装配式空心板桥浅企口铰缝应力传递机理研究

为了优化设计空心板桥的企口铰缝连接,增强装配式空心板桥的整体性,考虑材料非线性、截面接触等因素,建立了某空心板桥的三维有限元分析模型,研究了其铰缝与空心板间的应力、应变对桥梁结构的影响。结果表明:均布荷载作用跨中主要影响范围为横向三片空心板,两个铰缝;铰缝主要靠剪应力传递荷载,同时竖向剪切应力决定剪应力的大小;铰缝纵向传递荷载,本身受拉、压交替变化。     

高性能灌浆料维修空心板桥铰缝的足尺试验研究

为了研究高性能灌浆料在空心板桥铰缝中的维修加固效果,以实桥拆除的3片30 m跨空心板梁为对象,进行了高性能灌浆料维修空心板桥铰缝的足尺试验研究.通过对铰缝修复后3片空心板组成的装配式空心板桥进行中板跨中集中加载,测量并分析了各板梁的荷载-挠度曲线,给出了试验的破坏模式.试验结果表明,加载初期各板梁挠度变化基本相同,各板梁间整体工作性能良好;极限状态下破坏形态为灌浆料与板梁结合面的纵向脆性开裂破坏;采用高性能灌浆料维修后对应原桥设计荷载的超载储备为1.74.     

空心板桥损伤铰缝模拟界面单元法研究

针对既有铰缝损伤模型难以直接利用现场实桥裂缝常规检测信息的问题,提出一种将界面单元和工程中铰缝处横向开裂宽度和竖向错动检测数据相融合的铰缝损伤模拟新方法。基于试验曲线,通过理论解析获得了切向刚度与铰缝开裂和错动位移的变化规律,揭示了破坏过程中切向与法向的交互作用,给出了损伤状态下切向刚度与铰缝开裂大小的关系曲线,拟合建立了法向位移和切向位移与切向刚度的数值方程,据此可获得不同强度和粒径尺寸混凝土铰缝的刚度参数上限值,结合工程案例进行了仿真测试。结果表明:切向刚度随着裂缝宽度而递减,工作范围在0～0.4 mm;当裂缝宽度处于0～2 mm时,耦联刚度值不应忽略,并给出了与铰接板和刚接板相等效的界面单元切向刚度参数值。所做工作有助于促进界面单元在铰缝损伤模拟方面的实用化进程。     

装配式混凝土铰接板桥铰缝剪力计算

将装配式混凝土铰接板桥比拟成横向抗弯和抗扭刚度为零的正交异性板,得到铰接板挠曲面微分方程,推导出对边简支铰接矩形板挠度与横向剪力的解析解,并分析剪力分布规律以及剪力峰值受铰接板桥特性的影响因素.结果表明,铰缝剪力属于车辆轮载作用下的局部受力问题,其峰值主要与板的截面特性及跨径有关.得到了JTG D60-2004车辆荷载作用下混凝土铰接板桥铰缝剪力最大值的曲线图.     

空心板桥改造及加宽后对横向受力的影响

为了研究空心板桥在换板或加宽后桥梁的横向受力状态,基于铰接板法建立了多截面尺寸的空心板桥横向力学模型,对几种换板及加宽工况进行了计算,并将计算结果与ANSYS结果进行了对比.结果表明：换板时采用较宽的新板能有效降低各旧板的荷载横向分布系数,新板越宽降低效果越明显,并且两侧换板比仅换一侧时更明显;空心板桥加宽后,如横向车数不变,各旧板分担到的荷载会降低;横向车数增加,各旧板的荷载横向分布系数明显增大,此时应对旧板进行加固.在桥梁维护中,可用所提模型完成对空心板桥的换板及加宽设计.     

铰缝及板损伤后对空心板桥横向受力的影响

为研究空心板桥在铰缝及板受损后的横向受力状况,基于铰接板理论,建立了空心板桥铰缝及板受损后的解析模型,揭示了铰缝及板损伤后对桥梁整体横向受力的影响程度.结果表明:铰缝损伤会降低空心板横向传递荷载的能力,损伤程度越大,各板分配到的最大荷载越大,且距离受损铰缝越近的板受到的影响越大;当铰缝与板同时损伤时会导致周围完好板承担...     

预应力高强混凝土桥面空心板截面优选

针对公路桥梁工程中广泛采用的圆孔、大孔空心板存在的缺点 ,结合采用低松弛 2 70级高强钢绞线和C80高强混凝土材料 ,提出了一种新型的双拱门式空心板断面 ,以 16m跨空心板为例 ,采用有限元方法对其进行了横向受力性能比较分析 ,确定了双拱门式空心板的断面尺寸 ,为经济可靠的应用预应力高强混凝土桥面空心板提供了理论研究基础 .     

