装配整体式齿槽剪力墙结构密拼接技术研究

装配整体式齿槽剪力墙结构是一种新型不出筋全预制混凝土剪力墙结构,具有标准化程度高、运输安装便捷、场内工作量少的优点。预制构件间通过密拼接技术实现水平连接,连接接缝内钢筋的布置限制了齿槽剪力墙的施工效率。基于装配整体式齿槽剪力墙的构造特征,提出了一种钢筋整体推拉连接技术,有效解决了钢筋连接问题,为装配整体式齿槽剪力墙结构的推广应用奠定了基础。

现浇边缘构件的装配整体式齿槽剪力墙抗震性能试验研究

为研究装配整体式齿槽剪力墙的抗震性能及竖向接缝性能,对1片现浇剪力墙和3片齿槽剪力墙进行了拟静力试验,变化参数包括轴压比和剪跨比。试验结果表明:墙体发生弯曲破坏,齿槽剪力墙与现浇剪力墙承载力和刚度基本相当,具有良好的抗震性能,可满足“等同现浇”的性能需求;位移角为1/1000时,齿槽剪力墙竖向接缝保持完好;位移角大于1/500时,竖向接缝两侧墙体发生竖向错动变形。齿槽剪力墙滞回曲线饱满,位移延性系数大于5,具有良好的变形能力;提高轴压比、降低剪跨比,加速了竖向接缝开裂并促进竖缝两侧相对变形的发展;改变轴压比和剪跨比对齿槽剪力墙承载力和变形性能的影响规律与现浇剪力墙相同;较高轴压力作用时,墙体破坏集中于竖向插筋孔区域形成竖向裂缝,墙角压溃区域减小。采用ABAQUS软件进行有限元分析,模拟骨架曲线及破坏形态与试验结果吻合良好;改变轴压比、剪跨比对墙体性能的影响与试验结果一致,增加横向槽孔尺寸、减少横向槽孔内侧尺寸,对墙体力学性能基本无影响。

装配整体式地下车站钢管混凝土柱-型钢混凝土叠合梁节点力学性能研究

目的:为了保障新型节点的传力有效性与车站安全性,需对城市轨道交通装配式车站的新型钢管混凝土柱-型钢混凝土叠合梁节点的力学性能进行研究。方法:针对车站正常使用阶段,建立足尺模型;采用原位对拉方式加载,研究新型钢管混凝土柱-型钢混凝土叠合梁节点静载作用下的力学性能;结合力学试验结果,利用ANSYS软件中的纤维单元建立数值分析模型,对影响节点受力性能的重要参数进行分析。结果及结论:节点连接区的破坏形态为靠近柱端受压区位置部分混凝土压碎剥落,梁顶的裂缝增多并发展;通过荷载-位移曲线及应变分析验证了节点的破坏是经过了裂缝出现、屈服变形和塑性变形等几个阶段,力学试验表明预制混凝土、现浇混凝土和型钢的粘结良好并共同工作,节点具有良好的整体性能;通过数值模拟及其参数分析可得出,叠合梁节点的混凝土强度等级增加可使承载力提高,但延性降低,节点型钢的翼缘宽度对承载力及刚度的影响很小。

钢桥钢梁整体节点疲劳试验研究

本文研究了钢桥钢梁中棱角焊缝构造细节的疲劳问题。依据钢桥设计中所采用的钢梁棱角焊缝构造细节形式，模拟设计制备了该细节的疲劳试件。通过疲劳试验研究和有限元分析，确定了该细节的疲劳抗力曲线和有关的统计参数，并建立了棱角焊缝构造细节疲劳破坏模型。该模型对于工程设计、桥梁检修等方面具有重要意义。

装配整体式地铁车站侧墙底节点抗震性能研究

为了评价装配整体式地铁车站整体抗震性能,以北京金安桥装配整体式地铁车站为背景,设计制作了一个足尺预制拼装侧墙底节点和一个作为对比的足尺现浇侧墙底节点。采用低周循环加载试验,研究了预制拼装侧墙底节点的破坏形态、滞回特性、承载力、变形能力、耗能性能以及套筒灌浆连接接头受力状态等指标。试验结果表明:预制拼装侧墙底节点与现浇侧墙底节点的承载力和变形能力基本相当,但耗能性能显著降低;两者的破坏形态明显不同,现浇侧墙底节点的裂缝发展比较充分,分布均匀密集,而预制拼装侧墙底节点的裂缝相对集中,其主要分布在刚度突变处以及弯矩最大截面。与现浇侧墙底节点相比,预制拼装侧墙底节点的初始刚度较大,但加载后期,其刚度显著降低。另外,基于灌浆套筒接头在构件中的受力状态分析,对灌浆套筒提出了一种等效抗弯刚度简化处理方法并对两种不同连接方式的侧墙底节点进行了数值分析,其破坏形态和骨架曲线与试验结果吻合较好,验证了该方法的合理性。

