钢横梁SMA蜂窝结构加劲肋面外疲劳性能研究

针对某公路钢桁架桥工字型横梁腹板加劲肋下方出现纵向开裂问题,基于形状记忆合金(SMA)、蜂窝结构和波折腹板特性给出6种加劲肋方案:(1)横梁为原桥直腹板工字钢形状,有腹板间隙;(2)栓接钢板加固;(3)加劲肋为蜂窝结构,横梁为工字钢直板形状;(4)加劲肋为蜂窝结构,腹板为正弦波纹形状;(5)加劲肋为蜂窝结构,腹板为折线形状;(6)加劲肋下部抵住下翼缘板,不焊接。通过三维有限元数值模拟对不同加劲肋结构形式、有无SMA的蜂窝结构加劲肋腹板面外变形、疲劳应力幅和扭转角进行了比较研究。结果表明:腹板间隙处出现较大应力集中与变形扭转;栓接钢板加固、蜂窝结构加劲肋直腹板的抗面外变形疲劳效应效果显著,应力幅与位移都减少80%以上,蜂窝结构加劲肋直腹板相比于栓接钢板加固在提升抗扭转效应基础上钢材用量节约74.07%;蜂窝结构加劲肋折线腹板形式和加劲肋抵住下翼缘板方案不能有效加强抗扭刚度;使用SMA材料更有利于减少面外变形疲劳效应,最大应力幅减少可达77.86%,最大横向位移减少达到33.33%。综上所述,蜂窝结构加劲肋以更少的成本来增强横梁腹板抗面外变形与抗扭刚度。

钢-混凝土组合箱梁桥空间网格计算模型研究

本文分析了钢-混凝土组合箱梁桥基本计算方法,指出了设计计算中应用单梁模型、梁格模型与实体模型的缺陷,详细介绍了空间网格模型的基本原理,将空间网格模型引入钢-混凝土组合箱梁计算中。为探究空间网格计算模型在钢-混凝土组合箱梁桥中的计算效率和可靠性,以一主跨480 m双塔五跨钢-混凝土组合箱梁桥为例,将主梁按照空间网格模型划分,分析成桥阶段恒载、活载以及设计标准荷载组合作用下主梁边、中跨关键截面的应力。结果表明:空间网格模型可以准确分析组合箱梁截面整体空间效应,无须单独建立局部模型就能考虑到混凝土顶板的剪力滞效应和活载局部效应,计算得出的应力结果直接用于配筋计算,为钢-混凝土组合箱梁桥分析提供新的思路和方向。

基于UHPC预制结构的BRT站台铺装层快速维修技术

为有效延长城市快速公交系统(BRT)站台铺装层的使用寿命并提升正交异性钢桥面板的抗疲劳性能,同时满足不中断交通的需求,提出了“正交异性钢桥面板+短剪力钉+预制超高性能混凝土(UHPC)板+TPO(薄层环氧抗滑铺装材料)”的复合桥面结构及装配化施工工艺。以成都二环线高架桥BRT站台为工程背景,设计了BRT站台铺装层快速维修方案,通过有限元分析确定了最优方案,并开展了BRT站台钢桥面维修改造试验段的实施。有限元分析结果表明:10 mm UHPC灌浆料+50 mm预制UHPC板+10 mm TPO为最佳方案,维修方案的剪力钉受力性能、UHPC抗裂性能均满足结构受力需求,且具有较大的安全储备,改造后正交异性钢桥面板常见疲劳敏感细节的疲劳性能显著提升。结合试验段实施提出了涵盖UHPC板预制、原铺装层处理、预制UHPC板安装和磨耗层与沥青接缝施工4个流程的城市BRT站台铺装层维修施工工艺,为同类型公交站台铺装层维护提供了理论和技术支撑。

圬工拱桥加固改造方案探讨

文中以某地圬工拱桥为例,对旧桥进行技术状况评定并提出应对措施,根据桥梁实际结构验算提出多种加固方案并进行比选,根据圬工旧拱桥加固的原则,并在此基础上提出了针对性施工设计方案,为圬工拱桥加固改造的后续研究提供了坚实的基础,为旧桥加固提供借鉴。

