考虑吊杆非保向力效应的钢管混凝土拱空间受力性能试验研究

开展了考虑吊杆非保向力效应的哑铃形截面钢管混凝土单肋拱空间受力性能全过程试验,结果表明:横向加载初期,横向荷载-位移曲线就呈非线性特征,这一非线性特征是由几何非线性引起的;随着横向荷载的增大,面外初始缺陷对拱肋空间受力性能的影响程度逐渐降低。采用经试验结果验证的双重非线性有限元模型,进一步开展了哑铃形截面钢管混凝土单肋拱吊杆非保向力效应的初步分析,结果表明吊杆非保向力效应的存在,可显著提高拱结构空间受力性能,且随着吊杆力的增大,其提升效果愈加明显。     

Experimental study on spatial mechanical behavior of CFST arch under non-directional loads

开展了考虑吊杆非保向力效应的哑铃形截面钢管混凝土单肋拱空间受力性能全过程试验，结果表明：横向加载初期，横向荷载-位移曲线就呈非线性特征，这一非线性特征是由几何非线性引起的；随着横向荷载的增大，面外初始缺陷对拱肋空间受力性能的影响程度逐渐降低。采用经试验结果验证的双重非线性有限元模型，进一步开展了哑铃形截面钢管混凝土单肋拱吊杆非保向力效应的初步分析，结果表明吊杆非保向力效应的存在，可显著提高拱结构空间受力性能，且随着吊杆力的增大，其提升效果愈加明显。     

横向预应力混凝土梁抗剪研究

横向预应力混凝土梁是在普通钢筋混凝土梁中施加横向预应力形成的一种新型结构。本文分析了横向预应力混凝土梁斜截面的破坏形态,进而探讨了预应力钢筋混凝土梁斜截面抗剪机理,提出了横向预应力钢筋混凝土的简支梁斜截面具有的抗剪承载力和抗裂强度的设计计算方法。本文的研究表明,横向预应力钢筋混凝土简支梁斜截面承载力及抗裂强度比普通混凝土简支梁斜截面承载力及抗裂强度有明显提高。     

悬链线拱桥的受力性能分析

为解决悬链线拱桥拱肋和吊杆受力性能的影响因素问题,本文介绍了悬链线拱桥的有限元受力计算分析,主要分析了拱肋和吊杆的受力性能,提出悬链线桥拱肋和吊杆的受力性能变化趋势,得出拱肋位移、内力、应力及吊杆索力、应力的主要影响因素,研究成果可为中承式悬链线混凝土拱桥的设计提供数据支撑,同时为同类型桥梁的建设提供参考。     

小曲线大跨度斜拉T构转体桥横向稳定性研究

基于某高速铁路工程100m+100m预应力混凝土斜拉加劲T形刚构,运用Midas Civil有限元分析软件进行设计思路探索和施工过程分析,力求在设计阶段消除结构横向不平衡弯矩带来的技术风险。通过分析计算两种不同的偏心消除方案,研究得出小曲线大跨度转体桥梁适用的消除方案;通过分析计算3种不同的预偏心设计方案,研究得出大跨度小曲线半径转体桥梁适用的预偏心设计思路;最后通过施工阶段分析,分析论证了不同施工阶段转体桥梁的受力特点,说明了结构倾覆稳定的计算方法,阐述了不同施工阶段结构横向倾覆稳定的变化趋势。     

二次受力钢筋混凝土简支迭合梁斜截面抗剪强度计算

本文根据笔者同浙江大学土木系所进行的28根二次受力简支迭合梁的试验结果以及前人对普通钢筋混凝土梁斜截面强度的研究,提出了同新规范普通梁抗剪公式相协调的二次受力简支迭合梁斜截面抗剪强度的计算方法。     

上承式钢管混凝土拱桥设计计算

某上承式钢管混凝土拱桥主拱计算跨径为170 m,主拱选用悬链线形作为拱轴线,拱肋采用四肢全桁式等截面钢管混凝土结构,由左右两条拱肋及横向联接系构成。拱肋中心距7.2 m,肋全高3.8 m,全宽2.8 m,拱肋腹杆采用钢管。拱上立柱为钢管混凝土格构式柱,上部构造采用3×4×15.3(m)先简支后桥面连续预应力矮T梁。采用有限元计算软件Midas Civil进行建模计算,分析桥梁在施工阶段、运营阶段受力情况,结合规范要求对桥梁结构进行设计。     

