性能研究试验,对肋式桥面板的裂缝开展规律、弯曲形态演变及力学特征进行了分析,并与RC肋式板和RC等厚桥面板的弯曲试验结果进行了比较,分析了混凝土类型及结构形式对桥面板抗弯性能的影响。试验结果表明,UHPC肋式板弯曲受力的荷载-位移曲线可分为4个阶段:弹性段(≤0.15Pu),微裂缝延伸段(0.15Pu~0.85Pu),主裂缝开展段(0.85Pu~0.93Pu)及塑性强化段(≥0.93 Pu);相较于配筋率1.98%的肋式板UC-16,配筋率2.22%的UC-18和2.50%的UC-20的初裂荷载分别提升了26%和47%;极限承载力值分别提升了17%和32%;配筋率2.22%UHPC肋式板的正常使用极限状态的安全系数δs为3.1,承载能力极限状态的安全系数δu均值为2.3,而RC肋式板的相应安全系数分别为1.8和2.1,UHPC材料延缓了裂缝的发展,但对肋式板抗弯承载力的贡献幅度有限。

高强钢筋与超高性能混凝土黏结性能试验研究

为研究高强钢筋与超高性能混凝土(UHPC)的黏结性能,考虑钢筋直径、锚固长度以及保护层厚度等因素对黏结性能的影响,设计了15组45个常温养护条件下的中心拔出试件;通过中心拔出试验,观察试件在静力荷载作用下的破坏过程、裂缝的产生、试件破坏形态以及黏结应力-滑移曲线特征等.结果表明:高强钢筋与UHPC黏结强度较大,约为48~73 MPa;与普通混凝土不同的是钢筋与UHPC的黏结强度随着钢筋直径的增加而增加;黏结强度与保护层厚度成正比,与黏结长度成反比;保护层厚度对试件破坏模式影响较大,保护层厚度较薄时,试件发生劈裂;保护层厚度较大时试件发生拔出破坏.钢筋在拔出的过程中黏结应力-滑移曲线与坐标横轴围成的面积较大,表明其耗能能力较强.基于试验结果,结合黏结机理分析提出了黏结强度计算模型以及黏结-滑移本构方程,理论计算结果与试验结果吻合较好.

活性粉末混凝土人行天桥试设计研究

活性粉末混凝土(RPC)是一种抗压强度高且韧性、耐久性好的水泥基复合材料,应用于人行天桥,具有经济、美观、耐久性好等特点。以主跨47 m的某人行天桥为原型,进行了RPC人行天桥试设计。分析结果表明,与钢桥相比,RPC桥性价比较高,主梁材料费用为钢桥的61.0%;与预应力混凝土(PC)桥相比,结构受力性能有较大的提高,主梁混凝土和预应力筋用量减少56.4%和18.2%,结构自重减轻53.9%。因此,RPC人行天桥具有较大的应用优势。

破损安全桥梁拉索及其系统研究

桥梁拉索破断的统计寿命为3～16年，在桥梁的服役期内，拉索将多次拆换或破断。囿于问题的随机背景，拉索的寿命预测，是一个非确定性的统计量，拉索破断的年月并不确知，因此，拉索骤断没有杜绝。基于破损安全理论，研究桥梁拉索及其系统，冀在实现：拉索骤断，桥梁不致受损或垮塌，随断随换，勿需预测。

深圳彩虹大桥设计与研究

深圳彩虹大桥是一座由钢管混凝土拱、预应力钢 混凝土空心叠合板组合梁、钢管混凝土组合桥墩构成的全钢 混凝土组合结构桥梁 ,在国内外属于首座。主跨 1 50m ,跨越深圳火车北站 2 9股道。设计构思新颖 ,造型优美 ,结构轻巧 ,抗风、抗震性能好 ,结构体系有所创新。体现了桥梁建筑与美学及环境的统一 ,实现了桥梁建设“轻型大跨、预制装配、快速施工、关注环境”

钢桥桥面铺装层的温度场分布特征

针对钢桥桥面铺装层早期破坏这一世界性难题,以傅立叶传热定律为理论基础,根据气象部门提供的气象资料,运用有限元手段,对钢桥桥面铺装层温度场的温度分布特征进行了系统研究,分析了钢桥桥面铺装层的温度分布规律.结果表明:在相同气候条件下,钢桥桥面铺装层的最高温度远高于道路,并且钢桥桥面铺装层的高温作用时间长,温度波动大,正负梯度转化快,不同深度处最高温度的温度滞后现象不明显;钢桥桥面铺装层内的温度场变化较路面更为剧烈,温度条件更为苛刻.因此,在钢桥桥面铺装设计中,铺装层的高温问题应当引起足够重视.

