斜拉桥跨中竖向位移的温度灵敏度系数研究

环境温度变化下桥梁跨中竖向位移的变化规律是结构健康监测关注的重要问题。前期研究表明,拉索温度和主梁平均温度是引起斜拉桥主跨跨中竖向位移变化的关键温度变量。该文通过平面几何分析和级数展开得到了对称双塔斜拉桥主跨跨中竖向位移关于拉索温度、主梁平均温度的灵敏度系数的实用计算公式。该公式反映温度变形的物理机理,揭示温度灵敏度系数与材料特性(线膨胀系数)和结构尺寸参数(主跨长度L0、边中跨比γ0和塔高跨比ξ)之间的关系,为斜拉桥温度变形的研究提供了新思路。

温度对斜拉桥跨中竖向位移的作用机理研究

跨中竖向位移是桥梁结构健康监测中的重要指标之一,它会随环境温度的改变发生可观的变化。利用上海长江大桥的现场实测数据,该文通过平面几何分析和有限元分析研究了温度对双塔斜拉桥跨中竖向位移的影响机理,揭示了斜拉桥在温度作用下的行为规律。研究表明:温度引起的斜拉桥跨中竖向位移不随环境温度或某种结构温度单调变化,可通过拉索温度、主梁平均温度、主梁顶底板温差和桥塔平均温度的热胀冷缩效应线性叠加计算;拉索温度和主梁平均温度对上海长江大桥跨中竖向位移的影响远大于主梁顶底板温差和桥塔平均温度,且拉索温度的效应方向与其余三种温度相反;该文提出的平面几何分析模型可初步估计斜拉桥跨中竖向位移随温度的变化。

中小跨径混凝土T梁桥活载响应规律研究

我国在役的中小跨径混凝土简支T梁桥数量众多,通过对常见跨径、典型桥宽及设计荷载的中小跨径混凝土T梁桥恒活载响应规律的分析,活载效应显著大于恒载效应,从活载对中小跨径混凝土简支T梁桥的影响规律展开分析,并为位移及应力检测传感器的布置提供建议。

LC40轻质混凝土桥面铺装在维修加固中的应用

基于西宁市湟水河大桥考虑不同铺装结构的研究表明,相较于C40混凝土,采用轻骨料混凝土进行桥面铺装,可减少20%自重;跨中位移减少12.5%;跨中纵桥向界面拉应力减少12.2%。所得结论可为轻骨料混凝土在桥梁维修加固工程中的应用提供参考。

新型大跨连续钢桁组合梁桥施工监控关键技术

大跨度连续钢桁架-混凝土组合梁桥在公路桥梁上应用的实例极少,且有关大跨组合结构桥梁施工监控及相关问题的研究还处在探索阶段。依托某连续桁架组合梁桥工程,采用了新颖的抗拔不抗剪剪力键,并对传统的混凝土桥面板浇筑顺序进行了调整,极大地提高了负弯矩混凝土的抗裂性能。桥梁施工阶段的拆架跨中位移量、跨中混凝土预压应力、桥面板与钢梁滑移量是本桥监测的重点内容,为实现成桥状态设计目标,精确而有效的施工监控至关重要。将监测结果与有限元分析软件理论数据进行对比,分析判断桥梁施工过程中的安全性,确保全桥施工的顺利进行。

BFRP布层数与混凝土强度对BFRP布约束RC柱抗冲击性能影响

BFRP布约束钢筋混凝土(RC)柱是以钢筋混凝土柱为核心、外部缠绕新型玄武岩纤维材料复合而成的组合结构.运用ABAQUS软件研究了在冲击荷载作用下,BFRP布层数、混凝土强度对BFRP布约束RC柱抗冲击性能的影响.结果表明:在冲击荷载作用下,增加BFRP布层数或增加混凝土强度均会使该类组合柱的接触力峰值增加、跨中位移减小,进而可有效提升其抗冲击性能;增加BFRP布层数或增加混凝土强度对混凝土强度较低、纵筋直径较大的组合柱的抗冲击性能提升效果显著,而对长细比较大的组合柱的抗冲击性能提升效果不是很明显;为了兼顾安全性与经济性,建议选择用于加固RC柱的BFRP布层数为2层.