盾构隧道沉降下整体道床变形及层间脱空分析

研究目的:盾构隧道管片沉降引起的整体道床脱空已成为影响地铁安全运营的重要因素。为揭示盾构隧道管片沉降下整体道床力学特性,建立轨道-整体道床-管片衬砌空间耦合有限元模型,并依托北京机场线T2支线东、西两侧线路的管片实际沉降监测数据,分析道床脱空下整体道床的变形以及破坏特征。研究结论:(1)当管片发生局部沉降,沉降波谷位于伸缩缝处时,道床上表面在沉降起始处出现开裂,道床底部两侧小范围会出现开裂;沉降波谷位于两伸缩缝中间位置时,道床上表面会出现大范围的开裂现象,且出现在管片沉降的起始位置,道床底部两侧及管片沉降波谷处会出现开裂现象;(2)当管片发生连续沉降,在两个沉降区的波谷都不位于伸缩缝处时,道床底部会出现大范围的开裂,道床上表面所受拉应力比较小,不会出现开裂;在其中一个管片沉降区的波谷位于伸缩缝处时,道床的两侧小范围会出现开裂,道床上表面会出现大范围的开裂;(3)该研究成果对地铁盾构隧道的养护维修具有一定的借鉴价值。

基于子模型法的钢桁桥整体节点动力响应分析

以新建铁路铜九线鄱阳湖特大桥钢桁桥段为背景,研究了考虑局部细节特性的焊接整体节点在移动列车荷载作用下的动力响应。在对整体有限元模型进行分析的基础上,应用壳到体子模型法对该桥焊接整体节点进行了瞬态有限元分析,获得了局部细节处的应力时程。对结果的分析表明,箱形下弦杆与节点板连接处、整体节点板几何形状突变处和右斜腹杆与节点板连接处,在满载列车作用下,最大应力幅均超过相关疲劳试验给出的疲劳容许应力幅,可能在使用期间发生疲劳破坏。

轨道横梁与整体节点连接的疲劳试验

对重庆菜园坝长江大桥轨道横梁与整体节点的连结构造细节进行了足尺模型疲劳试验.通过有限元分析,选定了试验节点,确定疲劳荷载上限为660 kN,下限为50 kN.试验实测应力幅为31.33 MPa,加载200万次后,试验模型未出现裂纹.试验结果表明,该桥轨道横梁与整体节点的连接构造细节在其使用寿命期间内不会发生疲劳开裂,疲劳强度满足要求.

钢桁梁整体节点典型构造细节的抗疲劳性能分析

对重庆菜园坝长江大桥轨道横梁和整体节点连接构造中3种典型构造细节进行介绍，利用ANSYS对3种典型构造细节进行有限元分析，得到3种典型构造细节的应力分布状态及应力集中系数。结合其他桥梁类似构造细节的疲劳试验结果，对3种典型构造细节的抗疲劳性能分别加以研究。结果表明，典型构造细节中的熔透角焊缝疲劳强度均在70-80MPa，对于螺栓连接的板件，板厚差应控制在20mm。因此轨道横梁与整体节点联接部位的疲劳性能够满足要求。

大跨度公轨两用桥轨道横梁与整体节点连接疲劳试验研究

介绍国内首座大跨度公轨两用桥——重庆菜园坝长江大桥轨道横梁与整体节点连接的足尺模型疲劳试验。首先根据大桥交通状况与设计流量,由疲劳损伤累积理论,确定其疲劳荷载谱,制定出疲劳荷载取值;然后,设计并制作了1∶1足尺模型,对模型进行200万次疲劳加载试验。试验结果表明,试验模型应力水平较低,实测应力幅大致为30 MPa,疲劳加载200万次后,试验模型未出现裂纹。最后根据疲劳试验结果及国内外有关规范,对轨道横梁与整体节点连接的疲劳性能进行了评价,认为在结构使用寿命期间及正常养护维修情况下,该连接不会发生疲劳开裂,疲劳强度满足要求。

