轴力作用下钢桥面板构造细节受力分析

为研究正交异性钢桥面板在轴力作用下的受力情况,建立全桥杆系有限元模型,获取钢桥面板所受轴力信息;建立钢桥面板局部有限元模型,提取各工况下疲劳细节关注点处应力,分析应力的变化情况,获取各疲劳细节最不利加载工况,比较研究最不利加载工况下各构造细节在轴力作用下的疲劳性能。结果表明,轴力对各细节应力幅影响较小,对U肋与横隔板围焊处和横隔板焊趾处平均应力影响较大,对U肋与顶板焊缝和弧形缺口平均应力影响较小。     

环保型裂缝修复材料对混凝土碱集料反应的抑制效果

利用快速砂浆棒法进行了混凝土碱集料反应试验,研究了裂缝修复材料(简称ECRM)对混凝土碱集料反应膨胀的抑制作用,主要参数为用量、碱掺量、活性集料掺量.研究结果表明:ECRM能有效的抑制碱集料反应;ECRM用量越多,其抑制效果越明显;当活性集料掺量高时,ECRM的抑制作用显著.     

有关钢梁与钢筋混凝土桥墩的新型刚节点结构形式的开发及其抗震性能的实验性研究

钢梁与钢筋混凝土桥墩的刚节点结构形式是组合结构桥梁的一种重要形式之一。通过将钢梁与钢筋混凝土桥墩进行刚节点结合，增加了桥跨结构的超静定次数，从而可大大提高桥梁结构的整体性及抗震性能。此外，在内力分配上，使得在桥梁的支点处，原本由钢梁单独承担的支点负弯矩变成由钢梁和钢筋混凝土桥墩共同承担，从而减轻了钢粱的负担。采用刚节点结构形式，既充分利用了钢与混凝土各自的优点，又节省了上部结构的钢材使用量。此外，由于省去了钢粱和桥墩间支座的使用，降低了桥梁的建设成本以及建成后的维修管理费用。     

随机车辆荷载下三塔悬索桥钢箱梁疲劳关键断面分析

泰州大桥为世界首座千米级三塔悬索桥,建立泰州大桥的三维全桥模型,通过简化的车辆荷载模型,将随机车流加载于大桥有限元模型上,计算泰州大桥主梁不同位置竖向位移和弯矩的振动响应值,分析车流作用下大桥主梁应力变化最大位置,从而确定主梁的疲劳分析的关键位置。     

钢桥疲劳裂纹几何特征对涡流检测信号影响规律研究

针对常规钢桥面板疲劳裂纹检测手段只能贴合表面进行检测的问题,引入涡流检测方法,实现对钢桥面板表面疲劳裂纹的检测。搭建了涡流检测实验平台,设计研发了涡流检测探头,对不同尺寸疲劳裂纹进行横向扫查,研究了不同长度、宽度和深度特征的疲劳裂纹对检测信号的影响规律。并建立有限元仿真模型,模拟疲劳裂纹扫查过程,验证了钢桥面板疲劳裂纹涡流检测方法的可靠性,为后续疲劳裂纹尺寸精准测量提供依据。实验结果显示：设计的空心圆柱形检测探头能够实现最小尺寸为长度60 mm、宽度0.2 mm、深度5 mm的表面裂纹缺陷的定位检测;检测信号的幅度变化值与裂纹长度、宽度、深度在一定范围内均成正相关,裂纹长度和深度对检测信号影响较大,裂纹宽度对检测信号影响较小。     

顶板与竖向加劲肋围焊端部局部应力优化分析

针对顶板与竖向加劲肋围焊端部疲劳细节,提出角钢支撑和加劲肋开孔2种应力优化方法。通过数值模拟结合疲劳试验,研究优化方法对围焊端部应力水平和疲劳性能的影响,分析角钢厚度、开孔竖向距离和横向深度3类尺寸参数对优化效果的影响。结果表明:角钢支撑约束顶板面外变形,可降低围焊端部应力水平。加劲肋开孔削弱围焊端部刚度,可降低围焊端部分配的次应力。增加角钢厚度、减小开孔竖向距离、增加开孔横向深度可提升应力优化效果。降低围焊端部疲劳应力可延迟或避免疲劳裂纹的产生,加劲肋开孔不影响裂纹扩展寿命和扩展路径。     

