干湿循环下膨胀土边坡稳定性的离心模型试验

通过离心模型试验,研究了干湿循环下膨胀土边坡的变形和稳定性.分析了裂缝的发生和发展过程,以及水份入渗对膨胀土边坡稳定性的影响.揭示了膨胀土边坡失稳的破坏机理.

部分填充钢管混凝土桥墩抗震性能的数值分析

目的研究钢管径厚比和桥墩柱长细比参数对部分填充圆形钢管混凝土桥墩变形和能量吸收等抗震性能的影响.方法在确定数值分析与实验数据吻合的基础上,采用MARC有限元程序,对部分填充圆形钢管混凝土柱7个试件进行非线性数值分析.结果除了λ=0.15的模型以外,最大承载力基本一致.积累吸收能量随着λ的增大而增加.Rt变化,结构的最大承载力变化不大.积累吸收能量随着Rt的增大而增加.结论钢管径厚比和桥墩柱长细比对部分填充圆形钢管混凝土柱的变形和能量吸收的影响较小,但是填充混凝土高度对钢管局部变形发展位置影响较大.

低剂量水泥稳定碎石混合料收缩性能试验

针对半刚性基层沥青路面裂缝问题,采用理论分析和试验的方法,从提高半刚性基层材料抗裂角度出发,由集料级配组成和结合料剂量两个方面入手,研究低水泥剂量稳定级配碎石基层的抗裂性能.结果表明,不同龄期的收缩系数均呈现明显规律性,混合料的干缩系数和温缩系数都随着水泥掺量的增大而增大;同时骨架型级配的混合料收缩应变小于连续型级配的.研究结论能有效地指导道路施工,减少半刚性基层沥青路面裂缝的产生.

高渗透乳化沥青渗透性能研究

目的研究高渗透乳化沥青在半刚性基层上的渗透性能,寻求高渗透乳化沥青透层油的最佳洒布时间、最佳洒布量.方法模拟施工现场,采用车辙试模成型水稳试件,在其表面喷洒透层油,进行渗透效果检测.分析基层养生龄期、洒布温度、养生温度、洒布量等因素对渗透效果的影响.结果在半刚性水稳基层上其渗透深度随撒布量的增加而增加,最大可以达到14 mm.当洒布量达到一定深度以后,随着洒布量的增加其渗透深度基本不变.随着养生龄期的增长,基层内部结构越来愈致密,高渗沥青的渗透深度越来越小,在基层成型7 d后其渗透深度只有3 mm.而基层养生温度及透层油洒布温度对渗透深度的影响很小.结论高渗透乳化沥青渗透效果能够满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求,解决了普通乳化沥青无法渗入致密水泥稳定碎石基层的问题.

公路沥青路面基层技术状况评价指标

目的为做出合理路面养护决策方案,对基层的技术状况进行研究,以弥补现有的沥青路面大中修养护决策中对基层技术状况判别的缺失.方法基于辽宁省干线公路沥青路面自动化检测数据,采用主成分分析法和层次分析法对数据进行处理.通过SPSS软件使用主成分分析法挑选出对基层技术状况起决定性因素的病害类型,通过专家打分确定每种病害对基层的影响大小,使用层次分析法对打分表进行优化,在一定程度上减少主观因素的影响,使评价更趋科学化.结果 G202黑大线的检测数据表明,该段路线的基层破损率(RBDR)为8.538,置信区间上限下限为9.643、7.740,基层破损指数(BCI)为56.69,置信区间上限下限为54.82、58.14.结论笔者提出的基层破损率、基层破损状况指数计算简便易行,能够对基层破损状况做出较为准确的判断.

基于非线性有限元的桥墩防撞装置性能分析

目的为阻止船舶撞击桥墩,提出一种满足内河二级航道防护要求的钢套箱防撞装置.方法利用ANSYS/LS-DYNA软件建立船舶撞击钢套箱有限元模型,分析其碰撞过程中的损伤变形、能量变化和位移响应.结果碰撞过程基本满足能量守恒,船舶的总动能转化为钢板变形能、角钢变形能、碰撞摩擦能以及沙漏能.钢套箱通过变形和摩擦吸收了91.6%的碰撞动能,减少了碰撞过程中传到桥墩上的撞击力.仿真算法中沙漏能得到有效控制,确保了计算的精准度.结论钢套箱防撞装置能够抵御船舶的撞击而不被穿透,有效地起到保护桥墩的作用.

