钢筋混凝土拱桥加固施工次序方案及效果评价

为研究钢筋混凝土拱桥最优的加固施工次序,以一座在役4跨箱形拱桥的加固方案为背景,设计了3组针对性的加固方案,并对不同拆除加固施工次序下的主拱圈力学性能进行了分析;采用恒载应力变化率(αD)和荷载效应变化率(αN)评价了施工中拱圈的应力变化规律及加固后原拱圈的荷载效应。研究结果表明:拱上结构的拆建次序对加固后主拱圈的力学性能影响较小,但对加固过程中主拱圈的受力状态影响较大;拱顶对称拆除时αD<0,结构处于“卸载”状态,有利于拱桥施工中的受力;αN随着拱上结构恒载减小而增大,且增速减缓,故加固层材料利用率也随拱上结构恒载减小而增大,且增幅变缓;αN越大,则加固效果越好。

既有桥梁结构劣化状态评估

为提高既有桥梁结构劣化状态评估结果的准确性,基于既有桥梁的监测、检测数据以及有限元手段,提出了既有桥梁劣化状态的评估方法。首先,基于既有桥梁监测数据,采用精确的效应分离法实现恒载效应增量的分离,然后利用有限元手段建立该桥的劣化响应回归模型,最后将恒载效应增量代入回归模型中实现既有桥梁劣化的评估,并通过桥梁定期检测结果验证了评估结果的合理性。结果表明:该既有桥梁仅出现轻微劣化,且所建议的既有桥梁劣化状态评估方法是合理的,可为既有桥梁结构承载能力评估奠定基础。

基于改进分枝-约界法的连续刚构桥失效模式研究

研究目的:准确搜寻连续刚构桥的失效模式,是准确计算连续刚构桥可靠度的核心任务之一。针对连续刚构桥恒载占比较大,淹没了可变荷载效应,使失效模式在搜寻过程中出现遗漏,以及通过删除失效单元不考虑失效单元恒载引起的内力重分布,造成失效模式与结构实际受力性能不符的情况,提出了更全面反应连续刚构桥失效模式的识别方法。研究结论:对全局临界强度分枝-约界法进行改进,将构件本身恒载效应和失效单元重分布的恒载效应从结构构件有效强度中扣除,建立改进后方法的失效模式搜寻路径;利用两跨连续桥梁有限元模型和某连续刚构桥对改进后的全局临界强度分枝-约界法进行验证。结果表明:改进后的方法得到了连续刚构桥的主要失效模式,失效路径与桥梁实际破坏情况相符,且不会遗漏桥梁结构体系的失效模式。

恒荷载效应显著结构失效模式分析的弹性模量缩减法

恒荷载效应在土木、水利等大型工程结构的分析中往往占有不可忽略的显著位置。针对传统弹塑性方法分析恒荷载效应显著结构失效模式存在的失效路径依赖性问题,结合截面强度融合技术和弹性模量调整策略,提出恒荷载效应显著结构失效元和失效模式的识别方法,进而建立恒荷载效应显著结构损伤演化和失效模式分析的弹性模量缩减法。首先将恒荷载效应融入构件的截面强度,建立强度和外荷载分布都发生改变的修正结构计算模型;然后根据齐次化广义屈服函数定义单元承载比和基准承载比,建立高承载单元识别的自适应准则;进而通过缩减高承载单元的弹性模量来模拟结构的刚度损伤,并确定结构的极限承载力;最后根据结构进入塑性极限状态时高承载单元的弹性模量缩减幅度批量标示失效元,据此确定结构的失效模式。通过算例分析,验证了该方法具有较强的稳定收敛性,能够取得较高的计算精度和效率,可以更加合理地描述结构的损伤演化过程,具有较强的适用性。

大跨PC连续刚构桥跨中持续下挠成因及预防措施

目前大跨PC连续刚构桥存在的主要问题是跨中的持续下挠和箱梁的开裂,从砼收缩徐变、预应力损失及箱梁的开裂三个方面分析了各自对跨中持续下挠的影响.由于影响徐变的因素多,因此精确计算徐变对跨中的下挠的影响非常困难,根据徐变产生下挠的机理提出了一些预防措施.

恒载效应对拱结构自振频率的影响分析

提出用样条有限点法分析拱的自振频率,采用3次B样条函数的线性组合作为位移振型函数,以曲杆变形理论为基础,根据Hamilton原理建立了考虑恒载效应影响时拱的振动频率方程.计算分析了恒载效应对拱结构自振频率的影响.结果表明恒载效应会使拱结构自振频率减小;影响大小与结构自身刚度有关;拱结构截面刚度一定时,拱矢跨比、径厚比越大,恒载效应对自振频率的影响越大.