普定碾压混凝土拱坝整体碾压温控技术研究

普定碾压混凝土拱坝是目前世界上第３座也是最高的碾压混凝土拱坝。由于基础约束较强，约束范围大，拱坝的温度应力非常复杂。用数值分析法计算了普定水库水温；用三维有限元法计算了拱坝的准稳定温度场；根据施工实际情况和边界条件，用三维有限元法对普定碾压混凝土拱坝大仓面整体碾压的温度及温度应力进行了仿真计算，首次揭示了碾压混凝土拱坝温度和温度应力的分布规律，论证了普定拱坝设置诱导缝的必要性、合理性；有关普定碾压混凝土拱坝度讯情况下的温度应力分析成果及措施已被工程实际采用并证实。

桥梁混凝土结构接缝的耐久性能

目前桥梁混凝土结构的耐久性研究主要集中于整体成型的混凝土部分,而没有考虑接缝的影响。为探明混凝土接缝的耐久性能,对分段成型的桥梁混凝土结构中常用的直接湿接缝、凿毛湿接缝、干接缝和环氧胶接缝等四类接缝进行氯离子侵入、碳化、冻融及接缝部位钢筋锈蚀等耐久性试验结果开展分析。结果明确表明:不同类型接缝的耐久性能虽有差别,但都是混凝土抗环境作用的薄弱部位,其中,通过机械凿毛改善新老混凝土结合的措施可能会对接缝连接界面造成损伤,损害结构的耐久性能;干接缝的各项耐久性指标均明显劣于其余类型接缝,不应用在环境不良的地区;环氧胶接缝并未表现出明显优于其余类型接缝的耐久性能,仍需进一步进行相关研究;接缝部位的钢筋包括不锈钢筋在内都反映出更严重的腐蚀状况。接缝是混凝土耐久性最关键的部位,连接界面上的水泥砂浆基体或施工损伤等因素是其抗环境作用性能下降的主要因素,因此混凝土的耐久性研究应更多关注其接缝,设计、施工及维护都应有相应的措施。

一种装配整体式混凝土剪力墙的抗震性能试验

为提高装配整体式混凝土剪力墙水平接缝连接的安全性及施工便捷性,提出一种配有X型斜筋的新型水平后浇接缝的连接方法.设计3片预制剪力墙试件进行拟静力试验,研究后浇接缝高度的不同对预制试件抗震性能的影响规律,并与现浇试件进行对比.结果表明:预制试件的破坏形态与现浇试件相似,承载力略低于现浇试件.试件PC-1具有较好的变形能力和延性,能够满足抗震要求,试件PC-2和试件PC-3变形能力和延性低于现浇试件.墙体底部后浇接缝高度对抗震性能有一定的影响,装配整体式混凝土剪力墙水平接缝采用合理的连接方法,可以获得和现浇墙体基本相当的抗震性能.

整体式拼缝连接的预制楼板-预制剪力墙节点试验

为研究整体式拼缝连接的预制楼板-预制剪力墙节点在预制楼板悬臂端竖向荷载作用下的受力性能,进行了1个边节点试件和2个中节点试件的静力试验.结果表明:3个试件的裂缝分布相同,且均为楼板受弯破坏;3个试件承载能力极限状态前的楼板悬臂端竖向荷载-挠度曲线基本相同,预制楼板固端受弯承载力差别不大,且与规范公式计算值的比值平均为1.29;套筒挤压搭接连接可有效传递预制楼板钢筋拉力;整体式拼缝可保证全装配楼盖的整体性,装配式剪力墙结构采用全装配楼盖时,预制楼板与预制墙之间可采用本文试件的整体式拼缝进行连接.

不同榫卯板构造的装配整体式剪力墙抗震性能试验研究

对1个现浇钢筋混凝土剪力墙试件和2个装配整体式剪力墙剪力墙试件进行拟静力试验,研究剪跨比为1.5的装配整体式剪力墙的抗震性能以及榫卯板构造对榫卯接缝的连接性能的影响。结果表明:榫卯接缝整体性良好,接缝开裂时试件位移角远大于1/1000;装配整体式剪力墙的破坏区域主要集中在榫卯接缝处,峰值荷载时墙体根部混凝土基本完好,承载力低于现浇钢筋混凝土剪力墙,但刚度退化速率小于现浇钢筋混凝土剪力墙,变形能力、累计耗能大于现浇钢筋混凝土剪力墙,峰值荷载后装配整体式剪力墙进入墙柱组合体受力阶段,承载力下降减缓,位移角达到1/25时仍保持水平和竖向承载力;榫卯板横向凹槽底部与竖向孔洞内侧是否平齐对墙体承载力基本没有影响,但平齐构造可延缓榫卯接缝破坏,有助于提高墙体的刚度和耗能能力。

