结构模型试验的工程检测应用研究

一座已使用10余年的下承式系杆拱桥,为预应力混凝土梁、拱组合体系。模型试验来分析处理,得出目前的受力状态,并通过对实桥梁检测加以验证。结合计算、模型试验和实桥检测资料,开展工作：通过模型试验模拟实桥的受力现状,对构件进行有关测试和计算,并与桥梁现场进行拱肋、吊杆等构件的实测数据进行对比,得出具有实际应用的有关结论和建议。     

碳纤维布加固技术的工程应用研究

近几年,在钢筋混凝土结构工程的加固和补强中,越来越多地应用碳纤维布加固技术.为此,依据碳纤维布的加固设计原则,介绍了实际工程中不同构件的加固补强的设计方法及施工方法.     

基于无应力状态法的下承式拱桥吊杆张拉次序优化

太和三桥为主跨152 m 的下承式钢管混凝土系杆拱桥,吊杆张拉施工时采用无应力状态控制法,以 成桥时吊杆实际内力与设计值的误差小于2% 为目标。由于系杆拱桥吊杆长度较短,张拉时锚头拔出量或回缩 量不易控制,容易产生较大误差,提出将伸缩量换算为张拉力进行施工控制,并对不同的吊杆张拉次序进行 对比分析,确保结构整体受力合理、张拉过程安全。建立全桥有限元模型,分析4 种张拉方案下的成桥吊杆 力、拱肋位移、系梁位移、拱肋应力和系梁应力。结果表明,四种方案的成桥吊杆力与设计成桥吊杆力都相 当接近,相比较而言,方案3 的成桥拱肋线性良好,系梁位移及应力值在张拉过程中变化相对平缓一些。     

最小弯曲能量法确定系杆拱桥成桥索力

斜拉桥和系杆拱桥都基于三元构件,所以在结构分析中有一些通用的方法,尤其在成桥索力的确定问题上.基于斜拉桥成桥状态确定的思路和方法,以最小弯曲能量法确定系杆拱桥的成桥索力,并分析确定其合理性,为后续进一步优化及确定施工阶段吊杆索力提供可靠依据.     

CFRP加固钢筋混凝土梁受弯性能的试验研究

对4根碳纤维布补强加固的钢筋混凝土梁进行加载试验，研究了碳纤维布对钢筋混凝土梁抗弯性能的影响和作用。试验表明：利用碳纤维增强塑料加固可有效提高受弯构件的承载能力，并能抑制裂缝开展和提高构件的刚度和延性，同时对受弯承载力进行了理论分析，试验数据与理论分析吻合较好。     

中承式系杆拱桥承载力评定与加固技术研究

在分析某中承式系杆拱桥的横向稳定性及吊杆和横梁病害的基础上,对该桥进行有限元建模,并进行了受力分析及荷载试验评定.分析结果表明,该桥横向联系不足,吊杆和横梁的安全系数偏低.对此,提出了拱肋加横撑、更换吊杆、横梁粘贴钢板的加固方案.加固后对桥梁进行了荷载试验和吊杆索力测试,结果表明,加固方案对解决中承式系杆拱桥的病害问题是有效的,可为类似桥梁的加固工程参考.     

喷锚加固补强的小梁试验与实桥加固

本文对喷射混凝土加固补强技术进行了研究,通过对30根原试验小梁采用底喷、侧喷技术加固补强,探讨了补强截面与原截面的粘结可靠性和共同工作能力,以及喷射后结构承载能力的提高幅度。并将试验研究结果用在双曲拱桥的实桥加固上。经过静载试验证明,采用喷射混凝土技术对结构进行加固补强是可行的,技术上是可靠的,有广泛的应用前景。     

碳纤维布加固钢筋混凝土构件小偏拉试验

目的 研究碳纤维布加固钢筋混凝土构件小偏拉的受力性能和变形能力,探讨配筋率、碳纤维布层数和加固后构件开裂荷载、极限荷载之间的定量关系.方法 对6根相同截面不同配筋率和碳纤维布层数的小偏拉构件进行单调短期加载对比试验,分析各因素对构件开裂荷载和极限荷载的影响.结果 试验研究表明,采用碳纤维布加固钢筋混凝土构件小偏拉效果明显.其承载力可提高17%～34%;随着贴布层数的增加,构件承载力明显增加,随着配筋率的增大.加固效果有所下降;粘贴碳纤维布可以很好地限制钢筋混凝土小偏拉构件的裂缝宽度及间距.尤其是边缘裂缝宽度.结论 采用碳纤维布加固钢筋混凝土构件小偏拉以提高其承载力可行且对改善受拉构件的耐久性有一定实用意义,研究成果对类似实际工程具有借鉴作用和参考价值.     

CFRP加固中(重)度劣化钢筋混凝土梁抗弯性能

通过对中度和重度劣化的钢筋混凝土梁黏贴碳纤维(CFRP)加固补强,研究混凝土劣化及钢筋锈蚀同时存在状况下加固梁正截面抗弯性能变化规律,探讨钢筋混凝土梁劣化程度、CFRP用量对加固效果的影响.结果表明:CFRP加固劣化梁正截面受弯时有CFRP拉断和CFRP黏结层剪断2种典型破坏模式;加载初期,加固梁承载力满足平截面假定,后期则不满足,且容易发生脆性破坏;位移延性系数μ_△随试验梁劣化程度增加而缓慢降低.破坏时,CFRP拉应变小于极限拉应变.结合试验结果和理论分析,有针对性地建立了与两类典型破坏模式相适应的加固梁正截面受弯承载力计算模型,分析了CFRP用量对加固效果的影响并提出了加固时机确定方法.     