恒载效应对拱形梁自振频率的影响分析

应用Hamilton原理,推导了考虑恒载效应影响时拱形梁动力控制方程。根据所得方程,利用Galerkin方法讨论了恒载大小及结构自身刚度(矢高,跨度,惯性矩,惯性半径等)等不同因素在考虑恒载效应时对拱形梁动力特性的影响。结果表明,所给出的方程对于曲直梁具有通用性,初始恒载的存在使拱形梁自振频率增大,这种影响与恒载的大小及结构自身的刚度有关,且在柔性结构及低阶频率中表现更为显著。

两种矩形板考虑初始恒载效应的位移伽辽金近似解

基于板考虑初始恒载效应的应变能表达,运用变分原理导出了静力平衡控制微分方程。运用伽辽金法求解得到了四边固支、简支矩形板考虑初始恒载效应的近似活载(或后期荷载)位移表达式,并运用有限元法验证了公式的正确性。各近似位移表达式简单明了,清楚地反映了前期恒载和各因素对活载位移的影响,更为直观地说明了板的恒载效应这一概念。计算分析表明:初始恒载的存在增加了板的弯曲刚度,减小了活载位移;板的恒载效应主要受恒载大小、跨厚比和边界条件等因素的影响;对于较薄或弯曲刚度较小的板,在计算分析和结构设计中应考虑这种恒载效应对承受活载(或后期荷载)作用的受力行为影响。

考虑恒载效应对梁静力反应影响的有限元分析

从非线性弹性理论出发,应用Hamilton原理,采用三次多项式作为位移函数给出了考虑恒载效应影响的一般形式的单元刚度矩阵,建立了考虑恒载效应影响时梁静力分析的有限元方法,为解决各种不同构造、荷载类型、刚度变化、边界条件下的实际结构考虑初始恒载影响提供了有效的工具。讨论了在分布和集中两种恒载类型条件下恒载大小、结构自身刚度(惯性矩、惯性半径、跨度)等因素对各类梁(简支梁、两端固支梁、悬臂梁)静力反应的影响,结果表明:梁自身的刚度会对恒载效应造成影响,结构越柔(约束越弱、或惯性矩越小、或跨度越大、或回转半径越小),这种影响越大。验证了初始恒载的存在减小了梁在活载作用下的静力反应,并且这种影响与恒载的大小及结构自身的刚度有关。

板恒载效应非线性分析的刚度法

给出了考虑荷载非线性影响的矩形板单元的刚度矩阵。分析了不同边界支承、不同型式荷载条件下恒载对板动力特性的影响。数值分析结果验证了该方法的有效性和可靠性。

恒载效应对梁变形影响的数值分析法

应用势能驻值原理,推导了梁考虑恒载效应的静力分析数值公式,得到了荷载影响刚度矩阵.分析了不同边界支撑条件下恒载对梁挠度的影响.计算结果表明:数值分析方法与解析解的结果吻合良好,具有较高的精度.同时由于采用了矩阵形式,不仅便于编制计算机程序,且有更广泛的适用性和灵活性,可更方便地用于各种不同的构造和边界条件的实际结构.

纤维再生混凝土单向板承载力极限状态方程及可靠度计算

当前缺少计算纤维再生混凝土单向板处于承载力极限状态时的可靠度计算公式。为此,首先基于纤维再生混凝土的本构关系,推导了受压区等效矩形应力图系数;然后根据单向板破坏控制因素确定随机变量统计参数,建立纤维再生混凝土板的受弯承载力极限状态方程;接着结合验算点法推导可靠度计算公式,研究了纤维加入前后再生混凝土单向板可靠度指标的变化,以及纵筋配筋率和活恒载效应比对指标的影响。结果表明,纤维的加入和纵筋配筋率的增加均提升了再生混凝土单向板的可靠性,但可靠度指标随着活恒载效应比的增大而降低。同时﹐所提出的可靠度公式可作为纤维再生混凝土单向板工程可靠度计算时的参考。

二期恒载对高速铁路连续箱梁变形影响分析

为了分析高速铁路二期恒载对连续箱梁变形的影响及规律,以沪杭高速铁路(60+100+60)m连续箱梁为例,利用BSAS建模,通过计算得出连续箱梁合龙后在不同的计算龄期、二恒取值、二恒上桥时间、施工时间及施工顺序下连续箱梁变形值,以及二恒上桥前后梁体温度变形值,并分析其随时间及二恒参数变化的规律,为连续箱梁设计与施工中的变形控制提供借鉴。