一种新型预应力混凝土叠合梁设计与应力分析

介绍一种新型的预应力混凝土叠合梁——二次预应力混凝土叠合梁,分析其设计特点;并应用于高速铁路无碴轨道桥梁中,根据设计实例进行应力分析,与相同截面尺寸的常规预应力混凝土梁的应力进行对比。结果表明:与常规预应力混凝土梁相比,二次预应力混凝土叠合梁受力合理,可以明显减小截面应力梯度,对减小梁的徐变上拱非常有利;并可以节约预应力筋约10%,具有明显经济优势。     

横向约束部分预应力混凝土高耸结构延性系数研究

高耸结构一般采用环形截面形式,随着高度的增加,为满足正常使用要求,普遍采用较高的预应力度,由此导致延性降低,为此加强混凝土的横向约束,以提高构件的延性。根据周边均匀配筋的环形截面的受力特点和平截面假定,应用复合箍筋约束混凝土和核心钢管混凝土的应力应变关系,进行了部分预应力压弯构件延性系数计算。计算表明,普通预应力混凝土构件加入复合约束箍筋后,延性系数大幅提高,承载力提高幅度不大;加入核心钢管后,延性系数和承载力均显著提高。因此建议超高耸结构混凝土塔筒优先采用核心钢管来提高延性和承载力。     

大跨变截面波形钢腹板箱梁横向受力分析

为研究大跨变截面波形钢腹板预应力混凝土（PC）组合箱梁顶板在车轮局部荷载作用下的横向受力问题,结合2座桥例,分别建立全桥实体有限元模型;选择纵向3个典型截面,建立与之匹配和考虑有效分布宽度的平面框架模型;依据实体模型中顶板控制截面的横向应力影响线进行空间实体模型和平面框架模型的横向最不利加载,获得控制截面的最大横向拉应力及其沿纵向的变化规律,并对比了2种模型的计算结果。结果表明:对于顶板悬臂根部截面和腹板内侧截面,框架法与实体有限元法计算结果吻合良好;对于顶板跨中截面,腹板间距较大时,框架法的计算值偏于保守,设计中需对框架法的计算值进行适当折减;随着加载位置由跨中向支点移动,顶板跨中截面的横向应力峰值逐渐减小,悬臂根部截面和腹板内侧截面的横向应力峰值有增大趋势;有无横隔板对桥面板的横向受力影响很小,顶板跨中截面的横向应力值随波形钢腹板线刚度的增加线性减小。     

柔性系杆钢管混凝土拱桥简化计算模型精度分析

以宿淮铁路跨京杭运河特大桥100 m的下承式柔性系杆钢管混凝土简支拱桥为例,对全桥施工过程进行跟踪计算分析,为施工监控提供理论数据,在参考设计工序的基础上,根据实际施工过程对设计施工阶段进行修正和调整。同时在实际施工中对拱顶的竖向位移、拱脚的纵向水平位移、拱肋控制截面的应力进行实时监测,另外测试成桥后的系杆、吊杆的张力。根据这些结构参数的理论计算值与实际值的对比,来检验计算模型的精度和有效性。     

高速铁路大跨度预应力连续弯梁桥设计

介绍了武咸城际铁路汤逊湖特大桥（60＋100＋60）m预应力混凝土连续弯梁桥的设计标准、设计荷载及梁体构造,利用有限元软件采用平面模型和空间模型对结构进行了纵、横向受力分析,对结构的各项设计指标进行了检算。分析表明,对于此类桥梁,采用空间梁单元模型来进行计算指导设计较为合理,其余模型可起辅助校核作用。同时,计算结果表明本桥各项指标均满足相关规定,并有足够的安全储备,可以在我国高速铁路桥梁建设中逐步应用和推广。     

不对称配筋纤维混凝土盾构管片正截面配筋计算

采用fib Model Code 2010中纤维对受弯承载力贡献的作用方式,并结合GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中偏心受压构件正截面受力分析,提出了不对称配筋纤维混凝土盾构管片配筋计算方法。以国内某地铁工程管片配筋计算为例,采用该方法计算了纤维混凝土管片正截面配筋并与普通混凝土管片配筋进行对比。同时,计算分析了采用不同等级纤维混凝土时该管片正截面配筋的变化规律。结果表明,纤维的加入可以降低钢筋用量,该方法结合了欧洲规范和国内的钢筋混凝土设计规范,具有较高的可靠性,可用于纤维混凝土盾构隧道管片设计。     

