单箱室波形钢腹板梁桥横向弯矩计算方法

为较简便地设计出波形钢腹板箱梁(BSW)桥的桥面板,基于框架分析法的基本原理,结合波形钢腹板箱梁的结构特点和力学特性,建立适用于单箱室波形钢腹板箱梁桥桥面板横向弯矩的计算方法,再对波形钢腹板箱梁和混凝土腹板箱梁在相同荷载作用下顶板的横向弯矩进行对比,对几座代表性的单箱室波形钢腹板箱梁桥顶板横向弯矩进行计算分析。研究结果表明:波形钢腹板箱梁桥的桥面板最大横向弯矩远高于同类混凝土腹板箱梁的横向弯矩峰值,提出的单箱波形钢腹板箱梁桥顶板横向设计弯矩的建议值可为今后同类波形钢腹板箱梁桥顶板尺寸拟定及配筋设计提供参考。

强震下钢筋混凝土连续梁桥非线性动力响应分析

为了探索连续梁桥的地震损伤演化和破坏历程,在连续梁桥1∶3模型地震振动台台阵试验基础上,对该模型桥进行了非线性动力响应分析,考虑了主梁与桥台间以及横向挡块之间的碰撞效应对地震响应的影响,弥补了模型试验未考虑碰撞效应的不足.分析结果表明:数值分析结果与振动台试验结果较为吻合,两跨连续梁模型的主要破坏模式为墩柱破坏,中墩墩底为关键截面;纵向地震动作用下该模型结构加速度反应谱小于17.4 m/s2则结构不发生倒塌破坏;若考虑桥台对主梁的纵向约束作用,则主梁加速度响应增加、主梁位移减小、墩柱受力减轻,且该约束作用随接触间隙减小而越发显著;若考虑梁和挡块之间的碰撞,则主梁加速度增大,墩柱受力随着间隙的增加而增加.该研究成果可为后续连续梁桥的抗倒塌设计和抗震加固提供参考.

民办本科院校土木工程专业桥梁工程的教学实践

基于民办本科院校"应用型"的人才培养目标,以及金城学院新建土木工程专业的现状,结合桥梁工程课程和教学对象特点,从理论教学、实践教学、教学手段和考核方式四个方面对桥梁工程的教学实践进行探讨。提出桥梁工程教学的一些建议,可为国内同类院校的桥梁工程教学提供参考。

CFRP布加固钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

为能够合理粘贴CFRP布、有效提高钢筋混凝土梁的抗弯承载能力,开展了CFRP布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验,并比较了三种加固方案的加固效果。结果表明:增加CFRP布的粘贴片数不能持续提高抗弯承载力;在梁体两侧粘贴CFRP布综合加固效果更佳;梁间间断设CFRP的U型箍可以减缓纵向CFRP布与混凝土间的界面剥离。

波形钢腹板PC组合箱梁桥的施工技术

简述了波形钢腹板PC组合箱梁的构造,从满堂支架法、先简支后现浇连续法、悬臂现浇法、顶推法等方面,阐述了该箱梁桥型的施工方法,有利于推动波形钢腹板组合箱梁桥在国内的发展应用。

CFRP布加固后钢筋混凝土梁的抗弯承载能力计算方法研究

基于CFRP布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验结果,假定梁在线弹性范围内基本符合平截面,探索了不同方式CFRP布加固后的钢筋混凝土梁的抗弯承载能力。结果表明,研究所得的CFRP布加固梁底面、侧面时,梁的抗弯承载能力计算公式所得结果较试验值偏大,可作为初步设计的估算公式使用。

波形钢腹板箱梁的扭转应力分析

与普通混凝土腹板箱梁相比,波形钢腹板箱梁由于其结构的特殊性,截面抗扭刚度较小,由扭转产生的翘曲应力较大.为深入研究波形钢腹板箱梁扭转产生的翘曲应力,文中在箱梁理论的基础上,根据波形钢腹板箱梁的力学特性,将波形钢腹板作为正交异性板,采用乌氏第二理论,推导出波形钢腹板箱梁的扭转微分方程,并采用初参数法求得约束扭转正应力和约束扭转剪应力.将计算结果与已有的试验结果相比较,结果表明文中分析的精确度较高.

波形钢腹板箱梁畸变应力分析

在箱梁理论的基础上,根据波形钢腹板箱梁的力学特性,对波形钢腹板箱梁由畸变引起的翘曲正应力进行了研究.考虑到波形钢腹板具有褶皱效应,把波形钢腹板看作正交异性板,利用波形钢腹板箱梁中各板元平面力系的平衡关系,推导出波形钢腹板箱梁的畸变控制微分方程.采用弹性地基梁法解出波形钢腹板箱梁的畸变角和畸变双力矩,最终得到纵向畸变正应力.通过算例对比分析相同截面的波形钢腹板箱梁和混凝土箱梁的畸变翘曲正应力,计算结果表明,波形钢腹板箱梁相对普通混凝土箱梁的横向框架刚度较小,因此由畸变产生的翘曲正应力大于混凝土箱梁的畸变翘曲正应力.

