双块式无砟轨道轨枕与道床板界面脱空损伤识别

为准确识别双块式无砟轨道轨枕与道床板连接面脱空损伤,建立了双块式无砟轨道冲击回波有限元模型,分析界面损伤对弹性波传播规律的影响。在室内浇筑含有不同损伤位置和不同损伤程度的混凝土复合试件,采用冲击回波法进行损伤识别。研究结果表明:脱空损伤会显著影响弹性波在界面处的传播,基于回波信号分析可识别损伤;弹性波频率主要受激振锤大小的影响,应结合结构易损位置和理论计算选取合适的激振锤;混凝土复合试件的试验厚度值与理论厚度值相差仅为1 cm,测试结果合理,可用于判断脱空损伤程度,但不能确定损伤区域;利用平面成像技术可准确识别轨枕与道床板界面脱空范围,为双块式无砟轨道结构养护维修提供一定参考,试验结果验证了冲击回波法用于双块式轨道层间脱空识别的可行性和合理性。

基于广义梁格法的整体化铺装加固空心板桥荷载横向分布系数计算方法

由于整体化铺装加固后的空心板桥的铺装层较厚、横向整体性更突出,因此荷载横向分布系数的计算必须考虑整体化铺装层的影响。基于此提出采用广义梁格法考虑整体化铺装层的影响,在足尺模型试验和有限元计算的基础上,对基于广义梁格法的整体化铺装层加固后的空心板桥荷载横向分布系数计算方法进行验证。结果表明,广义梁格法的计算结果可以准确考虑采用整体化铺装层加固空心板桥的荷载横向分布规律。不同宽度、不同跨径的空心板桥,铺装层的高度折减系数取值在0.5~0.8之间时,计算结果更加精确。桥越宽则折减系数取值越大,跨径越大则折减系数取值越小。

型钢剪力架增强混凝土板柱节点抗冲切试验研究

研究型钢剪力架增强钢筋混凝土板柱节点的抗冲切性能,得到型钢剪力架设计的优化方案。考虑型钢的翼缘厚度、腹板厚度、伸臂长度、锚固栓钉规格不同,设计9个板柱节点试件进行反向静力模拟加载试验,考察试件的破坏历程和破坏形态,量测节点的承载力、变形和应变等指标,调查不同设计组合对板柱节点抗冲切破坏模式和承载力的影响规律,阐明其失效破坏机制。结果表明:型钢剪力架能够提高板柱节点的抗冲切性能,改善冲切破坏的脆性特点;设置型钢翼缘、锚固栓钉能够强化节点内纵筋、型钢和混凝土的协同工作,增加型钢腹板厚度和设置翼缘均可在一定程度上提高板柱节点的抗冲切承载力和延性能力;锚固栓钉代替型钢翼缘可改善板柱节点的抗冲切承载力,但在改善延性方面的效果不如带翼缘试件;增加翼缘厚度来提升承载力存在边际效应,型钢伸臂长度太短难以发挥型钢剪力架的抗冲切增强作用。参考现有规范方法以及试验结果,提出了型钢剪力架增强混凝土板柱节点抗冲切承载力计算方法。

《混凝土结构工程施工质量验收规范》中现浇混凝土板厚检测之探究

板厚是现浇混凝土楼板质量的关键参数。相关规范虽然对板厚的抽样数量、检测方法和判定规则方面作出了详细的规定,但未考虑部分测点的板厚偏差值和部分板的板厚平均值超限较多的情况。这就导致单块板厚和批次板厚虽然判定合格,但是有概率出现板厚超限较多的测点或楼板,对结构安全不利。因此,建立符合工程实际的模型示例,分析《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2015)在板厚判定方面的不足之处,并提出单块板厚检测方法和判定规则、批次板厚判定规则的新方法,以供相关专业人员参考。

某地下车库无梁楼盖原位静载荷试验研究

现场采用静载试验对无梁楼盖进行正常使用状态检验,并采用规范公式法、经验系数法、盈建科整体模型法、盈建科单层板模型法进行承载能力计算,并分析不同算法的差异。结果表明:无梁楼盖受冲切承载力计算,规范公式法与盈建科建模结果相一致;无梁楼盖受弯承载力计算,盈建科整体模型法更全面、更合理。

混凝土开裂性能测试多道应力诱导平板式方法

研究出了1种约束条件下评价混凝土开裂性能的新型测试方法.该方法采用多道应力发生器诱导混凝土试件产生裂缝,为评价混凝土在约束条件下的开裂性能提供了有效快捷的检测手段,可用于评估混凝土各组分及纤维、配合比等因素对混凝土开裂性能的影响,并且易于在工程实践中推广应用.

