装配式蒸压加气混凝土底板叠合楼板力学性能研究

提出了一种装配式蒸压加气混凝土(AAC)底板叠合楼板,该叠合楼板采用带凹槽的预制AAC板作为底板,在凹槽中布设肋梁钢筋,再现浇混凝土形成。通过静力试验和数值模拟研究了该叠合楼板的破坏机理、裂缝分布、承载能力、变形能力和整体工作性能,分析了跨度、配筋率和构造形式等因素对楼板力学性能的影响。对该叠合楼板进行数值分析,验证了有限元模型的合理性。结果表明:叠合楼板试件的破坏形态分为受压混凝土压碎和底板裂缝超限;预制AAC板侧开槽的构造形式能提高楼板的整体工作性能;试件的延性均值在2.5左右,具有较好的变形能力,且试件开裂后刚度变化不大;预制底板配筋率对叠合楼板的极限承载力和刚度影响显著,提高底板的配筋率可以明显提高叠合楼板的承载力和刚度。最后提出了装配式AAC叠合楼板的设计方法。

马鞍山长江公铁大桥2100 MPa高强度钢绞线斜拉索及锚具研制

巢马铁路马鞍山长江公铁大桥副汊航道桥为(58+168+392+168+58)m双塔三索面钢桁梁斜拉桥,斜拉索设计采用抗拉强度2100 MPa、抗疲劳应力幅280 MPa的∅15.2 mm低松弛PE镀锌钢绞线拉索。为保证高强度钢绞线斜拉索的力学及锚固性能,根据其技术指标要求,在1860 MPa钢绞线基础上,研制2100 MPa钢绞线及配套锚具。通过提高钢绞线原材料盘条中C、Si、Mn元素含量及改进钢丝拉拔工艺,选择直径14.0 mm的PQS92Si-HT盘条为2100 MPa钢绞线原材料。为提高钢绞线的锚固性能,夹片选择20CrMnTi钢,夹片长度52 mm、牙高0.45 mm、锥角6°10′、表面粗糙度R a3.2以上且表面硬度不低于56 HRC。根据2100 MPa钢绞线锚具的载荷变化和现行锚具锚板的材料性能,锚板选择40Cr钢,并进行调质处理。对研制的2100 MPa钢绞线及配套锚具进行单孔锚及斜拉索锚具组件疲劳试验及疲劳后静载试验。结果表明:研制的2100 MPa钢绞线及其锚具组件均满足规范要求,可应用于马鞍山长江公铁大桥副汊航道桥。

平板静载试验实测值极差较大原因分析及处理方案

我国建筑工程的日益繁杂,对建筑基础的稳定性也越来越高。随着深基坑支护技术的发展,基础埋深越来越深,设计将厚度大、承载力高、分布均匀的天然地基直接作为持力层,用平板静载试验来确定地基土承载力的特征值,但有时对天然地层局部软弱夹层未能及时发现,因此在平板静载试验时出现个别试验点不合格,需二次开挖处理。该文结合张家川回族自治县某工程实例,分析平板静载试验点不合格原因(如检测设备出现故障,现场存在软弱下卧层),提出局部不均匀地基处理措施(如地基土换填,挤密桩加强),总结勘察、钎探、平板静载试验过程判断软弱下卧层的方法与经验。

单钢板-混凝土组合板承载性能分析

为研究单钢板-混凝土组合板在公路桥梁中的应用,提出一种新的钢板与混凝土板组合形式。通过对其进行仿真模拟结合静力试验,研究其裂缝发展模式和破坏形态,分析该模式组合板受弯承载性能。试验结果表明:试件破坏模式为弯剪混合破坏,在试验过程中,试件截面纵向应变沿组合板高度上基本符合平截面假定,在破坏前有明显的变形特征,且承载性能较好。可见该形式的组合板基本能满足使用需求,对实际工程组合板的选型有一定的参考意义。