变截面连续箱梁剪力滞效应的分析

利用能量变分原理推导了分析变截面连续箱梁剪力滞效应的微分方程 ;运用有限单元法求解微分方程 ,并分析了宁波通途桥在施工过程中的各个阶段与成桥后二期恒载作用下的剪力滞效应 ,得到了一些有助于设计的计算结果。

桩基竖向承载力自平衡测试法的分析

本文介绍南京多媒体通讯楼桩基自平衡试验 ,阐述了试验经过及原理 ,分析了试验结果 ,并以通过与竖向静载试验测试原理对比分析 。

铁路钢-混凝土组合梁受力特征及装配化分析

装配化施工技术是我国铁路建设新时期的重要技术发展方向。装配式钢-混凝土组合梁具有现场工作量小、自重轻、制备质量好等优点,在铁路特殊的施工环境中有良好的适用性。为进一步推动装配式钢-混组合梁在铁路中的应用与发展,本文分析了钢-混凝土组合梁中抗剪连接件对组合梁承载力、刚度和疲劳性能的影响,对比了铁路荷载和公路荷载组合梁的静力和疲劳性能。结果表明:铁路恒载、活载效应分别是公路的1.64、1.24倍;设置相同数量抗剪连接件时铁路荷载作用下,连接件承受的最大疲劳应力幅是公路荷载作用下的2.08倍;在分析装配式钢-混凝土组合梁制备关键技术要求的基础上,提出了适用的剪力连接系统。

考虑死区效应影响的交流电子负载研究

为了提高交流电子负载阻抗的模拟准确度,文中研究一种考虑死区效应及其补偿的交流电子负载。首先确定PWM整流器型交流电子负载的拓扑结构,给出PWM整流器死区效应的表达式;然后提出一种基于前馈及闭环控制相结合的目标负载电流控制策略,并通过理论分析得到表征交流电子负载阻抗模拟准确度的3个与死区效应相关的指标参数,即阻抗模拟值误差、角度误差和负载电流的波形总畸变率,并在此基础上提出一种分段死区效应补偿法;最后搭建一个PWM整流器型交流电子负载仿真模型,以实现交流电子负载阻抗特性的模拟功能。仿真结果表明,死区效应对交流电子负载模拟准确度影响的理论分析是正确的,死区效应补偿后交流电子负载阻抗的模拟准确度得到大幅度提升。

Revealing the mechanism of high loading capacity of the horse in leg structure

To reveal the mechanism of high loading capacity,the characteristics of the mammalian leg skeletal structure are analyzed,and the horse is chosen as a typical example.The supporting situations of horse standing are presented,including the symmetrical case and the unsymmetrical one.According to the results of animal anatomy,the skeletal structures of the forelimb and the hind limb are appropriately simplified to plane open-chain five-link mechanisms.The force analyses of the five-link mechanisms are presented to explore the variations of joint moments in two aspects:changing the direction of the ground reaction force and changing the posture of the leg.It is concluded that the dead-point supporting effect of the leg skeletal structure help improve the high loading capacity.It means that horses bear loads mainly by bones rather than muscles.Hence horses could carry high loads with little energy consumption of leg muscles.

恒载效应对拱形梁的影响分析

应用虚功原理,推导了考虑恒载效应影响时拱形梁在活载作用下的非线性微分方程。根据所得方程,利用Galerkin方法讨论了恒载大小及结构自身刚度(矢高、跨度、惯性矩、惯性半径等)等不同因素在考虑恒载效应时对拱形梁静力特性的影响。通过与直梁解析解结果及作者在其它文献中提出的有限元方法对拱形梁分析结果的比较,验证了该文非线性微分方程及其求解公式。结果表明:该文给出的非线性微分方程对于拱形梁和直线梁具有通用性,初始恒载的存在减小了拱形梁在活载作用下的静力反应,这种影响与恒载的大小及结构自身的刚度有关。对轻型结构的设计提出了一些建议。

全局临界强度分枝-约界法的有效强度改进

目前常用的全局临界强度分枝-约界法在计算有效强度时未考虑构件恒载的内力重分配,当恒载在结构体系总荷载中占比较大时,得到的失效模式可能与结构实际破坏路径不符。针对这一问题,将结构失效单元的恒载视为外荷载施加于相邻结构单元,在考虑构件恒载重分布的基础上,通过简化两端固支梁模型推导剩余结构单元内力和有效强度的计算方法,提出更全面反映结构系统失效模式识别的改进方法,并利用某连续刚构桥对所提方法进行验证。结果表明:改进方法得到的主要失效模式、失效路径与桥梁实际破坏情况相符,且不会遗漏桥梁结构体系的失效模式。