桥式钢结构支撑加固改造施工技术

文章结合现代科技与传统的汴水虹桥古建筑设计方法,提出汴水虹桥式钢结构支撑加固施工技术。汴水虹桥式钢结构支撑加固改造主要是对传统的汴水虹桥框架进行结构升级,通过框架的拱架支点进行钢结构加固,最后利用钢结构实现整体桥梁的加固施工。加固桥体的静载实验显示,汴水虹桥式钢结构的结构校验系数符合标准桥梁工程标准。因此,可以证明钢结构可以应用在具体汴水虹桥式桥体加固改造中。

老旧桥梁结构加固中高性能纤维增强材料应用

随着城市化进程的加快和交通运输负荷的增加,许多老旧桥梁结构面临着严重的安全隐患和使用寿命问题。本文以老旧桥梁钢结构为研究对象,针对高性能纤维增强材料的加固效果展开系统分析。在模拟分析高性能纤维增强材料加固轴心受力构件的数值研究中,需关注材料结构,包括钢材和结合胶的性能特点。选择适当的单元类型以准确模拟材料的行为,并建立构件内部的接触关系。进行精细的网格划分以确保计算精度,并设定合理的边界条件和加载方式。完成以上步骤后,进行结果分析,评估加固效果。还需针对高性能纤维增强材料加固钢梁的数值进行模拟研究,建立精确的有限元模型,并通过试验数据或其他验证手段对模型进行验证。通过参数分析,探讨不同因素对加固效果的影响,优化加固设计,提高老旧钢桥的承载能力和结构稳定性。通过精确的有限元模型和试验验证,优化设计的HPFRM加固方案能够有效延长桥梁的使用寿命并增强其安全性,为进一步提高桥梁结构稳定性奠定坚实基础。

适用快速施工的桥梁承台加固用钢吊箱围堰结构设计

加固用围堰设计面临着"限高度、大流速、高潮差"的复杂作业困境以及钢吊箱围堰基础加固施工所存在的封底困难、混凝土和钢材浪费严重、钢板周转率低、拼装慢且拆除难等普遍问题。本文以某大桥桥墩基础加固工程为背景,通过对钢吊箱的侧壁模数化合理划分与设计,并以凹槽与凸榫快速承插式的连接,实现任意钢吊箱结构尺寸的模数化快速拼装,极大地降低了起吊拼装技术要求,提高了拼装效率和钢吊箱重复周转利用率。同时,通过数值分析和现场监测,验证了该结构的有效性。

上承式拱桥新型加固改造方法及试验验证

早期的上承式拱桥受限于设计荷载等级偏低、维护养护不到位和已运营多年等,其力学性能已不能满足现代交通需求,针对这一问题本文提出了一种新型的加固改造方法,即在拱肋与主梁间增设V杆、桥面上安装桁片,使以拱肋为主要承重构件的受力体系转变为双层桁架整体受力体系。为评估该方法的加固效果,以某50 m上承式拱桥为研究对象,运用有限元手段对比分析加固前后的力学性能。为进一步验证新加固改造法对提高原结构力学性能的有效性,完成10 m试验桥的荷载试验并对比分析结果。两种结果均表明:新型加固改造方法可以大幅提高桥梁承载力与刚度。对实桥进行有限元分析时,加固改造后拱脚和跨中最大压应力分别减小2.9、2.3 MPa,主梁最大上、下挠分别减小35.08%、27.42%;对试验桥进行静载加载时,加固改造后拱肋上缘与下缘最大应力分别减小82.68%、78.14%,拱肋最大上、下挠值分别减小97.47%、90.30%。故该加固改造方法积极有效,可尽早应用于工程实际。