支座底板直连接型焊接空心半球节点受力性能试验研究及分析

为研究支座底板直连接型焊接空心半球节点在受拉压状态下的力学性能,设计制作了8个试件。通过试验和有限元分析方法,获得了节点的破坏模式、荷载-位移曲线和荷载-应变曲线。结果表明,受压工况下试件的破坏模式为半球先屈服支管后屈服、支管屈服和半球表面屈服,受拉工况下为半球先屈服后支管与半球相交处半球表面产生裂纹。节点承载力随半球直径、半球壁厚、支管直径及受力工况的不同而改变,受支管壁厚影响较小。在受力过程中,支管分别承受拉压力的节点试件在支管与半球相交区域的测点最先进入屈服状态,其余加载工况下试件最不利位置均为半球顶部。基于对218个有限元模型在受压和受拉工况下的参数化分析,非线性拟合提出了节点极限承载力计算公式,并考虑了加劲肋对节点承载力的影响,给出承载力提高系数。

预制钢板组合梁静载力学试验研究

为了解预制钢板组合梁结构的基本受力性能,以长益高速扩容工程30 m跨的预制钢板组合梁为工程背景,开展多级静载力学试验,通过实测数据和理论计算值的对比分析,评价结构在标准设计荷载作用的承载能力。结果表明:在设计荷载作用下的跨中挠度实测值为16.15 mm,应变实测值为190×10^(-6),实测值均小于理论值,结构实际工作状况比理论状况要好;π形组合梁的各测点挠度和应变的校验系数均小于2.0,相对残余变形均小于0.2,在设计荷载作用下结构处于弹性工作状态,结构具有良好的强度与刚度,满足设计要求,可作为桥梁上部主体结构使用。结论可为同类型桥梁的推广使用提供参考。

新型曲面CFRP板锚具力学性能研究

为解决传统CFRP板夹持式锚具中出现的张拉应力不足和螺栓预紧力难以控制的问题,根据其受力机理并以双曲面CFRP板锚具设计为基础,结合ANSYS有限元软件对比分析了不同尺寸的锚具性能,确定了最优的锚具尺寸并进行了相应的加工,然后对双曲面CFRP板锚具进行了静载试验。试验结果表明:内夹板厚度为5 mm时,挤压应力分布最均匀;外夹板厚度的最优范围为25~30 mm,弧度最优解为0.75~1.00 mm;当双曲面CFRP板锚具可以承受的最大张拉力为499.96 kN、最大锚固效率为104.16%、CFRP板的最小滑移量为1.93 mm时,锚具的锚固效果最佳。

桂林市压实混合土填料承载力研究

桂林地区的混合土以其独特的地区特征、复杂的工程力学性质而引起许多学者的注意,而压实混合土作为地基填料的工程借鉴经验极为缺少。结合桂林市三个工程实例,利用浅平板静力载荷试验分别对三个不同地基的承载力进行计算,研究表明:在没测到极限承载力的情况下,可利用麦随基威克司法与双曲线法,通过多试验点求平均值的方法进行外推,得到的极限承载力与常规选择安全系数方法相近;对比分析三种地基的承载力,混合土填料经碾压后压实效果明显,承载力高,在作为良好的土方填筑材料时,具有一定的工程经验和经济效应。

FRP-钢组合板本构模型研究

为探讨FRP-钢组合板的抗拉性能,文中根据复合材料混合理论,提出FRP-钢组合板应力-应变本构模型。考虑FRP与钢板不同材料用量的影响,制作4组8个FRP-钢组合板试件,进行单轴拉伸试验。通过试验得到破坏模式、荷载-位移曲线,结果表明组合板均发生FRP拉断破坏。最后推出组合板的应力-应变关系,与理论模型进行对比,二者吻合较好,表明文中提出的理论模型能较准确描述拉伸作用下组合板的本构模型,为FRP-钢组合板的设计和应用提供依据。

少筋微弯板组合梁旧桥检测评估及处治技术

为评估少筋微弯板组合梁桥在运营期间的承载能力,并研究合理的处治方案,以某5×16.8 m的钢筋混凝土Ⅰ型梁+少筋微弯板组合梁桥为研究对象。对该桥外观状况、材质状况进行检测,同时通过承载能力检算、静载试验等进行综合评估,采用综合比对方式确定维修改造方案。结果表明:主梁共计存在239条结构裂缝,裂缝最大宽度为3.14 mm,远超规范限值,上部结构承载能力不满足规范要求,且微弯板梁裂缝仍存在持续扩展的趋势。采用更换上部结构为连续钢箱梁形式,保留下部结构,具有工期短、总投资较低等优点,改造后,桥梁运营状况良好。

