钢筋混凝土拱桥主拱圈加固方式及效果研究

目的 寻求钢筋混凝土拱桥主拱圈最佳加固方式,以改善加固效果,给同类危旧拱桥加固提供参考。方法 基于某实际加固桥例提出3种不同卸载方式的加固改造方案,采用Midas civil软件建立有限元模型,分析不同加固方式的影响规律;对原拱圈初始应力水平、施工阶段内力、成桥状态下应力、内力及挠度进行分析;利用加固层最大应力比、荷载置换率和挠度变化率对加固效果进行评价。结果 方案三的加固层最大应力比分别比方案一、二大45.12%与52.74%,荷载置换效果最显著,最大值达3.82,挠度变化率最大。结论 选择拱上建筑拆除得越多的方式进行加固,加固效果越好;对钢筋混凝土拱桥进行加固时,应基于加固方式制定加固施工方案,同时需考虑施工工期与加固成本。

对大跨度混凝土屋面及类双塔楼结构设计技术措施分析

现阶段城市化进程加快,除了建筑数量不断攀升以外,建筑本身也逐渐朝着大跨度、大空间的方向发展,本文以某文化活动中心工程为例,对其大跨度混凝土屋面及类双塔楼体系进行分析,通过采取一定的结构设计技术措施,满足该工程的建筑使用功能和立面造型,也保证了结构体系受力分析的正确性和合理性,以期为类似建筑的结构设计提供一定的参考。

钢筋混凝土拱承载力分析的齐次广义屈服函数

为了解决弹性模量调整法应用于钢筋混凝土(RC)结构的难题,建立了矩形截面RC偏压构件的通用齐次广义屈服函数。充分考虑RC偏压构件的破坏机理,并利用二次函数建立了矩形截面RC构件的分段光滑压弯承载力相关方程。通过回归分析建立分区表达的截面特征函数,以综合考虑钢筋混凝土偏压构件的截面几何和材料性能对承载力的影响,在此基础上采用分数指数幂的一阶多项式建立矩形截面RC偏压构件的齐次广义屈服函数。利用单元承载比定义高承载单元的自适应识别准则,通过有策略地缩减高承载单元的弹性模量模拟RC拱结构高应力区域的刚度退化,并根据线弹性迭代分析确定RC拱的极限承载力,据此提出了RC结构承载力分析的弹性模量缩减法。通过与模型试验及增量非线性有限元法对比分析,验证了该文方法具有较高的计算精度与计算效率。

大跨度混凝土拱壳声屏障结构设计研究

北京朝阳站至五环路段(里程DK14+400~DK15+050)封闭式声屏障垂直轨线方向的结构跨度约40m,采用大跨度混凝土拱壳结构形式。结构拱形由斜线+圆弧+抛物线组成,满足建筑限高和景观要求;在拱顶抛物线段设置预应力平衡拉索,以平衡高位局部拱结构的推力,显著改善主拱结构和拱脚基础的受力状态。主拱之间的混凝土薄壳采用预制装配式壳板,通过优化SP预应力空心板和主拱结构的连接节点构造,提升主体结构施工效率的同时保证结构连接的可靠性。设计过程中,充分考虑施工组织方案,按照多个施工阶段进行包络设计;主拱结构各阶段的变形验算均满足规范要求,进行了拱结构的整体稳定性分析。主拱基础采用设反倾角的重力式混凝土条形基础形式,基础设计过程中充分考虑各种不利设计工况,充分保证基础设计的安全性。

大跨度局部自平衡混凝土拱壳结构专项分析研究

京沈客专在北京朝阳站段(里程DK14+400~DK15+050)封闭式声屏障采用结构跨度约40m的大跨度混凝土拱壳结构形式,主拱结构之间应用单向简支的SP预应力预制板,主拱高位设置预应力拉索形成局部自平衡体系。针对预制壳板安装和预应力拉索张拉的工序开展不同施工方案对比分析,对比不同施工方案对应的结构受力和配筋设计情况。利用规范公式近似计算主拱混凝土的收缩应变和徐变应变,开展考虑混凝土收缩徐变的施工模拟分析,对收缩徐变造成的结构受力状态变化进行详细的研究。利用考虑塑性铰的动力时程分析方法分别对结构单体中间跨和边跨进行断索专项分析,研究了主拱结构的抗连续倒塌能力以及拉索更换的可行性。研究表明:考虑混凝土的收缩徐变,预应力拉索会产生一定的索力松弛,跨中段主拱的轴力也会有所下降,但不影响主拱结构受力的安全性。中跨或边跨发生断索时主拱结构均不会发生倒塌破坏,通过设置连系梁,混凝土拱壳结构具有较高的安全冗余度。

基于傅里叶级数的钢筋桁架楼承板振动控制方法

以提升钢筋桁架楼承板振动控制效果,解决载荷作用过大造成的楼承板振动问题为目的,对基于傅里叶级数的钢筋桁架楼承板振动控制方法进行研究。根据傅里叶级数指标建立非齐次波动方程,再联合载荷动力条件求解TMD参数、深度系数与广度系数,完成钢筋桁架楼承板振动控制方法的设计。实验结果表明,该方法作用下,单位面积上的力学载荷作用达到5.0×109N,楼承板未出现明显形变,能够较好地解决因力学载荷作用过大而造成的楼承板振动问题。