某续建改造项目裙房结构设计难点分析

建筑方案的修改导致本工程有以下设计难点:南侧既有地下室结构在±0.00标高处,柱未甩筋或甩筋不足,部分柱位未对齐;商业裙房地上部分存在扭转不规则、偏心布置、凹凸不规则、楼板不连续、局部不规则等不规则项。为解决这些难点,对上部结构体系与柱脚连接问题统一考虑,以期得到裙房的结构体系。为确定结构的抗震性能目标,采取了合理的概念性设计、计算分析和构造措施,并对关键构件进行了计算分析论证。结果表明:裙房采用钢框架-支撑(屈曲约束支撑(BRB)+局部防屈曲钢板墙(BRW))结构体系最为合理,BRB的设置大幅减小了首层柱脚位置的内力,优化了裙房构件尺寸,保障了整体结构的安全性和经济性。

高层建筑施工临时钢结构支撑加固改造施工研究

研究高层建筑施工临时钢结构支撑加固改造施工技术,提出基于参数优化解析和材料本构关系控制的高层建筑施工临时钢结构支撑加固改造方法,分析钢结构支撑连接形式和材料本构关系,建立钢结构支撑的纵横耦合非线性振动模型,分析横向框架和纵向结构的差异度水平,求出高层建筑施工临时钢结构支撑柱传给基础的最不利内力.结合功能梯度圆板的幅频参数分析,进行施工数据优化设计,通过不同物理量对结构共振幅值检测,结合FGM梁热后屈曲路径和后屈曲振动检测,实现对高层建筑施工临时钢结构支撑加固改造的施工优化设计.测试得知,应用该方法进行高层建筑施工临时钢结构支撑加固改造,有助于提高结构强度和健康指标.

漕宝路工程立交改造涉铁桥梁特点分析

上海市漕宝路快速路新建工程涉及对现状嘉闵立交的改造,主要介绍了嘉闵立交的改造方案,重点介绍了跨铁路廊道主桥工程的控制因素、设计特点及项目重难点。工程范围内的涉铁主桥采用异型连续钢箱梁T形刚构桥转体施工跨越高速铁路、普通铁路共7条铁路线路。漕宝路跨铁路主桥宽度非常宽、平面尺寸变化大、断面布置异形,桥梁纵坡达到6%。异形的结构布置带来了纵向、横向极不平衡转体的问题,通过精确配重、临时斜拉索辅助结构受力等措施,解决大跨度桥梁极不平衡转体的难点,可为类似工程提供参考。

U型钢箱梁-预制混凝土桥面板-现浇桥面的市政桥梁组合结构施工技术措施探讨

文章对U型钢箱梁-预制混凝土桥面板-现浇桥面的市政桥梁组合结构的节点施工工艺进行分析,包括预制混凝土桥面板-现浇桥面裂缝控制技术、预制混凝土桥面板U形预留筋及剪力钉后装技术、U型钢箱梁-预制混凝土桥面板连接节点密封技术。上述施工技术有效解决了U型钢箱梁-预制混凝土桥面板-现浇桥面的市政桥梁组合结构在施工过程中存在的问题,保证了施工质量并实现了2个月内完成高架桥钢混组合结构桥梁的桥面施工工程。

中承式拱桥钢骨混凝土组合结构拱座分析

以京雄永定河大桥为背景,研究了中承式拱桥的钢骨混凝土组合结构拱座的分析方法,采用实体单元模型和二维平面有限元模型结合的方法计算该桥拱座的受力状态。经验算该桥拱座结构受力较均匀,实体模型应力结果基本符合平截面假定,大桥拱座的设计符合规范要求,验证了本桥拱座方案设计的可靠性。

上海松浦大桥老桥拓宽改造项目设计与施工

上海松浦大桥大修工程为旧桥改建项目,项目位于水源保护地,紧邻运营金山铁路,上跨航道,且需分阶段开放交通,相比于新建桥梁,存在结构设计和施工等诸多方面的限制。目前国内类似原基础条件下由2车道拓宽至6车道的桥梁改造维修项目不多。同时本项目在通行条件下对桥梁结构主体进行加固及维修也是国内比较少见的。通过分析本项目实施过程中的难点及解决方案,为后续类似铁路桁架桥改建、钢桥加固等施工提供借鉴与参考案例。