某宽幅简支梁桥荷载试验研究

目的为全面了解某宽幅预应力混凝土简支空心板梁桥在荷载作用下的实际承载力,分析其实际工作状态,评定桥梁运营状况.方法基于静载试验,研究在偏载和中载等不利荷载工况下的主梁的应力和变形,通过动载试验的各项内容研究该桥的自振频率、不同行车速度下的变形响应以及跳车试验下的冲击作用,最后将实测结果与理论分析结果进行对比分析.结果桥梁在设计荷载下处于弹性工作阶段.卸载后归零情况正常,残余应变为5%~11%,没有裂缝产生.动力测试结果显示,其第一阶竖向自振频率为5.47 Hz、阻尼比为0.025、冲击系数为1.122~1.190,测试模态与理论模态吻合较好.结论该桥受力处于弹性工作状态,承载能力满足相关规范要求,可以按设计荷载投入使用.

防风板开裂弯矩计算及试验研究

为了确定防风板静载试验的加载方案,需根据防风板截面特性计算开裂弯矩。本文立足已有开裂弯矩计算方法及计算理论,通过分析防风板的受力特点,根据恰当的应力计算图式,推导了防风板的开裂弯矩计算公式。试验值与计算值对比结果表明,用本文公式计算的开裂弯矩具有可靠的精确度,现场试验的应用效果良好。

某码头后方堆场强夯效果检测试验分析

依托某码头工程后方堆场强夯地基处理工程,采用平板载荷试验、静力触探、钻孔取样及压实度检测等检测手段,对该工程强夯处理效果进行试验研究。在此研究基础上准确评价该工程特性,对该地区类似工程具有一定的参考价值。

输电塔结构八地脚螺栓塔座板的抗拉承载力试验与计算方法研究

近年来,输电工程中输电线路向高电压、大容量、多回路发展,铁塔承受的荷载持续增加,塔腿在大荷载作用下对塔脚板强度要求也一再提高,于是,四地脚螺栓塔座板已不能满足现有工程的需要,八地脚螺栓塔座板则得到更广泛的关注和应用。然而,现行设计规范对八地脚螺栓塔脚板承载力的计算公式不甚完备,滞后于实际工程需要。鉴于此,文章对八地脚螺栓塔座板抗拉承载力进行了试验和设计理论研究。首先,选取14组试验样本进行塔座板静力加载试验,试验中观测塔座板的应力状态和破坏模式,并探讨底板厚度、螺栓孔位置等因素对八地脚螺栓塔座板抗拉承载力的影响;然后,在抗拉试验基础上,提出基于屈服线法理论并充分考虑底板厚度和螺栓孔位置的塔座板抗拉承载力计算公式,并借助"塑性分析,弹性设计"的思想考虑一定的安全储备,最后,将文章所提设计公式与规范和试验结果进行比较,结果表明,文章所提的八地脚螺栓塔座板建议公式与试验结果更加吻合,具有较好的经济适用性,可为现行设计规范的设计理论提供必要参考。

外部粘贴预应力碳纤维板技术加固桥梁结构的工程应用与评估

采用外部粘贴预应力碳纤维板技术对金刚桥进行加固。金刚桥是一座已使用40多年的钢筋混凝土简支T形梁桥,开裂严重,抗弯刚度退化,在汽车荷载作用下梁体挠曲变形明显,需要进行加固并提高其通行荷载。根据正截面承载力验算结果,确定在主梁底部和梁肋两侧尽可能接近底部的位置粘贴预应力碳纤维板进行加固,以提高抗弯强度。加固过程中采用结构基座式的预应力张拉设备对碳纤维板施加1 000 MPa的初始应力,并在桥梁支座处通过永久性锚具设置了可靠的锚固。加固完成后采用标准荷载对桥梁进行荷载试验。试验结果表明:应用预应力碳纤维板加固技术,桥梁结构承载力满足加固设计荷载要求,且挠曲变形显著减小,桥梁结构的内力分布得到明显改善。