密拼叠合板接缝处直剪性能研究及工程应用

通过11块密拼叠合板试件的单向拟静力试验,对接缝处的平面内直剪承载力进行了研究;同时使用分层壳单元,对密拼叠合板水平荷载作用下的平面内直剪承载力、竖向荷载作用下的导荷方式等进行了数值分析。结果表明:密拼叠合板平面内直剪承载力随后浇层厚度、接缝处连接钢筋配筋率的增大而增大;竖向荷载作用下,密拼叠合板在弹性阶段,竖向导荷可等同于现浇板,但承载力计算时跨中和支座弯矩需进行调整;长期荷载作用下其挠度可取现浇板挠度值乘以不小于1.1的增大系数。最后,将研究成果应用于密拼叠合板的设计实践中。

后浇LSECC装配整体式梁受力性能试验研究

该文基于一种新型高韧性低收缩ECC材料-LSECC,提出了两种后浇LSECC装配整体式框架节点方案,以达到提升高烈度区装配整体式框架节点抗震性能并简化配筋的目标。以节点模型为基础构建了对应的梁式构件,完成了5根后浇LSECC装配整体式梁的静力单调加载试验。通过对承载力、刚度、破坏形态与裂缝发展的分析,初步论证了LSECC应用于装配整体式节点的可行性和优势,并对界面(包括热接和冷接)构造、纵筋锚固等关键基础问题进行了探究,提出了合理的构造措施,为后续大比例梁柱节点抗震性能试验奠定了基础。试验表明:采用LSECC的装配整体式梁具有等同现浇梁的承载力和延性,且裂缝宽度相比混凝土梁明显减小;梁跨中采用ECC的范围越大,初始刚度越低,在加载过程中刚度退化越缓慢;ECC与钢筋具有更好的协同工作能力和粘结强度,其锚固搭接长度相比混凝土节点可显著降低,在装配整体式节点处应用该材料能够保证足够的粘结锚固能力;适当的界面构造配筋可有效提升后浇ECC与预制混凝土界面的力学性能,确保界面不成为薄弱面。

考虑两类装配式节点非线性行为的框架结构响应分析

装配式混凝土框架结构在中国应用广泛,目前主要按“等同现浇”原则进行设计和结构计算。然而,由节点非线性行为不同引起的结构响应差异不可忽视。该文考虑到两类典型的装配式节点非线性行为与现浇节点的区别,研究了这些区别对框架结构地震响应产生的影响。对于效仿连接节点,由其构造形式分析了节点的受力机制,并据此解释了其与现浇节点在试验现象上的差异,提出了两类节点无量纲化的滞回模型,并通过已有试验结果验证了所提模型的合理性。对于非效仿连接节点,从设计角度出发,系统研究了后张无粘结混合装配预应力混凝土节点的力学行为。研究内容采用动力时程分析方法,从结构位移响应、梁柱延性需求、残余变形等方面揭示了装配式框架与现浇框架的差异。该文的研究结果对装配式框架结构在高地震烈度区的应用具有实用的参考价值。

组合梁刚构桥钢-混结合段施工技术

浙江温州瓯江大桥主桥为(84+200+84)m组合梁刚构桥,中跨跨中80m主梁采用钢箱梁,其余部分采用混凝土箱梁,钢-混结合段采用有格室后承压板式。为保证钢-混结合段施工质量,钢-混结合段采用竖立放置预制施工,安装好临时吊点,待混凝土龄期达到要求后,利用驳船将钢-混结合段运至桥位处,利用桥面吊机翻转钢-混结合段,再通过桥面吊机整体提升钢-混结合段进行吊装,吊至设计标高后,进行混凝土悬臂梁段与钢-混结合段之间的现浇湿接头施工。

金安桥水电站左岸坡坝段群抗震性能研究

针对金安桥水电站左岸坡坝段群设防烈度高、坝基构造复杂和坝体横缝结构特殊的特点,对横缝进行了一系列合理的简化并应用动力分析方法对左岸坡坝段群进行了抗震性能分析。分析结果表明:金安桥水电站左岸坡坝段群在9度地震作用下,坝踵、坝趾处的抗拉、抗压强度和单个坝段、坝段群的抗震稳定性均满足现行抗震规范要求,说明金安桥水电站大坝设计合理,能够抵御设防地震。