混杂纤维发热格栅增强砂浆/混凝土板力学性能

为了解决混杂纤维发热格栅碳纤维保护不足、固化后不易盘卷等问题,提出了一种碳纤维发热芯与玄武岩纤维格栅协同变形一致、绝缘效应良好的混杂纤维发热格栅。通过改变基体材料、埋入深度和碳混杂率,研究混杂格栅在不同基体内的黏结性能,分析了混杂纤维发热格栅增强砂浆/混凝土板的弯曲性能和电阻性能,相应的格栅截面配筋率分别为0.2%和0.1%。结果表明:格栅混凝土基体界面黏结性能优于与格栅砂浆基体界面黏结性能。界面黏结性能随着碳混杂率的增大而提升,而黏结应力随着埋入深度的增大而降低。加入格栅可大幅提升素基体板的极限承载力、极限挠度和延性。100%碳混杂率格栅增强砂浆板的极限承载力和极限挠度分别提升141.8%和90倍,而100%碳混杂率格栅增强混凝土板分别提升108.5%和23倍。砂浆增强板破坏时,碳纤维发热芯未破坏,电阻变化率保持在3.32%以内;混凝土增强板破坏时,大部分100%碳混杂率格栅碳纤维发热芯未破坏,电阻变化率保持在1.08%以内。在施加20000次往复荷载作用后,50%极限荷载水平对应的混凝土增强板跨中位移和电阻变化率趋于稳定。

高盐环境下铜矿渣混凝土结构抗腐蚀性能试验研究

为解决高盐环境下混凝土和钢筋的抗腐蚀问题,以福州市长乐区某海工建筑物为研究对象,运用室内试验的方法,研究了高盐环境下混凝土结构中的硫酸根离子含量、氯离子含量和自然电位变化规律。结果表明,随着取样深度的不断增加,不同铜矿渣掺量混凝土试块的总硫酸根占比、氯离子占比均呈现明显的非线性降低并趋于收敛的规律;在相同的取样深度处,随着铜矿渣掺量的增加,混凝土中总硫酸根、氯离子占比不断降低;随着时间的增加,在铜矿渣掺量为30%时,混凝土中的自然电位呈现近线性降低趋势;在铜矿渣掺量为15%和0时,混凝土中的自然电位呈现非线性降低;在不同的铜矿渣掺量条件下,随着时间的增加,混凝土中的自然电位均呈现近线性降低趋势。

冲击荷载作用下高强钢筋混凝土梁性能试验

为深入探讨冲击荷载作用下高强钢筋混凝土(RC)配筋梁的抗冲击性能,利用落锤试验机对6根简支RC梁进行了试验研究,分析了不同冲击锤质量和冲击能量下高强钢筋混凝土梁的抗冲击行为.采用高速摄像机记录了各试件在冲击过程中裂缝发生的过程,记录并分析了冲击力、支座反力和跨中位移时程曲线的特征.结果表明:冲击荷载作用下,剪切机理在结构整体反应中发挥重要作用,静态抗弯设计的梁也会出现明显的对称剪切裂缝,试件基体混凝土强度对整体反应影响不大,但能减小试件局部破坏程度;在已有数据与相关文献的基础上,建立了一个冲击荷载作用下试件最大跨中位移与试件本身抗弯承载能力之间的关系,用于验证两端简支的配筋RC梁(剪弯比>1)的抗冲击性能;冲击荷载作用下,在外力传导至支座处之前的初始反应阶段,RC梁承受的冲击力基本被自身的惯性力所抵抗.结构自身的刚度和跨度是影响构件抗冲击能力的一个重要因素.

