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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

钢管轻集料混凝土空间桁架梁受弯试验设计

对于钢管轻集料混凝土空间桁架梁这一新型组合结构,目前国内外较少有拟静力试验分析,而试件设计及制作尤为关键.参照现有的钢结构及钢管混凝土规范,设计了一个钢管轻集料混凝土空间桁架梁试件及一个相应的K型节点试件,重点介绍了此空间桁架梁的制作过程及加载方式.通过对桁架梁进行结构计算分析,得到了其预估承载力.制作后的试件各项参数...     

基于实测车流的大跨度悬索桥振动响应研究

以江阴长江公路大桥为工程背景,对大桥收费站实测交通流数据进行统计,建立典型车辆的等效荷载模型,模拟具有实际车流特性的6车道随机交通流。基于数值仿真技术编制程序,并考虑车-桥耦合效应,应用所模拟的6车道交通流和大桥有限元模型,计算大桥在实测车流作用下主梁不同位置位移和内力的振动响应以及动力放大系数。通过对位移和内力的变化规律分析,研究实测车流作用下大跨度悬索桥的振动响应特征。研究结果表明:不同地区典型车辆荷载存在一定差异;车流作用下大桥主梁1/4跨位置位移振动响应最大,而内力振动响应极值出现在大桥跨中位置;位移动力放大系数与现行规范规定符合程度较高;考虑车-桥耦合效应的内力动力放大系数与规范相比偏差较大,内力动力放大系数对局部范围内的车辆振动更加敏感。     

钢管轻集料混凝土抗剪承载力试验研究

基于29根钢管轻集料混凝土试件抗剪试验,研究材料性能、截面特性、剪跨比及轴压比对钢管轻集料混凝土试件的破坏形态、抗剪承载力的影响。将试验实测值与相关公式计算值进行对比,通过分析、回归试验结果,得到抗剪承载力计算公式。分析结果表明:剪跨比λ<0.5时,试件均为剪切型破坏;剪跨比0.5≤λ<0.85施加轴压力的试件为剪弯型破坏;剪跨比λ≥0.5未施加轴压力及剪跨比λ>0.85施加轴压力的试件为弯曲型破坏。剪跨比越大,试件抗剪承载力越小;轴压比越大,试件抗剪承载力越大,且延性越好;轻集料混凝土强度对试件抗剪承载力影响不明显;含钢率越高,试件抗剪承载力越大。考虑以上影响因素得出抗剪承载力计算公式,试验值与计算值吻合较好,且偏于安全。     

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.