港珠澳大桥承台墩身工厂化预制施工技术

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥采用浅埋式预制墩台结构，墩高19．143～42．974m，承台尺寸为15．6m×11．4m×4．5m；预制承台及其底节墩身最高18．5m，最重2370t；墩身采用矩形空心墩结构；承台及墩身分别采用C45、C50混凝土。该桥承台、墩身采用整体预制施工，在自动化钢筋加工车间利用数控钢筋弯曲机加工钢筋，经验收合格后运输至场内指定位置进行钢筋绑扎、安装，承台钢筋绑扎后整体横移至预制台座上，墩身钢筋通过龙门吊机整体吊装插入承台钢筋，安装模板，进行承台、墩身的一次性整体浇筑，待混凝土达到设计强度后拆除模板，将承台、墩身横移至存放台座完成预制。目前，已完成32个桥墩的承台、墩身的工厂化预制施工，施工质量良好。

圆端形不锈钢管混凝土桥墩抗震性能试验研究

以外钢管材质、加载方向及中空夹层截面为变化参数,进行了4个圆端形不锈钢管(concrete-filled round-ended stainless steel tubular,CFRST)和2个圆端形普通钢管(concretefilled round-ended carbon steel tubular,CFRT)混凝土桥墩试件的往复加载拟静力试验.分析了试件的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、延性系数及耗能等.试验结果表明:圆端形不锈钢管混凝土桥墩试件的破坏形态均为墩底外钢管的鼓曲及底部混凝土的局部压溃,各试件的滞回曲线较为饱满,无明显捏拢现象,耗能能力及延性均较好;与圆端形钢管混凝土桥墩试件相比,圆端形不锈钢管混凝土桥墩试件的峰值荷载及初始刚度基本不变,但延性及耗能能力增加,刚度退化程度减小;与圆端形实心不锈钢管混凝土桥墩试件相比,圆端形中空夹层不锈钢管混凝土桥墩试件沿强轴加载时峰值荷载、初始刚度、延性及耗能能力均增加,而沿弱轴加载时由于内钢管平直段发生向内凹曲,其峰值荷载及初始刚度虽仍有增加,但延性及耗能能力略有降低.给出了此类桥墩水平承载力的计算方法,计算结果与拟静力试验结果吻合较好.

不锈钢钢筋混凝土桥墩冲击损伤性能研究

采用超高落锤冲击试验系统,对3个不同配筋率的不锈钢钢钢筋混凝土桥墩模型试件,对多次水平冲击荷载作用下的损伤性能进行试验研究。结果表明:桥墩裂缝主要发生在撞击正面下部和撞击背面中部。随着冲击能量的增加,试件被撞击正面底部裂缝发展明显并形成主裂缝,同时试件背面根部混凝土部分被压碎。每次水平冲击后试件的超声波速均有不同程度的下降,随着冲击能量的提高,试件损伤因子随之增大且增大速率加快;随着配筋率的提高,试件损伤因子减小且减小速率减缓。

混凝土强度等级改变下不锈钢钢筋等截面替代RC桥墩动态响应数值分析

为探究不锈钢钢筋与普通钢筋混凝土桥墩在冲击荷载下的力学行为,建立了考虑材料率效应的钢筋混凝土桥墩水平冲击数值模型,并与试验对比,验证了模型的准确性。同时,研究了当混凝土强度等级改变时,普通钢筋混凝土桥墩与等截面纵筋替代的不锈钢钢筋混凝土桥墩冲击力、位移及破坏损伤的变化规律。结果表明:混凝土强度等级影响桥墩的破坏模式,冲击力及位移响应;与普通钢筋混凝土桥墩相比,不锈钢替代后的桥墩延缓弯曲破坏的发生、减缓局部阶段刚度的退化,增强桥墩的抗冲击性能。