Q345桥梁钢焊接接头超高周疲劳性能

采用超声疲劳振动技术研究了桥梁钢Q345qC的母材和圆形对接焊接接头试件的高周与超高周疲劳性能.试验发现,在105～109循环周次内焊接接头的疲劳性能远低于母材,且无论是母材还是焊接接头其S-N曲线都是呈连续下降趋势.当母材服役超过107周次,焊接接头服役超过5×106周次以后,试件仍然发生疲劳断裂.结果表明,焊接接头试件断口位置主要位于熔合区的焊趾处或焊接接头表面几何非连续处;在高应力区,疲劳失效多发生于接头表面几何非连续处,在低应力区,疲劳失效多发生于焊趾处.

Q345桥梁钢超长寿命疲劳性能研究

采用超声振动疲劳技术研究了波纹钢腹板的主要材料Q345qC钢的高周与超高周疲劳性能。实验在常温下进行,实验应力比R=-1,系统共振频率20kHz,采用沙漏形试样。实验获得了Q345qC钢在105～109范围内的S-N曲线,并用电子显微镜分析了疲劳断口形貌特征。结果发现S-N曲线未出现水平渐近线,而是呈现连续下降,在107周次以后,试样仍然发生疲劳破坏,并不存在传统意义上的疲劳极限。超声疲劳断口的扫描电子显微分析结果表明,Q345qC钢材疲劳损伤时裂纹起源于构件表面或试样内部缺陷。

拱式桥梁破损安全吊杆及其系统研究

拱桥吊杆破断的寿命统计为10年左右,因此在桥梁的服役期内,吊杆将多次拆换或破断。囿于问题的随机背景,吊杆的寿命预测是一个非确定性的统计量。吊杆破断的年月并不确知,以致吊杆骤断,没有杜绝。基于破损安全理论,研究拱式桥梁的吊杆及其系统。冀在实现:吊杆骤断,桥梁不致受损或垮塌;吊杆随断随换,勿需依赖于检测、诊断、寿命预测及健康监测等。

超高层钢框架-核心筒结构弹性与弹塑性时程分析结果对比研究

利用通用有限元软件ABAQUS建立了超高层钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构的精细有限元模型,对其进行了罕遇地震作用下的弹性时程分析和弹塑性时程分析,充分比较了时程分析获得的计算结果,包括顶点位移时程曲线、基底剪力时程曲线、楼层位移角包络曲线以及地震作用下整体结构的能量反应规律.结果表明:弹塑性分析模型在结构进入弹塑性阶段之后,结构刚度降低,与弹性分析结果相比,结构的地震反应程度更小且存在滞后现象.有关论述和方法可为同类研究提供参考.

波形钢腹板桥梁应用调查分析

波形钢腹板混凝土桥在国外,尤其是在日本得到广泛的应用,并已取得了相当大的成就。近年来,波形钢腹板桥这种新型结构在中国已经受到越来越多的关注;为促进中国波形钢腹板桥的技术进步,该文收集了大量的资料,对其发展概况、主要结构形式、主要结构参数、波形钢腹板参数和施工方法进行分析与总结。

一种新型的预应力钢-混凝土组合梁

结合一座下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥 ,介绍一种新型的预应力钢 -混凝土空心叠合板组合梁。有 2个主要特点 :采用现代体外预应力技术 ;采用叠合板组合梁新技术 ,实现双向组合。这种组合桥面体系在桥梁及建筑结构领域具有广阔的应用前景。

地震荷载作用下钢框架梁柱节点的低周疲劳损伤积累分析方法及探讨

根据目前报道的实验研究成果,介绍了钢框架梁柱节点低周疲劳损伤积累的分析方法。结合研究者提出的分析模型和设计规范,综述了梁柱节点寿命评估方法和低周疲劳损伤积累评估模型。重点包括S-N曲线、断裂力学和局部应变分析方法的比较,并对进一步的应用进行了探讨。最后为在国内进一步开展相关研究工作提出了建议。

