钢管混凝土(单圆管)单肋拱空间受力试验研究

进行了钢管混凝土(单圆管)单肋拱空间受力全过程的试验研究。研究表明,在面内和面外荷载共同作用下,面内的受力性能对初始缺陷的敏感性要大于面外受力;面外变形是钢管混凝土单肋拱极限承载能力的主要控制因素;与面内受力相反,空间受力时,几何非线性成为钢管混凝土拱的非线性性能与极限承载力的主要影响因素,材料非线性降为次要的影响因素。对应用通用程序进行钢管混凝土拱空间受力双重非线性有限元分析进行了探讨。     

钢管混凝土格构柱偏心受压面内极限承载力分析

应用钢管混凝土结构设计规程,对钢管混凝土格构柱偏心受压试件进行面内整体承载力计算。计算结果与试验值相差较大。规程在计算换算长细比时采用加法来考虑剪切变形的影响,对于长细比较小的构件,将过度考虑剪切变形对承载力的不利影响,且出现承载力几乎不随构件长细比的变化而变化的不合理现象。在借鉴国外钢格构柱计算方法的基础上,提出采用放大系数法来计算钢管混凝土格构柱的换算长细比,所得极限承载力与试验值吻合良好。     

三维杆系结构的几何非线性有限元分析

为了更准确地描述杆系结构的几何非线性性能,建立了一种基于三维梁单元有限元分析的计算方法。引入了考虑两方向曲率和扭转角变化的坐标转换矩阵来描述任意增量下的单元平移和转动;采用了包括轴向变形和扭转的非线性项的刚度矩阵来考虑高阶非线性项的影响。应用广义位移控制法进行增量迭代,编制了相应的三维梁单元非线性计算程序NL_Beam3D。通过对几个例子进行的分析,验证了该方法可较好地考虑结构几何非线性。     

整体式桥台桥梁极限长度

以目前世界上最长的整体式桥台桥梁Isola della Scala桥为实例建立有限元模型,通过实桥动力测试对模型进行校正;提出整体式桥台桥梁极限长度的简化计算公式,并通过有限元模型验证其精确性;利用该简化计算公式预测不同限制条件下整体式桥台桥梁的极限长度。结果表明：考虑桥墩的转动能力和桥台的承载能力时,极限长度可以达到540 m ;考虑温度位移产生的疲劳影响时,极限长度可以达到450 m ;考虑桥头搭板的耐久性时,极限长度可以达到430 m。     

钢管格构柱极限承载力计算方法研究

应用ANSYS通用程序对钢管格构柱试验进行有限元分析,分析结果与试验结果吻合良好。对钢管格构柱极限承载力,进行了偏心率、长细比和构造参数的影响分析,对国内钢结构设计规程GB50017—2003的计算方法进行了评价和讨论,提出了相应的修正建议,最后在参数分析基础上,借鉴钢管混凝土格构柱,提出了四肢钢管格构柱极限承载力的合理实用的计算方法。     

钢管K形节点足尺模型疲劳性能试验研究

为研究钢管K形节点的疲劳性能,进行了足尺模型的疲劳试验,采用梯度应变片测量焊缝区域应力变化,采用相控阵扫描成像检测系统(简称相控阵)检测初始缺陷和疲劳裂纹,对疲劳开裂后的钢管K形节点进行切片观测,研究节点相贯焊缝附近的热点应力分布、疲劳裂纹扩展规律和疲劳破坏模式等,并分析了采用名义应力法和热点应力法评定钢管K形节点疲劳寿命的合理性。结果表明:钢管K形节点的热点应力宜采用梯度应变片得到的梯度应力进行线性外推得到,最大热点应力位于主管和受拉支管相贯焊缝靠近主管侧的冠点处;节点两侧鞍点热点应力值最大误差率为6.64%,节点基本不受面外弯矩影响;采用相控阵检测能够对节点初始缺陷和疲劳裂纹进行定位、定性和定量分析;切片观测结果表明,钢管K形节点疲劳裂纹属于张开型I裂纹;疲劳裂纹的萌生、扩展和破坏阶段分别对应的加载次数为0~229.1万次、229.1~245.5万次和245.5~251.2万次,疲劳裂纹萌生于热点应力最大主管和受拉支管相贯焊缝靠近主管侧的冠点处,其疲劳破坏属于弹性范围内的脆性破坏;名义应力法由于名义应力幅放大系数偏大,评定所得的钢管K形节点疲劳寿命过于保守;基于热点应力法,CIDECT评定所得结果偏不安全,API评定结果具有1.11倍的安全富余,适用于评定本试验中钢管K形节点的疲劳寿命。     

世界跨海工程概况与台湾海峡通道可能性

20世纪世界跨海工程建设取得了巨大的成就,本文简要介绍了世界跨海工程的基本情况和台湾海峡通道工程构想,初步分析了台湾海峡通道工程建设的必要性和可能性。分析结果可供其他工程可行性评估应用参考。     

日本前谷桥的设计与施工

日本前谷桥是首座采用预应力全体外索的波形钢腹板桥梁。采用预应力全体外索技术, 避免体内索施工时预埋管道的复杂工艺, 也便于使用阶段的检查和预应力索的替换。该桥通过重复使用临时预应力杆件, 实现了悬臂施工, 节省了耗材, 方便了施工。本文对该桥的设计要点、足尺模型试验以及施工进行了介绍。     

新桐山大桥动力特性的测试与分析

福鼎新桐山大桥主桥为51m+75m+51m三跨连接的下承式钢管混凝土刚架系杆拱,拱肋采用了新型哑铃型截面,本文介绍了该桥自振特性和冲击系数的测试和计算,分析结果可为此类桥梁的设计提供参考。     

混凝土质量缺陷的防治与修补

根据多年的实践经验，介绍了几种常见的混凝土质量缺陷的形成原因，提出了相应的预防措施，以达到保证工程结构质量的目的。