矩形钢管混凝土柱的防火保护

简要介绍了关于火灾下矩形钢管混凝土柱力学性能的研究成果。对构件耐火性能的实验情况、影响耐火极限的重要因素和确定厚涂型方钢管混凝土保护层厚度的实用计算方法作了详细说明 ,并结合工程中矩形钢管混凝土柱的抗火设计实例 ,说明规程课题组提出的抗火设计方法的有效性。研究成果可为有关矩形钢管混凝土工程进行抗火设计时提供参考     

整体桥预应力桩-土相互作用试验

为探究整体式桥台无缝桥(简称整体桥)预应力混凝土桩吸纳上部结构变形的能力,对3根不同预应力的缩尺模型桩PC-1～PC-3进行了拟静力试验。利用布设于桩身表面的土压力计、位移计、应变片等,研究了预应力混凝土桩的破坏模式和变形规律,并与埋深不同且未施加预应力的混凝土桩对比,进一步说明预应力对柔性桩变形能力的影响; 通过与普通混凝土桩的对比,以临界荷载、屈服荷载、峰值荷载为评价指标,分析了预应力对试验桩强度和变形的影响。结果表明:随着预应力度的增大,模型桩的破坏形态由多条裂缝向1条主要裂缝转变; PC-2和PC-3主要裂缝出现位置分别较PC-1沿埋深方向增大0.4倍和0.6倍桩径,说明预应力度的提高增大了桩-土相互作用区域,且效果较增大桩基埋深更为显著; 随着位移荷载的增加,PC-1的桩身拉、压应变分布率先出现不对称,而PC-2和PC-3在更大位移荷载时仍保持对称,通过与不同埋深未施加预应力的混凝土桩对比发现,相较于增大桩基埋深,施加预应力可以更为显著地提高桩基的弹性工作范围及桩身的整体性和抗开裂能力; 通过分析比较模型桩的桩身承载比可知,提高预应力度可改善桩身受力性能,并可更充分发挥桩周土的承载能力; PC-2,PC-3的正向临界荷载、屈服荷载以及峰值荷载相较于PC-1均有提高,屈服荷载分别较PC-1提高了17.8%和42.3%,说明预应力度可以增大混凝土桩的弹性工作范围,提高变形能力; PC-1的等效刚度退化速率较PC-2,PC-3更快,说明施加预应力可减缓混凝土桩的刚度退化; 与PHC管桩等效刚度理论计算值对比发现,PHC管桩理论计算值偏安全,可应用于PC桩的等效刚度计算。     

FBG传感器进行PHC管桩负摩阻力监测的研究

目前,针对实际工程中预应力高强混凝土(PHC)管桩的负摩阻力现场实测研究几乎未见报道。为了揭示PHC管桩的负摩阻力特性,填补此类桩现场负摩阻力量测试验的空白,研究光纤布拉格光栅(FBG)传感器在PHC管桩桩身上的安装工艺及保护措施,并对某建筑基础的4根承受新近填土产生的负摩擦阻力作用的工程桩桩身应变进行长达21个月的监测,分析在上部结构荷载以及负摩阻力共同作用下桩身轴力的分布形式及其变化特征。试验结果表明:PHC工程桩负摩阻力下拉荷载的实测值显著大于我国现行《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)理论计算值,说明现行理论方法尚有待改进;在软硬分布不均的地层中,负摩阻力和正摩阻力可能交替出现,理论计算中如何考虑这类情况值得研究;沥青涂层的涂抹质量和如何避免施工破坏是确保其能否有效降低工程桩负摩阻力的关键。     

基于非参数统计Hoek-Brown准则的参数敏感性分析

Hoek-Brown强度准则能正确反映岩体强度,描述岩体非线性破坏特征,但其参数获取存在人为因素,数据离散,不利于理论分析和数值计算。基于此,在对不规则Hoek-Brown屈服面处理并数值实现的基础上,提出用非参数统计方法研究Hoek-Brown参数敏感度,用Matlab实现拉丁抽样,借助一巷道模型,研究了参数对其围岩变形的敏感性,得到各参数的敏感度大小顺序,说明围岩塑性区和弹性区的变形受控因素不同,围岩塑性区的变形与GSI值的相关性最大。     

蒸汽养生下预制箱梁预应力张拉控制条件研究

为缩短预制周期提高施工效率，结合相关规范及设计要求提出蒸汽养生条件下预制箱梁的预应力张拉条件。以实际工程４片箱梁为研究对象，通过对蒸汽养生条件下梁体预应力张拉后有效预应力连续测试，得到同龄期下预制梁跨中上拱度相对变化量以及混凝土抗压强度和弹性模量的测试结果。结果表明:蒸汽养生条件下预应力箱梁混凝土的抗压强度和弹性模量在龄期为４０ｈ时达到设计值要求的９０％，预应力损失在龄期５ｄ后基本趋于稳定，龄期９ｄ内跨中累计上拱度在１ｍｍ以内，验证了蒸汽养生条件下预制梁混凝土抗压强度和弹性模量均达到设计值要求的９０％及以上可一次性预应力张拉的合理性，为工程推广提供数据支撑。     