吊杆布置对拱桥破损安全性能的影响

为研究不同吊杆布置形式对拱桥破损安全性能的影响,本文采用ABAQUS有限元分析软件,针对平行双吊杆体系与斜交叉吊杆体系的拱桥,分别模拟计算了由于吊杆发生骤断而对拱桥剩余结构的瞬时冲击作用,并取得了两种体系的结构在断索冲击下的动力时程响应结果。通过动力分析,明确断索对两种体系拱桥产生的不利影响,研究吊杆骤断时拱桥的破损安全性能,以此对两种吊杆体系的破损安全性能进行比较。结果显示,斜交叉吊杆体系的破损安全性优于平行双吊杆体系。

厦门市海峡交流中心二期2号塔楼结构设计与研究

厦门市海峡交流中心二期2号塔楼建筑物主体高度215m,高宽比为4.8,属超B级高层建筑,采用了钢管混凝土框架-核心筒结构体系。本文对该工程的结构荷载取值和地震作用取值、自振特性、风和地震作用下的计算结果等内容进行了介绍,并且对中震不屈服分析和动力弹塑性分析等方面也进行了较为深入的探讨。通过对计算结果的分析比较,证明结构设计成功解决了结构超限问题,结构设计是安全可靠的。文章最后介绍了针对本塔楼进行的新型钢管混凝土梁柱节点试验研究成果。本文的有关方法和结论可为相关工程提供参考。

吊杆布置对拱桥破损安全性能的影响

为研究不同吊杆布置形式对拱桥破损安全性能的影响,本文采用有限元分析方法,分别对平行双吊杆体系与斜交叉吊杆体系的拱桥进行了吊杆骤断对拱桥结构瞬时冲击的力学分析。通过动力分析明确断索对拱桥产生的不利影响,研究吊杆骤断时拱桥的破损安全性能,以此对两种吊杆体系的破损安全性能进行比较。

某超高层钢管混凝土框架-核心筒结构设计计算

某超高层钢管混凝土框架-核心筒结构建筑总高度为215m,核心筒高宽比为11.2,结构位于风荷载较大、地震作用也较大的地区,针对建筑的功能要求和所处地区的特点,介绍了结构体系选型、整体弹性计算、整体稳定性分析、分阶段施工模拟、混凝土收缩和徐变的影响分析,以及结构动力弹塑性分析等多方面的计算内容和相关分析成果。本文有关计算方法可供相关工程设计参考。

波形钢腹板PC组合箱梁抗扭性能试验与有限元分析

进行了波形钢腹板PC组合箱梁约束扭转试验,并利用ABAQUS软件进行有限元模拟,对影响抗扭刚度的相关参数进行了分析。结果表明:高跨比较大时,横隔板对抗扭刚度的影响较大;波形钢腹板的倾斜角较小时,波形钢腹板的倾斜设置对抗扭刚度的影响较小;当波形钢腹板倾斜角的正切值大于1/5时,抗扭刚度的提高幅度大于10%。

改善钢桥面铺装层高温作用的有效措施

为了降低钢桥面铺装层内较高的温度,提高铺装材料使用性能,推迟桥面的早期破坏.采用有限元手段,以傅里叶传热定律为理论基础,根据气象部门提供的气象资料,对开放式钢箱梁及封闭式钢箱梁铺装层的温度场进行研究.结果表明:开放式箱梁可以降低桥面铺装层温度,降低高温持续作用时间,改变桥面铺装层高温的作用位置.

超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构的弹塑性时程分析

基于合理的材料弹塑性(损伤)本构关系模型,利用通用有限元软件ABAQUS建立了超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构的精细有限元模型,考虑了结构的几何非线性和材料非线性性能,包括钢材和混凝土材料的塑性损伤演化。进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,获得了核心筒和楼板的损伤演化过程、顶点位移时程曲线、基底剪力时程曲线以及楼层位移角包络曲线。结果表明,罕遇地震作用下,混凝土最大损伤出现在这类结构体系中核心筒底部和中上部,为保证其在罕遇地震作用下更好的工作性能,建议在相关区域增设型钢或提高剪力墙配筋率等措施。采用非线性有限元分析方法,可较为清晰地揭示这类结构体系在罕遇地震作用下的工作特性,为同类研究提供参考。