板梁桥底板纵向裂缝病害特征及病因关联性分析

文章利用江苏省交通控股桥梁管养系统数据库,通过编制Python程序,实现对底板纵向裂缝病害属性的识别与提取,并对板梁桥纵向裂缝的病害特征、不同跨径板梁桥底板纵向裂缝病害特征、不同标准轴载下底板纵向裂缝病害特征以及病害特征随运营时间的发展进行了统计。通过对管养数据库的板梁桥底板纵向裂缝病害特征分析,对江苏控股管理的高速公路板梁桥底板纵向裂缝病害的定量特征、发展趋势有了清晰的认识。     

环保型裂缝修复材料对混凝土耐化学侵蚀和抗冻融性能的影响

在严寒或沿海地区,混凝土结构往往因受到酸、盐等化学侵蚀和冻融循环的作用而破坏,环保型裂缝修复材料(简称ECRM)能促使混凝土中未水化水泥水化,提高混凝土致密性,增强混凝士的耐化学侵蚀和抗冻融破坏的能力.本文进行了.经ECRM处理的混凝土试件耐化学侵蚀和抗冻融性能试验,试验结果表明:经ECRM处理的混凝土试件,在盐酸中和硫酸钠溶液中侵蚀45d和90d后,试件抗压强度较基准试件都有大幅提高.且提高的程度随着ECRM用量的增加而增大;ECRM处理试件冻融50次后其动弹模量损失3%,为基准试件的1/3左右,试件冻融50次后进行ECRM修复,其动弹模量可恢复至冻融前的90%以上.     

考虑桥面铺装作用的正交异性钢桥面板应力幅分析

建立钢箱梁节段有限元模型、顶板与U肋连接细节模型,并在模型中考虑桥面铺装层。将钢箱梁节段模型作为粗糙模型,通过子模型法插值得到顶板与U肋连接细节有限元模型的边界条件。在车轮荷载作用下,讨论铺装层弹性模量、厚度及泊松比3个参数对顶板与U肋连接细节应力幅的影响。结果表明:提高铺装层弹性模量和增加铺装层厚度可显著降低横隔板间该细节的应力幅,但对横隔板处该细节应力幅的降低作用不明显;改变铺装层泊松比对顶板与U肋连接细节应力幅影响很小。在实际工程中,对顶板厚度较小的钢桥面板,可以通过增加铺装层厚度以减小顶板与U肋连接细节的局部应力。建议采用钢纤维混凝土等弹性模量大、温度影响小的材料作为桥面铺装层。     

变幅荷载下钢桥疲劳裂纹扩展规律及长度预测方法研究

为探明变幅荷载对钢桥疲劳裂纹扩展的影响,该文以钢桥面板顶板-竖向加劲肋为构造细节,开展了9组常/变幅疲劳试验,对比分析常/变幅荷载下疲劳裂纹扩展行为,探讨载荷次序、过载比、高/低载循环次数对疲劳扩展行为的影响。在此基础上,采用Kujawski扩展模型对常/变幅疲劳扩展规律进行预测分析,并建议复杂变幅荷载下疲劳裂纹扩展的预测方法。结果表明,变幅荷载下的裂纹扩展存在迟滞和加速行为,其中由高应力幅变为低应力幅时会产生明显的扩展迟滞现象,并且过载比越大、高载循环次数越多,所产生的迟滞现象越明显。变幅荷载下各应力幅加载阶段的扩展速率与对应常幅扩展速率较为接近,可以将复杂变幅荷载下的疲劳裂纹扩展近似等效为多段常幅裂纹扩展,并利用Kujawski扩展模型实现对实际疲劳裂纹扩展长度的初步预测。现场测试及跟踪结果也验证了该文所提出裂纹长度预测方法的合理性。