内置十字钢板补强圆形钢桥墩的抗震性能

为了研究钢管径厚比和桥墩柱长细比参数对内置十字钢板补强钢桥墩承载力、延性的影响,在确定数值分析与实验数据吻合的基础上,采用MARC有限元程序,对内置十字形钢板圆形钢桥墩柱8个试件进行非线性数值分析,得到了在一定垂直荷载和水平往复荷载作用下荷载-位移滞回曲线。明确了十字形钢板改善桥墩抗震性能的机理:十字形钢板的设置改变了钢管局部变形的模态,从而提高了结构的延性和承载力。

基于模糊灰色理论的某老旧宾馆火灾危险性评价

目的为快速合理地评价老旧宾馆火灾危险性,根据模糊灰色理论建立老旧宾馆火灾危险性评价模型,在评价模型的基础上开发软件用于评价建筑火灾危险性.方法根据老旧宾馆火灾的发生蔓延过程确定其火灾危险性评价模型各级指标因素,利用层次分析法确定模型各指标因素的权重系数,运用Visual Basic 6.0语言编写老旧宾馆火灾危险性评价软件,对某老旧宾馆火灾危险性进行评价.结果根据建立的老旧宾馆火灾危险性评价指标体系开发了"老旧建筑火灾危险性评价软件".利用开发的软件评价了某老旧宾馆第六层客房发生火灾而引起宾馆整体燃烧的危险性,评价结果为比较安全.结论通过分析老旧宾馆火灾发生蔓延三阶段的火灾危险性最终对老旧宾馆火灾危险性进行评价的方法是可行的,开发的软件便于操作且运行结果可靠,可用于快速评价老旧宾馆火灾危险性.

部分填充圆形钢管混凝土桥墩子结构拟动力试验

目的探明在整体桥梁中部分填充圆形钢管混凝土桥墩在E1和E2地震动作用下的非线性动力性能,提出合理的桥墩抗震设计.方法通过桥墩柱的子结构拟动力试验研究,了解整个桥梁结构的受力特点,利用试验和数值分析相结合的方法,对部分填充圆形钢管混凝桥墩在整体桥梁上的抗震性能进行分析.其中E1和E2地震动分别输入EL CENTRO波和日本神户地震JRT-NS波等两种工况.结果得到了在这两种工况作用下试验子结构桥墩的反应位移和水平力-位移滞回曲线.数据曲线表明了桥墩模型在E1和E2地震作用下的破坏情况与试验结果能够较好吻合.结论表明在E1地震动作用下桥墩处于弹性状态,在E2地震作用下桥墩处于弹塑性状态,没有明显的破坏迹象,表现出良好的抗震性能.该试验方法对于探明关键构件对桥梁等整体结构力学性能影响的有效性.

低水泥剂量稳定级配碎石基层在沥青路面大修工程中的应用

目的利用低水泥剂量稳定级配碎石基层技术,解决传统半刚性基层收缩开裂引起反射裂缝及由此导致的路面病害问题.方法在对该种材料强度形成机理分析的基础上,通过室内试验研究低水泥剂量稳定级配碎石材料的强度和变形特性;并依托沈环北线(横道岭-台山堡)大修工程,对铺筑的低水泥剂量稳定基层进行现场检测.结果室内试验中,无侧限抗压强度试验的结果表明:当水泥掺量为2.5%时,低水泥剂量稳定级配碎石基层强度满足现行规范中对中、轻交通等级的要求;当水泥剂量为3.0%时,满足规范中对重交通等级的要求.回弹模量试验的结果表明:水泥剂量超过2.5%时,回弹模量呈快速增长;裂强度实验结果表明:水泥剂量超过2.5%时,该种材料的间接抗拉性能和常规半刚性基层材料接近.试验路检测证明,低水泥剂量稳定级配碎石基层沥青路面反射裂缝显著减少.结论低水泥剂量稳定级配碎石基层技术应用在辽宁省公路大修工程当中是可行的,中、轻交通等级下,推荐采用水泥剂量为2.5%;重交通情况下推荐水泥剂量为3%.