不平衡土压力对整体式桥台-H型钢桩-土体系力学性能影响试验

为研究不平衡土压力对整体式桥台-H型钢桩-土体系力学性能的影响,在已开展的不平衡土压力下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究基础上,进一步开展了更大不平衡土压力(台后土表面均布荷载增大了3.81 kPa)下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究,对比分析了更大不平衡土压力对桩身水平变形、桩侧土压力、应变和弯矩等方面的影响。结果表明:在试验条件下,更大不平衡土压力对桩身水平变形、土抗力、应变和弯矩的分布规律无影响; 正向加载时,更大不平衡土压力使得桩身累积变形的位置更深,桩侧最大土抗力和桩身弯矩增大; 负向加载时,更大不平衡土压力也使得桩身累积变形的位置更深和弯矩增大; 正向加载时,更大不平衡土压力使得累积变形减小,负向加载时则相反; 正向加载时LAHP模型的桩侧土抗力、应变和弯矩显著大于负向加载时的,正向加载时的最大桩侧土抗力和弯矩分别为负向加载时的2.2倍和2.1倍。     

土工合成材料加筋土界面渐进拉拔行为的理论解析

随着国民经济的发展,土工合成材料被广泛应用于边坡和挡墙等实际工程中。筋土界面的界面摩阻力是设计中的关键考虑因素。文中主要分析加筋土界面拉拔状态下的渐进破坏行为,将拉拔过程分成三个阶段:纯弹性阶段,界面的剪切应力与剪切位移呈弹性关系;弹—塑性阶段,通过一个临界点划分弹性区和塑性区;完全塑性阶段。并且给出了各个阶段的拉力、位移和剪应力的解析解。最后通过两组拉拔试验结果与解析计算的比较分析验证了该模型的准确性。对筋土界面摩阻力分布规律进行了详细研究,深入地分析了加筋长度、筋材的弹性模量、剪切刚度和塑性区间长度等因素对加筋土界面的渐进拉拔行为的影响。     

中国无伸缩缝桥梁调查与分析

无伸缩缝桥梁(无缝桥)取消了伸缩装置(伸缩缝),从根本上免除了伸缩装置带来的病害与维修更换问题,具有良好经济和社会效应。针对中国无缝桥的建设趋势、应用类型、区域分布、桥长、上部与下部结构、引板等情况开展调查与分析。结果表明:截至2022年5月,中国已建成无缝桥70座; 无缝桥在经济发达国家应用广泛,但在中国还处于起步阶段; 中国无缝桥修建数量不断增加,2010年开始增速加快,整体桥的应用比例上升; 无缝桥应用省份不断扩大,新增在严寒地区的应用; 无缝桥以中小跨径桥梁为主,总长不长,在多跨桥中应用较多; 上部结构以混凝土空心板为主; 下部结构中,柱式埋置式桥台在各种无缝桥中均有较多的应用,且整体桥较多采用薄壁轻型桥台,半整体桥和延伸桥面板桥较多采用重力式桥台,桥墩以混凝土桩柱式为主,引板主要采用面板式引板; 今后应增加无缝桥的应用数量和地区,加大整体桥的推广力度和无缝化改造的研究与应用,扩大无缝桥的跨径、桥长、曲率半径、斜交角的应用范围,推动中国无缝桥技术的进步。     

组合再生混凝土及其衍生结构的应用及展望

为扩大再生混凝土的应用范围,充分发挥其经济与低碳效益,对组合再生混凝土及其衍生结构的应用进行了分析与梳理,总结了再生骨料和再生混凝土的特性,剖析了组合再生混凝土存在的问题并对未来研究进行了展望。结果表明:再生混凝土相比普通混凝土存在着强度低、弹性模量小的特点,仅依靠再生混凝土往往较难满足结构各个部位的力学性能及功能需求; 通过组合再生混凝土的形式将再生混凝土与其他混凝土在构件、结构上组合,或将再生骨料与其他骨料进行组合,将满足性能要求的混凝土放在特定部位上,既环保也能充分发挥各混凝土的优势; 不同混凝土间的界面剪切强度对组合再生混凝土结构的性能有着重要影响,剪切强度受到界面粗糙度、黏结剂、混凝土强度等多种因素的影响,提高界面粗糙度可以有效提高组合再生混凝土及其衍生结构的整体性和安全性; 组合再生混凝土与BIM、3D打印、装配式建筑和智能材料的结合,可在实现绿色建造的同时保证结构性能。     

地震作用下大型地铁车站结构三维动力反应分析

引入三维等效黏弹性边界单元,阐述波动散射问题的自由波场输入方法,推广应用于三维水平成层半空间模型,采用集中有限元质量模型和有限差分的概念将地震动场转化为施加在人工边界节点上的等效荷载。基于某大型地铁车站,利用大型通用有限元ABAQUS软件建立考虑土–结构动力相互作用的三维有限元整体计算模型,通过局部人工边界的施加,实现了开放系统向封闭系统的转换,对土–地铁车站结构动力相互作用的整体三维模型进行模态分析,得到车站以及地基的振型特征。分析地铁车站结构在SV波及P波地震波作用下的反应,得到相应的内力分布规律和结构不利位置。从分析结果可以看出,地震波横向SV波输入时对车站结构最不利,结构刚度突变位置的构件内力也存在突变,而P波对结构的轴力影响较大。