不锈钢筋-FRP筋混合配筋预制节段桥墩抗震性能研究

为解决沿海环境中钢筋易锈蚀的问题,结合节段拼装桥墩的快速建造技术,设计了一种配置2304不锈钢筋和GFRP筋的混合配筋形式的节段预制拼装桥墩.通过ABAQUS有限元软件建立了混合配筋桥墩的数值仿真模型,分析了其在低周往复荷载作用下的滞回性能,并通过与试验结果对比验证了有限元模型的正确性.采用该有限元模型进一步探究了GFRP筋的无粘结段长度比例、轴压比、剪跨比对节段拼装桥墩抗震性能的影响.数值计算结果表明:随着GFRP筋无粘结段长度减小,节段拼装桥墩的承载力提高.无粘结段长度越长,GFRP筋的局部应力越小,位移延性越好,但是墩柱的耗能变小.建议GFRP筋的无粘结段长度在40%~80%之间,以保证桥墩具备良好的抗震性能,避免GFRP筋应力集中发生突然断裂.通过增加轴压比,试件承载力增幅不明显;试件剪跨比从4.5增大为9.5,试件水平承载力降低63%.为后续后张预应力混合配筋桥墩的抗震性能试验研究奠定基础.

圆端形不锈钢管混凝土桥墩滞回性能有限元分析

为研究圆端形不锈钢管混凝土桥墩的滞回性能,采用有限元分析软件ABAQUS,建立了圆端形不锈钢管混凝土桥墩的精细化模型,对比研究其与圆端形普通钢管混凝土桥墩受力性能的差异,并对影响其滞回性能的主要因素进行参数分析。研究发现:采用不锈钢与普通钢的圆端形钢管混凝土桥墩承载力相当,但由于不锈钢存在较为显著的应变强化现象,前者的荷载-位移曲线下降更为平缓,圆端形不锈钢管在加载后期仍能对核心混凝土提供较好的约束作用;随截面长宽比增加,圆端形不锈钢管混凝土桥墩的水平承载力明显增加,但位移延性明显下降;随含钢率增加,桥墩的抗侧刚度、水平承载力、位移延性均明显增加;随轴压比增加,桥墩水平承载力略有降低,而位移延性明显下降;而核心混凝土强度对桥墩的滞回性能影响有限。

激光强化不锈钢立柱的研发

针对井下立柱、千斤顶易腐蚀的现状,将液压支架上的立柱、千斤顶的易腐蚀和易磨损的部位进行激光强化处理,即应用激光熔覆技术在立柱、千斤顶的表面熔覆一层不锈钢,这不仅改变了立柱、千斤顶表面耐磨层的组织结构和化学成分,大大提高了其表面的耐腐蚀和耐磨性能。工业性试验和实际应用对比表明,激光强化不锈钢立柱的使用寿命是普通镀铬立柱使用寿命的6～8倍,比目前包覆不锈钢提高了2～3倍。

配置不锈钢钢筋混凝土桥墩抗震性能试验研究

跨海桥梁工程中采用不锈钢钢筋可有效提升其在海洋腐蚀环境下的耐久性能,而配置不锈钢钢筋的混凝土桥墩抗震性能尚缺少足够的研究.设计了2根配置不锈钢钢筋和1根配置普通钢筋的混凝土桥墩试件,分别进行拟静力加载试验,详细对比各试件的抗震性能指标,使用VIC⁃3D系统对桥墩底部(塑性铰区)变形和应变进行测量.结果表明,配置不锈钢钢筋与普通钢筋桥墩试件相比,屈服荷载和位移变形能力更大,但墩底混凝土剥落高度较高,箍筋外露明显,原因可能是不锈钢钢筋与混凝土粘结弱.位移角大于2%后,配置普通钢筋桥墩试件具有较高的耗能能力.通过对桥墩变形成分分析可知,两者弯曲变形较为一致,而不锈钢钢筋的桥墩滑移变形(纵筋拔出)占比略高.总体上看,配置不锈钢钢筋和配置普通钢筋桥墩具有相当的抗震性能.