单肋拱加劲V型撑刚构-连续梁桥稳定和动力性能研究

目的为新型组合桥梁—单肋拱加劲V型撑刚构连续梁桥的实际应用打下了较好的理论基础.方法运用Midas/Civil对福州湾边大桥建立空间有限元模型,计算了该桥的稳定系数和动力特性.结果各工况下桥梁结构的稳定系数均大于7.0,满足规范要求.桥梁的第1阶振型以桥墩和桥面振动为主,基频为0.67Hz,小于一般的单孔刚性结构的第1阶自振频率2.5～3.3Hz;大于结构较柔的斜拉桥和悬索桥的第1阶自振频率0.2Hz以下.结论单肋拱加劲V型撑刚构—连续梁桥是一种新颖的梁拱组合结构形式,结构受力合理,发挥了拱结构和连续刚构的特点,方便施工,造型美观.

轨道交通荷载作用下单双箱梁桥空间振动研究

目的为解决一体式单线桥梁占地空间大、施工周期长、造价高的问题,建立单双箱有限元模型,对单双线高架桥梁在轨道荷载的动力作用下进行研究.方法分别建立桥梁子系统模型和车辆子系统模型,忽略轨道竖向不平顺,考虑车辆横向蛇形运动,运用快速模态动力学分析工具(IMDplus)进行移动荷载作用下桥梁结构动力响应计算.结果双线桥的主频率比单线桥大12%;单列车过桥工况下,双线桥的横、竖向位移比单线桥分别减少42%、36%,双线桥的横、竖向加速度比单线桥分别减少21%、22%;双列车过桥工况下,双线桥的横、竖向位移及其加速度较单线桥分别减少20%、17%和12%、17%.结论在轨道交通荷载作用下双线桥较单线桥具有刚度大、节省空间、结构动力响应小等优势.

基于应力控制箱梁截面设计数值模拟分析

为了研究箱梁截面尺寸对箱梁力学行为的影响,分别以梁高、顶板、腹板及底板为参数,通过建立有限元模型,分析了各参数变化对箱梁应力变化的影响及敏感性.分析结果表明,随着顶板厚度的增大,箱梁顶板横向拉应力逐渐减小,箱梁顶板适宜厚度为24~36 cm;随着腹板厚度的增加,箱梁斜截面主拉应力逐渐减小,墩顶截面腹板的适宜厚度约为跨径的1/260~1/170,支座截面腹板的适宜厚度为墩顶截面腹板厚度的1/2.0~1/1.6;随着顶板厚度的增加,墩顶截面底板压应力也呈逐渐减小趋势,墩顶截面底板的适宜厚度约为跨径1/220~1/140,跨中截面底板的适宜厚度为20~31 cm.最后,建议在箱梁结构设计时,应通过整体分析、局部分析综合考虑各因素来确定其最优设计参数,以提高箱梁的承载能力和抗裂性能.

混凝土内部钢筋的腐蚀及使用寿命

目的为了探讨混凝土内部钢筋的腐蚀机理,便于能够对结构恶化问题提供不同的解决方法,提高混凝土结构的使用寿命.方法通过研究碳化腐蚀和氯化物腐蚀来预测钢筋混凝土结构的使用寿命.混凝土碳化使用寿命预测认为混凝土中钢筋一旦开始锈蚀,则在较短的时间内就会引起混凝土保护层开裂、脱落,致使结构构件的承载力下降,从而严重影响其使用寿命.因此,碳化使用寿命预测是将钢筋开始锈蚀的时间作为结构构件适用性终结标志.并与一般劣化外力作用的计算方法进行对比.结果保护层厚度和混凝土类型及环境湿度影响混凝土内部钢筋的腐蚀,进而影响结构的使用寿命.通过分析工程状况可知,混凝土保护层厚度过薄是导致桥梁结构过早破坏的主要原因之一.结论通常为了获得尽量长寿命的结构,必须设计足够的混凝土保护层厚度.在设计中要尽量控制好保护层厚度和混凝土配合比,以提高结构的耐久性.