厦门某医技楼改造加固设计

以厦门某医技楼加固改造为实际案例,根据现场检测、安全性鉴定、抗震性鉴定,分析介绍了加固设计后续使用年限的取值。结合项目实际情况对几种不同整体抗震性加固方案进行比较分析。根据计算结果,分别运用不同的加固方式对框架梁、板、柱、梁柱节点进行加固。最后,总结了建筑加固经验并提出相关建议。

某汽车4S店钢结构展厅加固设计案例分析

轻型钢结构屋面空旷,经常作为安装光伏板的第一选择。然而,屋面增加光伏板后,经常会遇到钢结构屋面承载力、变形不满足规范要求的情况,需要对原结构进行加固。针对某汽车4S店钢结构屋面增加光伏板进行了加固改造。主要措施为钢桁架平面外增加系杆以减小杆件的平面外计算长度,腹杆采取增大截面的方式提高承载力,下弦设置水平拉杆以减小竖向节点位移。加固后,在荷载基本组合作用下,上弦杆最大应力比为0.8<1.0,下弦杆最大应力比为0.74<1.0;在荷载标准组合作用下,跨中最大位移为40 mm<50 mm,桁架承载力和竖向位移均满足要求。

轻钢结构在房屋增层改造中的应用

结合实际工程问题,通过对原结构体系的全面分析,提出采用轻钢结构进行加层,以解决采用钢筋混凝土结构加层后轴压比严重不足的问题,使之减轻结构重量,加快施工进度.分析中采用多种设计方案与设计分析软件对比计算,并考虑原结构的特性,采用柱包角钢及植筋技术对原结构进行加固,以满足轴压比要求,并进行了详细的连接构造设计,满足了设计规范的要求.

混凝土结构的光纤光栅智能监测技术

根据混凝土结构的内部应变监测需要,提出了光纤光栅管式封装应变传感器,并对其传感特性进行了研究;探讨了光纤布拉格光栅传感元件在混凝土结构中的布设工艺,并用光纤光栅监测了水泥净浆的固化过程;用管式封装光纤光栅与裸光栅对钢筋混凝土梁进行了应变监测;最后将光纤光栅传感器成功地应用于黑大公路大桥。

型钢-混凝土组合加固技术在空心板桥中的应用

装配式空心板桥由于铰缝损伤而出现"单板受力"问题,为增强梁板间的横向连接,提出型钢-混凝土组合加固技术,以寿昌江二号桥(装配式预应力钢筋混凝土简支空心板桥)为背景,简述该技术在该桥中的应用。型钢-混凝土组合加固是在沿梁底铰缝两侧设置剪力键,纵向锚贴U形钢板,并在U形钢板和铰缝间灌注高强自密实灌浆料。为检验加固效果,对该桥第2跨进行加固前、后的静载试验。结果表明:加固后该桥跨中应变平均降低20%,挠度平均降低25%以上,桥梁的刚度有所提升;加固后1号板的横向分布系数增大,1号与2号梁板间的铰缝损伤得到修复。实践证明,型钢-混凝土组合加固技术可增强主梁间的横向联系,能有效解决"单板受力"问题。

声发射技术在桥梁结构健康监测中的应用研究进展

声发射技术作为一种被动的、动态的监测手段,在工程和材料领域得到了广泛的应用,正日益受到桥梁结构健康监测研究者的关注。本文回顾了近年来国内外基于声发射技术的桥梁结构健康监测研究状况。首先,简要介绍了声发射的基本原理和声发射信号处理方法;其次,详细分析了声发射技术在桥梁结构健康监测中的研究成果,包括钢筋混凝土桥、钢结构桥、桥梁结构关键构件和无线声发射传感器及其网络等;最后,分析了声发射技术在桥梁结构健康监测领域应用中存在的一些问题,并对声发射技术的应用前景进行了探讨。