四边简支钢筋混凝土双向密肋楼盖极限荷载与挠度计算方法的理论与试验研究

钢筋混凝土双向密肋楼盖由于具有结构高度小、经济、美观、自重轻和变形小等特点,在实际工程中的应用已日趋广泛。但是,目前对这种结构开裂后的变形计算方法,以及破坏时的机构形态和极限荷载的研究尚少见报导。为此,本文作者做了一个四边简支钢筋混凝土双向密肋楼盖的大比例模型试验,根据试验结果,建立了这种结构的破坏机构,推导了其极限荷载公式,给出了楼盖从开裂至破坏的变形计算方法。

再生粗骨料粒径对再生混凝土早期开裂影响研究

采用平板约束试验方法,对5～15 mm、15 ～25 mm、25 ～ 31.5 mm三种级别再生粗骨料粒径的再生混凝土（RC）和粉煤灰再生混凝土（FRC）分别进行早期抗裂性能（龄期：0～24 h）试验研究.研究结果表明：在三种粗骨料粒径级别范围内,25～31.5 mm级别再生混凝土试件的早期开裂损伤最小;而对粉煤灰掺入量为15％的粉煤灰再生混凝土来说,粒径级别为15～25 mm的早期开裂损伤最小,表明粉煤灰掺入量与粗骨料粒径之间存在一个优化掺入量,在这个优化掺入量情况下,粉煤灰再生混凝土的早期抗开裂性能能够达到比较理想的效果.

高钢级大口径焊管残余应力的测试方法

针对X80钢大口径UOE,JCOE和SAWH(螺旋缝埋弧焊)三种焊管,研究了盲孔法、切块法和切环法在高钢级大口径焊管残余应力测试中的应用。结果表明:对于这三种管型,通过切环法估算的残余应力与盲孔法和切块法的测试值较为接近,三种方法的结果重合性较好。

角点支承双向密肋楼盖试验与极限平衡荷载计算方法

为了了解角点支承方形区格钢筋混凝土双向密肋楼盖的受力性能与破坏形态,寻求极限平衡荷载计算方法,进行过一块尺寸为5.46m×10.92m角点支承的两跨连续方形区格双向密肋楼盖的短期荷载试验,根据试验结果,提出了此种楼盖结构的破坏机构,并由此推导出角点支承方形区格钢筋混凝土双向密肋楼盖的极限平衡荷载计算公式。

现浇钢筋混凝土角区格双向板肋梁楼盖试验研究

为了研究现浇钢筋混凝土双向板肋梁楼盖中梁与板的相互作用,对一柱支承的现浇钢筋混凝土角区格双向板肋梁楼盖进行了均布荷载作用下的逐级加荷试验,分析了其裂缝出现和开展过程、破坏形态以及受力性能.基于试验结果,提出了这种楼盖结构的破坏机构,并推导了相应的极限荷载计算公式.将试验所得的板内力分别与弹性理论、塑性理论计算结果进行比较,表明按弹性理论以及基于板破坏模式的塑性理论所得结果与试验结果差别较大.

基于超声法的梁板裂缝的无损检测及应用

混凝土桥梁在建造和使用阶段容易受设计施工及环境因素的影响而产生裂缝,影响结构的正常使用。为保证桥梁的安全运行,需采用合理的检测方法对裂缝进行检测,确定裂缝深度,分析裂缝成因,为制定裂缝处理方案提供依据。基于超声法的原理,对某桥梁板裂缝区域进行单面平测、双面测量,并辅以高倍数读数显微镜对裂缝进行宽度量测,用以确定裂缝的深度、宽度及影响范围,结果表明该方法用声速、波形等声学参数检测混凝土裂缝具有较高的检测精度。

关于现浇楼板厚度现场检测的思考

现有的规范体系对现浇楼板厚度现场检测还不够系统和完善,本文针对不同的工程参与方,不同的检验目的,提出了几种相应的楼板厚度检验的抽样方案、检验方法和检验结果评定。通过工程实例在楼板厚度检验抽样、检测以及如何进行检测结果评定方面进行了探讨。

包容型再生混凝土板冲切承载力试验及计算方法

基于推广应用包容型再生混凝土的目的,设计了18块混凝土板试件进行抗冲切性能试验,考虑的主要因素包括混凝土抗压强度、抗弯钢筋配筋率、冲跨比、板厚和双柱头加载方式。试验结果表明,包容型再生混凝土板的冲切角约为61°,大于普通混凝土板约57°的冲切角;包容型再生混凝土板的受冲切强度高于普通混凝土板4.6%~8.4%。并且提出包容型再生混凝土板冲切承载力计算公式,供结构工程设计参考。

双向土工格栅处理桥头跳车的试验研究

为了研究桥头跳车问题,对采用双向土工格栅加筋与短搭板相结合的方法在武汉阳逻长江大桥接线上进行了实体工程试验研究,对桥头加筋和没有加筋路堤的分层沉降和地基沉降,以及路堤中的土压力进行了对比观测。建立了考虑土工格栅-土界面接触特性的有限元模型,分析了双向土工格栅加筋层数、层间距、格栅的抗拉模量,桥头路堤填土的模量、粘聚力、内摩擦角和地基土的力学性质时桥头路堤沉降的影响规律。结果表明,采用双向土工格栅加筋和短搭板相结合的方法,可以达到消除桥头跳车的目的;从桥头路堤表面向下以一定层间距布设加筋层,随加筋层数的增多(加筋深度随之增大),外荷引起的附加剪应力能向更深处传递,是加筋效果提高以致桥头差异沉降减小的重要原因,但最大有效加筋深度约为2.5～3.6m;当格栅层数一定时,如果采取等间距布置,适中的层间距时桥头路堤沉降最小;增加填土的弹性模量和内摩擦角或土工格栅的刚度,可以有效降低双向土工格栅加筋的桥头路堤沉降。