公路桥梁中陶粒混凝土梁承载力的研究

目的研究陶粒混凝土梁的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力.方法进行6根陶粒混凝土梁和2根普通混凝土梁的正截面受弯承载力试验,分析陶粒混凝土梁正截面受弯的破坏特征,提出了陶粒混凝土梁正截面受弯承载力的计算方法,并将试验实测值与公式计算值进行了比较.基于陶粒混凝土梁斜截面受剪承载力的试验数据,按照目标可靠指标的要求,提出了陶粒混凝土梁斜截面受剪承载力的计算公式,并对该计算公式进行了可靠度分析.结果正截面受弯承载力的试验实测值与公式计算值的比值是1.064;斜截面受剪承载力计算公式的可靠指标为4.966.结论笔者提出的计算方法和计算公式用来计算公路桥梁中陶粒混凝土梁的承载力是安全可靠的.

模拟酸雨腐蚀下预应力混凝土梁的抗弯性能研究

为了探讨酸雨腐蚀环境对预应力混凝土梁抗弯性能的影响,制作了8根预应力混凝土梁,从混凝土强度等级、预应力度和钢绞线腐蚀率等方面,进行8根预应力混凝土梁的三分点静载试验。试验结果及分析表明,混凝土强度对屈服后试验梁的抗弯性能影响较大,对弹性阶段的刚度影响较小;随着预应力度的增加,试验梁的开裂荷载逐渐增大,进入裂缝阶段后,刚度下降速度逐渐加快;钢绞线腐蚀率越大,试验梁的极限抗弯承载力越低;腐蚀率在一定范围内(>3.22%),随着腐蚀率的增大,预应力混凝土梁试件的开裂弯矩、屈服弯矩和极限弯矩明显降低。根据试验结果,提出了模拟酸雨环境下预应力混凝土梁试件抗弯承载力的计算方法,同时采用ANSYS软件对预应力混凝土梁进行非线性有限元分析,将试验梁的计算值和模拟值与试验值进行比较,均吻合较好。

低水泥含量级配碎石路用性能试验研究

为研究低水泥掺量对级配碎石路用性能的影响,考虑1%、2%、3%和4%水泥掺量,进行7 d无侧限抗压强度、承载比CBR、抗压回弹模量以及温缩、干缩系数等路用性能指标试验,确定出低水泥含量级配碎石的最佳水泥掺量。结果表明:通过7 d无侧限抗压强度指标确定最佳水泥掺量为3%,抗压强度均为3.65 MPa;3%低水泥含量级配碎石承载比CBR值为435.7%;3%低水泥含量级配碎石抗压回弹模量为900.5 MPa,与普通掺量回弹模量相比,降低了26.45%,有效提高基层韧性抑制反射裂缝扩展;3%低水泥含量级配碎石与普通水泥稳定级配碎石温缩、干缩系数的发展趋势相同,但3%低水泥含量级配碎石对温度和湿度敏感性最弱。

预制吊装结构桥墩受力性能研究

针对预制吊装结构常用的四种墩型,通过计算分析对比其在受力、稳定性方面的差异,对比弹性稳定分析系数与考虑几何非线性的稳定系数的差异,并且对推荐的薄壁空心墩的局部稳定性进行了分析,研究壁厚、横隔板道数、隔板厚度对局部稳定的影响程度。

基于MIDAS对桥梁荷载试验的应用研究

目的随着经济的发展,不断增加的繁重交通荷载加剧了桥梁结构的负担,众多桥梁亟待得到结构性能评定,而桥梁荷载试验是评定桥梁结构性能的重要方法。通过数值分析为桥梁检测静荷载试验和动荷载试验提供一种参考凭据,从而更好地对桥梁运行状况作出评定。方法利用桥梁结构分析与计算软件Midas-Civil建立有限元模型,分析桥梁在静荷载作用下的挠度、应力应变等静力特性和在动荷载作用下结构的振动特性。结果对比模拟数据、桥梁检测荷载试验实测数据以及理论计算数据,评定该桥处于良好运营状态。结论基于桥梁结构分析与计算软件MidasCivil仿真模拟为桥梁荷载试验提供一种参考凭据是切实有效可行的方法。

墩间系梁对双肢薄壁高墩连续刚构稳定性的影响

利用有限元软件MIDAS/Civil对双肢薄壁高墩连续刚构桥的最大悬臂状态和成桥运营状态进行稳定分析,并考虑日照温差和施工过程中的不平衡荷载以及静风荷载的影响,讨论墩间系梁道数及系梁位置对双肢薄壁高墩稳定性的影响。对结果进行分析总结,从而为此类桥梁的设计积累一些经验。