强震作用下大跨度斜拉桥倒塌破坏及其控制研究

为了揭示大跨度斜拉桥在强震作用下的倒塌机理,以某大跨度斜拉桥为工程背景,基于LS-DYNA显式积分有限元软件,建立了大跨度斜拉桥显式积分有限元模型,进行了在强震作用下大跨度斜拉桥增设阻尼器和辅助墩前后的倒塌破坏分析研究。结果表明:大跨度斜拉桥在倒塌过程中桥塔均不会产生塑性铰,且卓越周期较长的地震动作用更容易引起斜拉桥结构的倒塌;在塔梁连接处设置粘滞阻尼器和增设辅助墩均可以增强斜拉桥结构的抗震倒塌能力,其中设置粘滞阻尼器的方法效果更为显著。根据研究结果,提出了采用分3个阶段控制的思想进行斜拉桥结构的抗倒塌设计。

强震作用下独塔斜拉桥模型的非线性动力响应分析

建立了基于隐式积分和显式积分的2种有限元模型,对独塔斜拉桥振动台试验中得到的地震响应特性及其破坏模式进行了模拟.然后,利用基于隐式积分的有限元模型,分析了行波效应和索塔梁耦合振动对独塔斜拉桥地震响应特性的影响.结果表明:基于隐式积分的有限元模型可以有效地模拟斜拉桥发生破坏前的地震响应特性,而基于显式积分的有限元模型则可用于模拟独塔斜拉桥在地震作用下发生破坏的全过程;由于输入地震波频谱效应以及视波速各异,行波效应对独塔斜拉桥地震响应特性的影响各不相同;在强震作用下,模型会发生索塔梁耦合振动,导致主塔的纵桥向位移响应明显增加.

独塔斜拉桥模型地震模拟振动台台阵试验

为了研究独塔斜拉桥在强震作用下的地震响应特性,设计制作缩尺比例为1∶30的半漂浮体系独塔斜拉桥结构模型,进行不同地震动作用下多点激励的地震模拟振动台试验.研究结果表明:支座破坏是半漂浮体系独塔斜拉桥缩尺模型在强震作用下的一种主要破坏模式;与只考虑单向水平地震波的情况相比,考虑双向水平地震波同时作用对半漂浮体系独塔斜拉桥的加速度响应影响显著,而对动位移响应的影响较小;在双向水平地震波作用下,主梁跨中会发生不可忽略的竖向加速度响应,卓越周期较长的地震波对半漂浮体系独塔结合梁斜拉桥缩尺模型更具破坏性,强震下斜拉索要承受远大于初始索力的瞬时索力.

粘钢加固损伤混凝土箱型桥墩的抗震性能Ⅰ:双向拟静力试验

设计制作了11个钢筋混凝土箱型截面桥墩缩尺模型,对其进行了粘钢加固后的双向拟静力试验,分析了加固桥墩的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、延性能力、刚度退化和耗能能力等.结果表明,加固墩柱均发生以弯曲破坏为主的延性破坏,破坏塑性铰由未加固时的墩底上移至加固钢板位置的上边缘,加固后墩柱各项抗震性能良好,表明粘钢加固损伤桥墩是一种有效的抗震加固方式.墩柱强轴方向的滞回环饱满,承载力和刚度较大;弱轴方向的滞回环捏缩效应显著,耗能能力较强.初始损伤程度仅对粘钢加固墩柱的刚度退化及耗能能力具有一定影响.随着轴压比的增大,加固试件的承载力变大,极限变形能力降低,延性能力和耗能能力均增强.而随着长细比的减小,加固试件的承载力变大,极限变形能力降低,刚度退化情况严重.

强震作用下斜拉桥模型的倒塌破坏模式

基于斜拉桥模型地震模拟振动台试验和LS-DYNA显式积分有限元模型,提出了相应的构件失效准则和结构倒塌失效准则,对斜拉桥在强震作用下单一构件破坏模式以及多构件破坏耦合作用的倒塌破坏模式进行了分析和探讨。研究表明:考虑单一构件破坏时,支座失效和拉索脱锚是强震作用下斜拉桥的主要破坏模式;考虑多构件破坏耦合作用时,不同地震波的频谱效应对斜拉桥模型的倒塌模式影响较大,卓越周期较长的地震动作用下斜拉桥发生倒塌破坏的危险性较高,且倒塌均是由于边支座脱空、拉索脱锚、主梁下坠,导致主梁端部竖向位移达到倒塌限值而发生;斜拉桥模型在仅考虑单向地震动输入作用下发生倒塌的危险性要明显小于双向和三向地震动输入的情况。