再生混凝土有腹筋简支梁斜截面抗剪试验研究

根据普通混凝土梁斜截面抗剪性能试验方法设计,对7根再生混凝土简支梁斜进行截面抗剪性能试验,研究再生混凝土梁斜截面受力特点和抗剪破坏机理,分析再生骨料取代率对再生混凝土梁斜截面抗剪性能的影响,最后探讨再生混凝土梁抗剪强度计算公式,认为GB 50010—2002《混凝土结构设计规范》中普通混凝土梁抗剪承载力公式对再生混凝土梁同样适用,具有一定安全储备,并基于工程要求建议更适用于再生混凝土梁的抗剪公式。     

30m×3+30m×3+30m×3预应力混凝土箱梁桥设计

预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。设计以清潭沟大桥为背景进行设计,跨径选择为30m,总长为270m,总宽为9m。梁上部横向布置3片箱梁,下部布置双柱式桥墩。计算采用桥梁博士。首先,根据相关规范拟定截面尺寸;然后,布置预应力钢束,利用桥梁博士建模计算;最后,输出箱梁的持久状况承载能力极限状态抗弯强度、持久状况承载能力极限状态抗剪强度和持久状况正常使用极限状态下的强度验算。     

足尺高强再生混凝土柱小偏压性能试验研究

为研究高强再生混凝土柱的小偏压受力性能,进行了2个足尺高强普通混凝土柱和2个足尺高强再生混凝土柱的小偏心受压单向重复加载试验,分析了各试件的破坏特征、承载力、刚度及退化过程、轴力-挠度曲线、截面应变及耗能。结果表明:高强再生混凝土柱与高强普通混凝土柱相似,两者破坏特征和性能退化过程无明显区别;等强度混凝土、等截面面积、等配筋率下,高强圆形截面柱比高强方形截面柱抗压性能明显好,高强再生混凝土柱比高强普通混凝土柱抗压性能略好;设计中高强再生混凝土柱小偏压承载力计算,可采用GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中公式,并建议对公式中再生混凝土强度进行修正的简化计算方法。     

三管式空间桁架钢管混凝土拱桥的创新技术

三管式空间桁架钢管混凝土拱桥,截面构造简洁,可较好兼顾拱肋的横向、竖向刚度需求,具有截面形状稳定、吊杆(立柱)传力直接、施工便捷的优点。结合贵阳市花溪大桥的设计,提出了三管式截面的设计方法,分析了大桥的静力性能和极限承载力,表明大桥具有较好的刚度和安全储备;研究了拱肋管内混凝土采用泵送自密实混凝土的应用工艺,综合检测表明应用效果良好。     

预应力混凝土简支梁复合受力性能分析

设计了一个复合受力作用下预应力钢筋混凝土简支梁,将梁侧不同位置和不同数量的普通钢筋替换为等截面面积的预应力筋并对其适当张拉,建立了四种分析方案。利用ANSYS10.0软件对四种方案的有限元模型进行数值模拟分析,获得混凝土梁变形图、混凝土梁裂缝图。通过分析表明,将预应力混凝土梁部分普通钢筋替换为等截面面积的预应力筋并对其适当张拉的配筋形式,与普通预应力混凝土梁相比,提高了预应力混凝土梁的受力性能。     

2次预应力简支组合梁受力性能与技术经济分析

高速铁路预应力混凝土桥梁徐变上拱过大会影响桥上列车运行安全,为了控制预应力混凝土桥梁徐变上拱,将2次施加预应力新技术应用于预应力混凝土梁中,以箱梁为例,设计了4根不同预应力度的2次预应力简支组合梁,分析了其各施工受力阶段截面应力、强度和抗裂性,并进行了结构尺寸与配筋完全相同的常规预应力混凝土简支梁和2次预应力简支组合梁徐变上拱的对比计算分析。结果表明:2次预应力简支组合梁截面应力梯度小,受力合理,与常规预应力混凝土简支梁相比,徐变上拱减少约40%~60%;并可以降低梁的建筑高度,节约10%左右的预应力筋和一定数量的混凝土,具有明显技术经济优势。     

型钢混凝土叠合剪力墙承载力试验与理论研究

本文通过不同混凝土(普通混凝土和自密实混凝土)型钢叠合剪力墙的低周反复试验,分析墙体的受力特性,并推导出承载力表达式。试验结果显示自密实混凝土(SCC)与普通混凝土(NC)的叠合剪力墙受力过程相似,因此本文将自密实混凝土型钢叠合剪力墙简化成普通混凝土型钢叠合剪力墙来进行截面应力分析,并初步提出型钢混凝土叠合剪力墙的分析模型以及计算公式,然后对比了计算值和试验值,证明了其可行性。