冲击荷载作用下钢纤维混凝土配筋梁性能试验

为探讨冲击荷载作用下掺有端钩型钢纤维的配筋混凝土梁的抗冲击性能,对6根简支的有不同钢纤维体积掺量和不同配箍率的试件进行了落锤冲击试验,冲击点为跨中.分析了不同钢纤维体积掺量和不同配箍率对钢筋混凝土梁的抗冲击能力的影响,并采用高速摄像机记录了各试件的开裂形态.详细分析了试件的开裂形态、跨中位移时程曲线、试件中纵筋和箍筋应变时程曲线的特征.结果表明:在相同冲击荷载作用下,配箍率较高的试件中钢筋发生屈服乃至失效的几率相对较小,随着配箍率的增加,试件承受冲击荷载时产生的最大裂缝宽度减小;在冲击荷载作用下,提高钢纤维体积掺量对构件混凝土基体强度的影响相对不大,但对于试件刚度的影响较为明显;同时,钢纤维含量的增加,会减少梁中箍筋的应变,使得钢筋混凝土梁中钢筋发挥更好的作用;钢纤维体积掺量的增加,可以明显减少试件在冲击荷载作用下裂纹的发生与开展,并改变梁本身的开裂形态,使得裂缝发生的区域相对集中,形成主要集中在试件跨中的竖直裂纹,而支座附近裂纹相对减少.

冲击荷载与火灾联合作用下SFRC梁的力学行为

为了探究冲击荷载与火灾联合作用下钢纤维混凝土(steel fiber reinforced concrete, SFRC)梁的力学性能,联合应用高性能落锤试验系统、四点弯曲实验装置与装配式电炉开展了4根SFRC梁的冲击实验与高温恒载实验,观察了其破坏模式并记录了跨中位移和钢筋应变的时程曲线,探讨了冲击损伤SFRC梁的抗火性能。此外,在实验研究的基础上,考虑材料的应变率强化效应及温度软化效应,建立数值模型,首先对梁进行冲击加载模拟,并以冲击模拟结果为初始状态,采用热-力“顺序”耦合方法,对冲击加载与高温恒载联合作用下SFRC梁的力学行为进行了三维宏观有限元数值模拟。同时,考虑混凝土内部结构非均质性的影响,采用类似步骤,开展了细观模拟。宏/细观模拟结果与实验结果的良好吻合验证了本文数值方法的合理性与有效性,并体现了细观方法的优越性。研究发现,冲击能量较小时,SFRC梁在冲击荷载作用下,尽管局部混凝土开裂,梁整体残余变形较小,抗火性能有一定程度的下降;随着钢纤维掺量增大,混凝土基体抗剪强度增大,SFRC梁在冲击荷载作用下的开裂形态由弯剪裂缝并存向以弯曲裂缝为主转变;冲击损伤SFRC梁在高温恒载作用下裂缝分布较为集中,且发生脆性破坏。

表面内嵌FRP筋抗剪加固T形混凝土梁参数影响

为了研究不同参数对表面内嵌FRP筋加固梁抗剪性能的影响规律,对6根采用不同FRP筋类型、间距以及不同加固方式的FRP筋加固梁进行受剪性能试验.结果表明,该方法能够很好地改善加固梁的受剪性能,提高梁的极限承载力.未粘U箍和FRP筋间距小的加固梁更易发生剪切破坏.加固方式对加固梁跨中位移无明显影响,FRP筋类型和FRP筋间距对加固梁跨中位移影响显著.表面内嵌FRP筋不能提高试验梁的纯弯段开裂荷载,但能显著提高弯剪段开裂荷载.FRP筋类型、间距以及加固方式对加固梁的极限荷载影响显著.由于CFRP筋弹性模量高,故CFRP筋的应变小、利用率低;不粘贴U箍加固梁中FRP筋应变大于粘贴U箍加固梁;FRP筋间距越大,FRP筋的应变越大,利用率越高.