使用状态下钢筋混凝土双向板的挠度研究

通过试验研究、规范公式计算及有限元分析的方法,分析计算了使用阶段相同荷载作用下钢筋混凝土双向板的挠度,试验结果为0.37mm、规范中公式的计算结果为0.57mm、有限元计算结果为0.22mm,表明采用规范中受弯构件挠度计算公式计算钢筋混凝土双向板的挠度相对于试验结果偏于保守,有限元计算结果较试验值偏小,但基本可以反映双向板的挠度值。

装配式空心板铰缝界面抗剪性能试验与数值模拟

为了掌握空心板铰缝新旧混凝土界面抗剪性能,并为新旧混凝土界面抗剪数值模拟提供参考,提出了铰缝新旧混凝土界面黏结的数值模拟方法以及界面黏结参数的合理取值。首先,结合国内外新旧混凝土抗剪性能试验研究方法,根据空心板铰缝的结构与受力形式,选择推出试验对空心板铰缝新旧混凝土界面破坏机理与抗剪性能进行了研究,推出试验共3组试件,每组试件由左、中、右3块试件组成,按1∶2的比例进行缩尺设计。在总结新旧混凝土界面受力性能的数值模拟方法基础上,提出了数值模拟空心板铰缝推出试验所采用的单元、本构关系和结合面的黏结强度,并对黏结滑移刚度及最终滑移值与峰值应力对应的滑移值的比值进行了分析,最后用推出试验结果验证该数值模拟方法的正确性。研究表明,当铰缝推出试验达到极限强度时,试件将沿铰缝新旧混凝土界面发生脆性破坏,平均抗剪强度为1.1 MPa,以平均剪应力等于0.5 MPa为界限,平均剪应力-滑移曲线近似由直线的弹性阶段和曲线的弹塑性阶段组成;数值模拟过程中铰缝混凝土本构关系采用损伤塑性模型,钢筋本构关系采用理想弹塑性模型,新旧混凝土结合面采用面面接触技术模拟,其中黏结滑移刚度取5 MPa/mm,最终滑移值与峰值应力对应的滑移值之比为2,该方法可获得较好效果。

基于相对位移法的铰缝破损程度检测

针对装配式空心板梁桥铰缝的破损评价,提出相对位移法,通过测量在正常通行荷载作用下一段时间内铰缝的最大相对位移值,判断铰缝的破损程度。设计了测量相对位移的装置,给出了相应的测试方法。通过对9座桥梁259条铰缝的实测结果统计分析发现:仅通过外观检查判定铰缝损伤状态并不可靠;相对位移与铰缝的损伤程度有较强的相关关系;通过相对位移来区分铰缝不同的状态是合理的;使用无量纲参数a可将铰缝划分为完好、损坏和破坏3种状态,3者之间的界限值分别为0.14和0.57。对一座实桥的荷载试验结果表明,采用相对位移判断铰缝损伤状态所得到的结论与通过荷载试验所得结论一致,采用相对位移法判断铰缝的破损程度不仅方便,而且可靠。

结合梁桥面板混凝土收缩应力评定

灌河大桥为钢-混结合梁斜拉桥。为分析该桥桥面板混凝土收缩应力水平,分别通过试验测定和理论计算公式,得到混凝土前期收缩应变时程曲线和弹性模量时程曲线,根据收缩应变结果进行有限元模拟,得到混凝土前期和后期收缩应力,并对结合梁桥面板混凝土的收缩应力进行评定。结果表明:灌河大桥桥面板混凝土前期收缩量和收缩应力的试验结果大于JTG D62-2004规范公式计算结果;采用杆系模型得到桥面板混凝土顺桥向后期收缩应力最大值为1.5MPa,采用板壳模型得到桥面板混凝土应力最大值顺桥向为1.5MPa、横桥向为2.2MPa,需要采取有效措施以减小桥面板的收缩应力。

内部预埋空腔的混凝土厚板温度效应试验研究与计算模拟

连续整浇混凝土厚板的非荷载原因开裂一直是工程设计与施工的一个较难处理的问题,从水化热温控和扩大混凝土可散热表面积的思路出发,通过在厚度为300 mm的钢筋混凝土厚板内部均匀设置封闭园管空腔,试验研究了其内外温度变化过程,并通过有限元数值模拟分析,探索这一方法在混凝土连续厚板中用以减小温度效应的有效性.结论认为在混凝土厚板内部设置均匀分布的空腔,不但可以减少混凝土用量,控制水化热总量,而且可以改善内部传热环境,控制内部温升,可以显著减小大体积混凝土的温度变形和温度应力.