某优秀历史戏院二层看台桁架结构健康监测与分析

通过某优秀历史戏院二层看台桁架结构健康监测的工程实例,介绍了结构健康监测应用于优秀历史建筑的相关经验,并从对优秀历史建筑的保护、房屋建模计算等角度,选取部分监测数据进行分析比对,进一步阐述了结构健康监测对于优秀历史建筑的必要性与重要性。

地震沉积学在塔北哈拉哈塘地区古河道识别中的应用

运用地震沉积学基本原理,借助高分辨率三维地震数据体,综合使用三维可视化、相干体解释、地层切片技术、地震分频与RGB混频等技术手段对哈拉哈塘地区某三维地震区的古河道进行识别和刻画。精细刻画出志留系底界面与奥陶系吐木休克组底界面2个重要沉积间断期发育的河道体系并总结其特征。研究结果表明:志留系底界面发育高曲度的稳定曲流河,而吐木休克组底界面发育典型的曲流河。两期河道发育期哈拉哈塘地区均处于相对平缓的地貌背景。通过古河道的识别可知:在吐木休克组沉积前该区域曾发生短暂暴露性沉积间断而非传统认识的直接发育的淹没台地型水下沉积间断,从而为吐木休克组底界面下发育的古岩溶储层提供更合理的成因背景解释。

一种新型机械化拱架台车的设计与应用研究

拱架台车是隧道施工支护作业的重要设备。针对当前行业发展现状及实际应用需求,设计一种新型机械化拱架台车,介绍整体结构及设备参数,重点阐述柔性机械臂的结构原理及控制系统,说明全套工序流程并总结其优势特点;以西北某施工项目为例,验证其实际应用情况及效益。设计的拱架台车为后续隧道施工支护设备的进一步发展提供了借鉴与思路。

新型钢筋混凝土空腹桁架的结构分析

介绍了几种钢筋混凝土空腹桁架的新型结构型式，分析了这类结构型式的若干静力性能。

钢筋混凝土框架结构屈服前阶段损伤程度模型分析

由于作用使既有结构产生的损伤,直接影响结构抗震性能及加固方案,结构损伤程度的适用计算方法即成为急需解决的科学问题。分析钢筋混凝土框架损伤机理,将其开始承受荷载至结构破坏定义为三大阶段:框架完好至截面出现裂缝为微损伤、截面开裂至框架一个截面屈服为轻中度损伤(若裂缝宽度不超过《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)规定的正常使用极限状态最大裂缝宽度可为轻度损伤、至屈服为中度损伤)、框架屈服至形成机构体系为严重损伤。采用相对刚度作为损伤参数,基于框架在水平低周反复荷载作用下试验结果,拟合出相对刚度和相对荷载的关系;对钢筋混凝土单榀框架微损伤至中度损伤阶段(框架一个截面屈服)进行有限元数值模拟分析,提出了钢筋混凝土框架微损伤程度和轻中度损伤程度的理论计算模型,与已进行的框架试验和有限元分析结果符合良好。

钢筋混凝土锈胀开裂耐久寿命的预测

应用混凝土断裂理论,通过断裂韧度与最大荷载的关系建立了考虑混凝土结构初始缺陷和微裂缝的临界锈张力预测模型;基于断裂韧度的尺寸效应,采用保护层厚度作为梁高对锈胀力预测模型进行了修正;结合弹性力学建立了包括钢筋截面损失、钢筋与混凝土界面间隙和钢筋间距影响的保护层锈胀开裂耐久寿命预测模型。对不同保护层厚度和锈蚀率的预测值与实验结果进行了比较,从而证实了预测模型的有效性。对锈胀开裂耐久寿命受因素变化的影响规律做了详细的分析。

钢筋临界锈胀力预测的断裂模型

应用混凝土断裂理论,通过断裂韧度与最大荷载的关系,建立了考虑混凝土结构初始缺陷和微裂缝影响的新的临界锈胀力预测模型;结合弹性力学和已有的研究成果,提出了依赖于所建立模型的,同时考虑界面间隙和钢筋锈损厚度的混凝土结构锈胀开裂耐久寿命预测方法,为钢筋混凝土结构锈蚀损伤耐久寿命预测提供了一种新的理论方法。对不同的初始裂缝长度,将预测值与实验结果进行比较,证实了预测模型的有效性。对临界锈胀力的影响因素分析发现,初始裂缝对锈胀开裂有显著影响。

隧道内地源热泵热交换管布置优化与施工技术

寒区隧道地源热泵型防冻保暖系统由取热段、热泵和加热段三个部分组成。在Adam研究能源土工布热交换器中热交换管布置形式的基础上,考虑了寒区隧道热交换管的抗冻性,对热交换管布置形式进行了优化评估分析,得出串联横向布置形式是寒区隧道热交换管的最佳布置形式。对热交换管的布置位置进行了优化分析,包括轴向和环向两方面,得出热交换管的轴向最佳布置位置为每板二衬内,不宜跨板布置,环向最佳布置位置为高于环向预埋件。系统首次应用于内蒙古林场隧道,结合试验段开展进行了热交换管的施工关键技术、施工质量控制和施工后期保护的研究,为林场隧道顺利实施提供理论依据和技术支持,并为今后类似工程的施工提供宝贵的经验。