方钢管剪力键抗剪承载力的设计方法

方钢管剪力键在钢空腹夹层板的整体受力中起着重要作用。以工程实践为背景,对两个足尺方钢管剪力键节点试件进行了静力加载试验,得到了方钢管剪力键的屈服强度、强屈比以及延性系数。根据试件破坏模式确定了方钢管剪力键屈服状态时的控制截面,通过定义控制截面的有效受力区域,推导了方钢管剪力键抗剪承载力设计公式。与试验数据对比,结果表明,采用公式计算的T形钢肋方钢管剪力键和H形钢肋方钢管剪力键屈服承载力与试验结果误差分别为1.08%和6.7%。研究结论可为钢空腹夹层板的剪力键截面设计和加劲板尺寸的确定提供参考。

螺旋板载荷–静力触探联合试验仪的研制与工程应用

针对地质条件复杂区域的地基承载力检测问题,研制螺旋板载荷–静力触探联合试验仪,利用滚轴丝杠原理,通过机械组合传动实现钻杆的直线、旋转和螺旋三种运动方式,仅依靠人力即可完成快速贯入、旋入和起拔钻杆等操作,既可以进行螺旋板载荷试验,也可以进行静力触探试验。试验仪设备轻便、操作省力、结构合理、加工成本低,既实现了地基承载力快速检测的目的,同时可通过组合试验方法来保证测试数据的可靠性。

装配式两边连接钢板剪力墙节点抗侧性能试验研究与分析

为了将钢板剪力墙体系与新型全装配式钢结构体系结合起来,提出了一种适用于装配式高层钢结构的两边连接间断式盖板钢板剪力墙连接节点(discontinuous cover-plate connection,DCPC),并对此节点的构造与设计方法进行了研究.通过改变内嵌墙板厚度、连接螺栓数目及接触面摩擦因数设计加工了4组试件,并对其进行了静力加载试验和有限元分析对比.研究表明:增加螺栓个数可有效提高试件的滑移荷载,有效提高节点初始刚度,但增大了节点连接螺栓的预紧力损失,同时连接盖板与底板的残余变形也较大;增大试件接触面的摩擦因数可有效增大试件的极限抗侧承载力,但对螺栓预紧力的影响不大;螺栓预紧力的损失量随着内墙钢板的宽厚比和有效高跨比的减小而增大;内嵌墙板在破坏前拉力带充分发展,位移延性系数满足抗震设计要求,属于延性破坏;DPCP不仅具有良好的传力性能,而且便于加工与装配,同时保证了装配式钢板剪力墙的震后可修复功能.

云桂高速铁路南盘江特大桥5号拱座边坡岩体卸荷带特征分析

云桂高速铁路南盘江特大桥为主跨416 m的上承式钢管混凝土拱桥,为云桂高速铁路的控制性工程之一。通过工程地质测绘、钻探及平硐勘探等方法和手段,查明特大桥5号拱座边坡岩体的卸荷性状,并在现场平板静力载荷试验的基础上,确定5号拱座基础的承载力,为特大桥的设计和施工提供可靠的地质参数。分析表明:南盘江特大桥5号拱座边坡岩体强卸荷带水平发育深度18~25 m,弱卸荷带水平发育深度26~43 m。边坡岩体具有卸荷带与风化带同时共存的双层地质结构特征。边坡岩体卸荷带发育的深度与边坡形态相关,且受地层岩性和地质构造影响严重。根据现场平板静力载荷试验及相关规范,确定5号拱座基础其基本承载力σ0处于742~867 k Pa。

整体式板桥静力荷载试验及计算方法研究

基于新施行的《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21-2011),对整体式板桥进行静力荷载试验研究,利用桥梁结构专用分析软件Midas civil建立该整体式板桥的空间板单元模型,对静力荷载试验进行模拟,并将实测挠度、应力值和荷载横向分布系数与计算值进行对比分析。分析结果表明,该桥能够满足公路-Ⅰ级汽车荷载的使用要求;实测荷载横向分布系数与理论计算荷载横向分布系数相一致,且刚接板梁法计算值略大于有限元法计算值,设计时若按照简化刚接板梁法计算荷载横向分布系数偏于安全。