空腹夹层板刚度分析的简化算法及其静力性能分析

空腹夹层板由空腹梁交叉组成。以简支条件为例,推导了空腹梁的折算剪切刚度,讨论了剪切变形对空腹梁的变形影响,分析表明,空腹梁的变形主要由整体弯曲内力引起,因此空腹夹层板可以在考虑剪切变形的基础上简化为密肋板进行刚度分析。还推导了两种空腹夹层板简化分析的等代刚度。并讨论了空腹夹层板的若干静力性能。

基于不同冲击能量全轻混凝土梁落锤试验研究

为探究不同冲击能量下全轻混凝土梁动态响应,进行全轻混凝土梁落锤试验及有限元模拟,详细分析破坏形态、冲击力时程曲线、跨中位移时程曲线及能量时程曲线。结果表明:冲击荷载作用下,梁跨中产生楔形斜裂缝,冲击点及底部跨中局部破坏严重;跨中位移时程曲线以逐渐衰减的正弦波形式运动;从能量变化角度分析,梁体内大部分动能转化为变形能,并以内能形式耗散;冲击能量提高63.3%,冲击力峰值及跨中最大位移分别提高了24.9%、56.6%。

冲击作用下PVA-ECC-钢筋复合梁的损伤破坏数值模拟分析

目的数值模拟单次冲击和多次冲击作用下的PVA-ECC-钢筋复合梁损伤破坏程度,对比分析素混凝土梁、普通钢筋混凝土梁和PVA-ECC-钢筋复合梁单次和多次冲击作用的动态响应.方法利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件分别创建素混凝土梁、普通钢筋混凝土梁和PVA-ECC-钢筋复合梁的有限元实体模型,在进行落锤单次和多次冲击动态响应分析时,考虑不同落锤的冲击高度和冲击速度,跨中最大位移和冲击高度之间关系,冲击耗能、跨中最大位移-冲击次数.结果通过建立相对位移,判定梁的破坏,可知PVA-ECC-钢筋复合梁断裂破坏相比素混凝土梁和普通钢筋混凝土梁在弹性阶段有更小的跨中位移和恢复变形的速度;引入相对耗能值,判定梁的抗冲击耗能性能,PVA-ECC-钢筋复合梁比普通钢筋混凝土结构更具有耗能能力和抗冲击能力.结论通过建立最大位移损伤评估指标,形成了损伤评估等级划分,分别是轻微损伤、中等损伤、严重损伤和破坏失效.

横截面为矩形的圆钢管混凝土桁架整体性能试验研究

对横截面为矩形的圆钢管混凝土桁架进行了三分点单调加载试验研究，实施了一个横截面为矩形的上弦灌混凝土圆钢管桁架整体抗弯承载力试验。介绍了桁架整体性能的试验方案，揭示了结构整体破坏形象和节点破坏模式，给出了加载点荷载-跨中位移曲线。试验研究结果表明，右边桁架有较大的变形；位移较小时，加载点荷载与跨中位移基本成线性关系，后期弹塑性阶段比较明显，试件具有较好的整体延性。

冲击荷载作用下装配式钢筋混凝土梁单自由度分析

总结国内外冲击荷载作用下结构和构件的力学性能理论研究方法,将质量连续分布的PC简支梁简化为单自由度模型进行分析,完成结构动力方程的建立,并将求解结果与同种工况下的PC梁和RC梁试验结果进行对比分析。分析结果表明,简化为单自由度的模型位移计算结果较试验值偏大,低能量冲击荷载作用下,计算结果略大于试验值,当冲击能量增大时,冲击跨中位移峰值偏差较多。

阻尼器劣化对拉索风致振动的影响

以孔隙式粘滞阻尼器减振索为研究对象,研究空气混入流体后阻尼器的附加刚度变化和对拉索减振性能的影响。以sap2000建立拉索的减振仿真模型,分析阻尼器劣化后对拉索跨中位移幅值和对应的阻尼器耗能指标的影响。研究表明阻尼器劣化后附加刚度发生变化,改变了拉索-阻尼器系统在风荷载作用下的减振效果。当劣化程度较小时,影响程度较小,基本可忽略不计。

探讨某连续刚构桥梁合理成桥状态预应力配束技术

在传统的刚构桥预应力设计中,大部分采用的是内力包络图,这一方法得到了设计规范的认可。因此,大部分梁桥的预应力设计都是基于这种思想,导致一些桥梁成桥后,运营期间出现跨中下挠质量问题。基于此,为改善成桥后连续刚构桥的受力状况,防止跨中过大下挠,文章以控制桥梁长期变形为目的,重点分析成桥应力状态下的预应力配束技术。