装配式空心板桥混凝土桥面铺装设计方法探讨

桥面铺装层早期损坏是桥梁工程常见病害之一,为寻找解决措施,分析研究损坏原因,文章特别针对目前高速公路和城市快速路中使用广泛的空心板梁桥,从设计角度出发,在总结施工经验的基础上,通过理论分析,探索提高桥面铺装层使用质量的技术途径。     

基于模态参数指标的空心板梁桥铰缝损伤对比研究

模态参数反映结构动力特性,基于模态参数的损伤指标能反映结构动力特性的变化,可用于桥梁结构损伤识别。以模态参数构成的损伤指标众多,每个损伤指标通过自身的变化来识别损伤,但难以用统一标准对不同损伤指标的识别效果进行量化对比。针对空心板梁桥的铰缝损伤,提出一致性量化指标,从数据层面定量描述指标的损伤指示效果,便于各类损伤指标的对比和应用。首先根据模态参数损伤指标,构造一致性量化指标,定量描述不同损伤指标的识别效果;然后建立空心板梁桥及其铰缝损伤的有限元实体模型,模拟3种不同铰缝位置处的损伤工况,对每处损伤分别设置6种不同损伤程度;最后应用一致性量化指标对比各损伤指标的识别性能,总结不同工况下各损伤指标识别效果的变化规律。分析表明,一致性量化指标能够在不同工况下定量描述不同损伤指标的识别效果。     

先张预应力混凝土板梁梁端横裂病害原因分析及处治对策研究

为探索适筋空心板开裂后弹性阶段的受力裂缝对结构静动力特性的影响,设计了单板加载试验并结合非线性有限元分析对经历开裂后弹性阶段的20 m适筋空心板卸载后的受力特性进行研究.单板加载试验通过现场配重块分级加载进行,有限元分析采用可进行开裂模拟的Midas FEA非线性静力分析进行.试验分析结果表明：超重车辆对空心板桥产生的损伤在作用荷载小于设计荷载时即可体现,表现为刚度降低,挠度、应变增大;存在开裂后弹性阶段受力裂缝的空心板桥在不作用更大的荷载之前,与挠度相关的结构整体刚度不会发生明显变化,作用荷载小于设计荷载时,仍能满足设计要求,再次承受超过设计荷载的作用时,安全储备降低;开裂后弹性阶段的结构损伤可反映至结构动力特性,但其敏感程度低于静力特性.

     

公路路基断面形式与路基高度对风吹雪灾害形成的影响分析

结合黑龙江省5条主要公路风吹雪灾害调查数据,分析各种不同形式的路基横断面对风吹雪雪害形成与发展的影响,找到不同路基断面形式下雪害形成的机理,进而为提出避免或减少风吹雪雪害的路基断面形式提供依据。     

旧空心板简支梁桥的连续化改造加固研究

为提高既有旧空心板简支梁桥的承载能力和安全储备,将先简支后连续施工方法中的体系转换思想运用到旧空心板简支梁桥的加固改造上,提出了一种旧桥改造提载加固方案———简支连续化改造,并对此加固技术的实施方法进行了介绍;对简支连续化改造后的荷载效应以及连续化后新、旧混凝土收缩徐变效应进行了分析计算。结果表明：最不利工况下跨中最大弯矩下降了13．8％,边跨外侧支点最大剪力降低7．6％,中跨挠度最大减小42％;后浇墩顶连续段混凝土由新、旧混凝土龄期差引起的收缩徐变弯矩为正弯矩,对跨中截面受力不利,次边跨跨中弯矩最大增幅为3．9％;墩顶负弯矩有所下降,边跨墩顶负弯矩最大降幅为4．3％,影响均不显著。     

方钢管混凝土中钢管屈曲承载力的理论分析与试验研究

本文对24根空钢管和钢管填充混凝土后钢管的力学性能进行了试验研究,试验时主要变化参数为截面宽厚比,在50-125之间变化。试验结果表明：钢管内部填充混凝土后改变了钢管的屈曲模式,明显提高钢管了的屈曲承载力,承载力的提高幅度随着截面宽厚比的增加而增大。同时采用有限元方法分析了空钢管及钢管混凝土中钢板的力学性能,理论分析结果和试验结果进行对比,验证了理论分析的正确性。在此基础上验证了钢管混凝土中钢板的屈曲承载力计算公式。     

铸钢空心球管节点的破坏机理分析与承载力影响因素

铸钢空心球管节点是一种新兴的节点形式，通过对多种不同尺寸的铸钢空心球管节点进行非线性有限元分析，研究了节点的塑性区扩展过程、变形过程、破坏机理及节点几何参数对其承载力的影响，获得了节点承载力的主要影响因素及其影响规律，为铸钢空心球管节点的设计提供了理论依据.研究结果可为我国即将编制的铸钢节点规范提供参考.     

基于非侵入式虚拟传感方法的下肢关节运动学检测

提出了一种基于非侵入式虚拟传感检测方式分析下肢关节运动学的方法。利用可穿戴式传感系统的检测信号,采用双物理传感器差分算法与双虚拟传感器差分算法相结合的方式,计算下肢关节处虚拟植入的传感器运动状态,在膝关节解剖学坐标系内,实现对膝关节的运动学分析。为了初步验证本方法的正确性与可用性,采用三轴加速度计和地磁力计等开发了一套可穿戴式传感系统,并通过五位受验者进行了实验验证。实验结果表明:本文方法可实现应用穿戴式传感系统进行非侵入式下肢关节运动学检测与分析,进一步改进和提高其测量精度后,可应用于步态分析。