土木工程专业民航特色课程教学实践

基于民办本科院校应用型人才培养目标,为体现金城学院教学特色,文章介绍新建土木工程专业设置的相关特色课程和发展方向,为国内同类院校的土木工程教学改革提供参考。

双层钢箱-混凝土组合墩双向拟动力试验研究

双层钢箱-混凝土组合墩具有强度高、延性好、抗震及抗爆性能优越等特点,是一种理想的可满足"多灾害防御"理念的桥梁墩柱形式。本文主要考虑钢管壁宽厚比、截面长宽比和长细比等参数,进行了3根双层钢箱-混凝土组合墩的双向拟动力试验研究,并基于Opensees平台,考虑界面粘接、钢板屈曲等的影响进行了此类墩柱的非线性动力时程响应分析,综合来考察其在地震作用下的加速度响应、位移响应、滞回特点及耗能能力。结果表明:双向地震动作用下,双层钢箱-混凝土组合墩柱的墩底出现钢板屈曲、开裂和混凝土压碎等现象,破坏时墩底出现塑性铰;墩柱两个方向的滞回曲线均比较饱满,表明钢箱-混凝土组合墩柱总体具有较好的滞回耗能能力;模型墩柱的加速度与位移响应计算结果与实测结果吻合较好,表明基于带塑性铰的纤维梁单元可以较好地预测双层钢箱-混凝土组合墩柱的抗震性能。本文研究可为双层钢箱-混凝土组合墩柱的抗震设计和工程应用提供参考。

粘钢加固损伤混凝土箱型桥墩的抗震性能Ⅱ:动力响应数值分析

针对具有初始弯曲损伤的粘钢加固混凝土箱型桥墩,采用柔度法和纤维模型,进行了系统的地震动力响应数值模拟计算,分析了地震作用下加固桥墩的地震剪力、墩顶位移、剩余刚度等性能指标,并在拟静力试验的基础上综合研究其抗震加固力学行为.分析结果表明,地震荷载作用下地震中桥墩仍然发生加固钢板上缘产生塑性铰的破坏模式,与拟静力试验结果一致.加固前后桥墩抗震性能的对比结果表明,经粘钢加固形成新塑性铰的加固方式可有效增强桥墩的抗震能力.初始损伤程度、加固钢板厚度和长细比等对加固桥墩抗震安全度的影响较小.大轴压情况下,安全度快速降低.

双层钢箱-混凝土组合墩双向地震损伤模型研究

既有的地震损伤模型大多基于水平单向拟静力试验得到的,未考虑结构或构件在双向地震作用下水平两个方向相互耦合作用所导致的性能退化加剧,计算所得的损伤因子不能体现双向耦合影响引起的损伤加剧。本文基于Kumar-Usami地震损伤模型,进一步考虑不同位移幅值下的有效耗能影响,提出了双层钢箱-混凝土组合墩双向地震损伤模型,并利用水平双向拟静力试验得到的双向耦合作用下的变形和耗能数据对双层钢箱-混凝土组合墩的双向地震损伤模型参数进行标定。研究结果表明:(1)该地震损伤模型可以反映加载顺序、加载历史及不同加载位移权重的有效耗能等对双层-钢箱混凝土组合墩地震累积损伤的影响;(2)提出了双层钢箱-混凝土组合墩不同程度损伤的指标限值,给出了考虑双向地震作用下水平两个方向耦合作用的总体损伤计算表达式,模型计算结果与试验吻合良好。本文建议的双向地震损伤模型可供双层钢箱-混凝土组合墩基于性能的抗震设计与损伤评估使用。

双层钢箱—混凝土组合墩耗能与等效黏滞阻尼分析

双层钢箱—混凝土组合墩柱(DSCB墩柱)是一种具有良好的抵御"多灾害"能力的新型桥梁墩柱截面形式,鉴于耗能能力是结构或构件抵抗地震的一个重要性能,而黏滞阻尼又是表征构件耗能特性的关键参数,为了解该新型墩柱在双向地震作用下的耗能和阻尼特点,通过对11根DSCB墩柱的水平单、双向拟静力试验,研究该新型桥梁墩柱的耗能能力及等效黏滞阻尼系数。试验结果表明:DSCB墩柱具有远超同截面尺寸钢筋混凝土箱型墩的耗能能力;DSCB墩柱的双向累积滞回耗能和位移延性存在相关关系,给出的正则化耗能与位移延性的关系式可为估算墩柱的耗能能力使用;由于双向耦合作用,弱轴的滞回环出现拓宽,因此双向地震作用下弱轴的等效黏滞阻尼大于单向地震作用下弱轴的等效黏滞阻尼。

小跨径窄桥静载试验评定的影响因素研究

以某实桥为工程背景,对比了该实桥试验荷载所测试的数据与不同简化下模型所计算的理论值,并分析了铺装层和护栏对理论计算的影响及护栏随桥面宽度变化对理论计算产生的影响。

新规范下混凝土结构课程教学探讨

2008年汶川地震后,土木工程行业内规范、图集相继改版。针对这一现状,对新规范下土木工程专业混凝土结构课程的教学特点进行分析。以育人为本的原则,坚持把学生能力发展作为教学的主要目的,从课程教学方法、教学指导方法及考核方法等方面提出了一些改进建议,以期提高课程的教学效果。