钢筋混凝土结构锈胀开裂及裂缝扩展试验研究

采用加速腐蚀试验,系统地研究了钢筋直径、混凝土强度、腐蚀电流密度、保护层厚度、钢筋位置和类型等因素影响下钢筋混凝土锈胀开裂及裂缝扩展的规律.试验结果表明:腐蚀电流密度对锈胀开裂时间的影响最为显著,其他依次为钢筋直径、保护层厚度、混凝土强度;锈胀裂缝随时间增长呈线性增大趋势;各种因素对锈胀裂缝扩展的影响程度依次为腐蚀电流密度、保护层厚度、混凝土强度和钢筋直径;腐蚀电流密度越大、保护层厚度越小,锈胀裂缝扩展越快;混凝土强度等级越高、钢筋直径越小,锈胀裂缝扩展越缓慢.对比分析发现,钢筋位于上部和相同腐蚀电流下采用变形钢筋时,锈胀开裂晚且裂缝扩展更缓慢;钢筋位于角部时开裂早且裂缝扩展快.分析了各种因素影响机理并提出了提高耐久寿命的措施.

混凝土建筑物碳化深度的模型预测

目的为了研究混凝土碳化对钢筋混凝土结构耐久性的影响.方法从混凝土的碳化机理出发,分析了影响混凝土碳化的主要因素.通过现场试验,对某建筑物的混凝土强度、碳化深度及钢筋保护层厚度进行了测定.结果通过对影响该建筑物的影响因素综合分析,建立了考虑环境因素、混凝土强度、覆盖层等多因素混凝土碳化深度预测模型.结论利用试验数据验证了预测模型的正确性,结果表明在预测混凝土碳化深度时,必须考虑覆盖层的影响.

反放弯筋连接件的格构式推出试验研究－关于钢－砼组合桁架系列研究之三

Ｔ型、检钉和该文反放弯连接件是系列研究之一、二和之三．反放弯地连接件在格构式试件上作推出试验，属国内外首次．文中分析工作机理和破坏形态，导出抗剪承载力公式，试验值与理论值吻合较好，约为正放弯筋的５０％．建议在有反向水平剪力的组合桁架等格构式组合结构中采用．

隧道地源热泵热交换管换热引起的温度应力研究

为解决寒区隧道冻害问题,将地源热泵型供热系统应用于内蒙古博牙高速扎敦河隧道研究中。系统由取热段、加热段、热泵和分集水管路组成,可用于隧道洞口段衬砌和保温水沟加热。热交换管以串联纵向的布置形式埋设在初衬与二衬之间。系统运行时,热交换管换热引起周围衬砌温度场的变化,从而在衬砌内产生温度应力。根据扎敦河隧道实际大小,建立有限元分析模型,计算得到热交换管换热引起的温度和应力。研究结果表明:系统运行后,管周混凝土有明显的温度集中和应力集中,但影响范围小;运行期间,混凝土温度呈指数形式减小,并有一定的波动范围;温度应力以拉应力为主,并且径向温度应力小于环向温度应力;运行期间,径向温度应力变化率较小,而环向温度应力变化率较大,但长期运行后,环向温度应力趋于稳定。

全长粘结式灌浆锚杆锈胀机制研究

针对埋设在地下特殊环境条件下全长粘结式灌浆锚杆存在因锈胀致裂,导致结构失效的实际情况,以弹性理论为基础,根据锚杆、灌浆材料以及围岩体三者之间变形协调关系、荷载平衡条件,研究了锚杆锈胀导致灌浆或岩体开裂,进而加速锚杆锈蚀破坏的机制问题,讨论了锚杆锈胀量、灌浆材料特性、保护层厚度以及围岩体力学性质对锚杆锈胀力的影响。结果表明:锚杆锈胀力随着钢筋锈蚀率的增加而增加,随钢筋保护层厚度的增加而减少;砂浆与围岩体之间的锈胀力随砂浆强度、围岩强度的增加而增加,钢筋与砂浆之间的锈胀力随围岩强度的增加而增加,随砂浆强度的增加而降低。

拱形屋顶图书馆结构设计分析

阳江市某拱形屋顶图书馆主体结构为钢筋混凝土框架结构体系,上部屋盖为大跨度钢筋混凝土拱形结构。对拱形屋顶图书馆项目特点和结构布置原则进行了论述。利用盈建科YJK和MIDASGen两种分析软件对整体结构进行小震弹性计算和中震验算,以及小震弹塑性时程分析。对底部弧形剪力墙和楼板大开洞的楼板应力等关键构件进行专项的有限元软件分析。计算分析结果表明:整体结构的各项性能指标均满足要求,验证了结构体系的合理性,构件分析结果和承载力复核符合使用要求,设计安全可靠。