基于线性规划的张拉整体结构位移优化控制

针对结构在外界荷载下的主动控制问题,提出基于线性规划的张拉整体结构的位移优化控制模型,通过改变结构构件长度调整节点坐标、修正结构形态至一个更有利的状态.该模型以结构位移为优化目标,以作动器的主动变形量为控制变量,以结构工作状态系数、作动器参数为约束条件,选取三棱柱张拉整体单元为例,研究不同工况、不同控制指标、不同作动器数量及布置情况下的位移优化控制.设计具有主动单元的张拉整体结构模型,验证了理论模型和方法的有效性与可行性.结果表明,通过引入作动器主动调节构件长度,可以实现结构的形态调整,达到位移控制目标.     

基于线性规划的张拉整体结构位移优化控制

针对结构在外界荷载下的主动控制问题,提出基于线性规划的张拉整体结构的位移优化控制模型,通过改变结构构件长度调整节点坐标、修正结构形态至一个更为有利的状态.模型以结构位移为优化目标,以作动器的主动变形量为控制变量,以结构工作状态系数、作动器参数为约束条件,选取三棱柱张拉整体单元为例,研究不同工况、不同控制指标、不同作动器数量及布置情况下的位移优化控制.设计一个具有主动单元的张拉整体结构模型,验证了理论模型和方法的有效性与可行性.结果表明,通过引入作动器主动调节构件长度,可以实现结构的形态调整、达到位移控制目标.     

钢管混凝土拱桥锚箱式索梁锚固结构疲劳性能研究

为研究锚箱式索梁锚固结构的抗疲劳性能是否满足设计要求,结合马道口钢管混凝土系杆拱桥,利用有限元软件MIDAS/FEA对钢锚箱结构的受力状态进行理论计算分析,并进行了钢锚箱的足尺模型疲劳试验.结果表明:锚箱构件的应力受吊杆定位精度以及索力值的影响较大,实际施工过程中,必须精确定位安装吊杆锚固体系;经过200万次的循环加载后,锚箱构件所有测点的应力值都满足规范有关钢结构疲劳强度的要求,锚箱结构具有一定的抗疲劳安全储备.     

钢管混凝土系杆拱桥车桥耦合振动分析

为了研究钢管混凝土系杆拱桥在车辆荷载作用下的动力冲击效应,综合采用包括空间梁、板和杆单元的桥梁结构有限元模型和三维7自由度车辆模型,通过数值模拟车、桥动力相互作用,计算得到桥梁的位移、内力响应及对应动力放大系数,研究桥梁不同构件所受到的动力冲击作用及主要影响因素,分析桥梁不同位置加速度响应的频谱特征.结果表明,桥梁局部构件的动力冲击系数常超过规范取值,且路面不平度是最主要的影响因素;长、短吊杆的动力冲击系数差异很大,短吊杆的受力和抗疲劳性能远低于长吊杆.     

碳纤维布加固钢筋砼构件轴心抗拉数值分析

结合在役钢筋混凝土受拉构件承载力不足的特点，采用大型通用有限元软件建立了碳纤维布增强钢筋混凝土轴心受拉构件计算模型，对碳纤维布加固后碳纤维布层数、配筋率等对构件开裂荷载、极限荷载的影响进行了分析，并通过6根构件进行试验对比。结果表明，粘贴碳纤维布可以有效地提高钢筋混凝土轴拉构件极限承载力，而其对开裂荷载影响较小。计算结果与试验数据有较好一致性，可供实际工程设计参考。研究成果对钢筋混凝土轴心受拉加固具有理论指导意义和工程应用价值。     

混杂纤维材料加固混凝土梁刚度的试验研究

对混杂纤维材料补强加固钢筋混凝土受弯构件的破坏形态和极限状态进行了试验研究,分析了加固梁与对比梁的刚度变化,得出了混杂纤维加固增高混凝土梁可以有效提高原梁的刚度等试验结论,为实际工程加固设计提供了有用的指导。     

既有桥梁外贴CFRP加固后剩余使用寿命预测

根据时变可靠性理论提出基于承载力可靠性的既有桥梁外贴碳纤维布加固后结构构件的剩余使用寿命预测方法,讨论了钢筋锈蚀、混凝土强度、纤维布加固耐久性以及荷载效应等因素变化对加固后既有桥梁结构构件承载力的影响.在国内外纤维片材加固混凝土结构的耐久性试验基础上,提出在加固后可以不考虑纤维布材料的老化及其纤维布材料与混凝土粘结界面的退化,使加固后钢筋混凝土构件承载力极限状态可靠度分析得到简化.结合一座实际桥梁工程进行了加固后可靠度计算,并对其剩余使用寿命进行预测.     

预制钢筋混凝土梁受压区侧面粘钢对短期刚度的影响

对12根预制钢筋混凝土梁压区粘贴钢板加固后的受力特性进行了试验研究,通过分析受压区粘钢对预制钢筋混凝土梁在正常使用极限状态下短期刚度和挠度的影响,并结合《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)给出的粘贴钢板加固受弯构件正截面计算承载力计算方法,本文提出了压区粘钢加固钢筋混凝土梁短期刚度的计算方法,供工程实践参考.理论计算与试验结果对比表明,所提出的计算方法具有较高精度.     

基于虚梁法的碳纤维加固梁的非线性分析

利用碳纤维布加固钢筋混凝土构件以提高承载能力及延长寿命是目前比较流行的方法.采用静力平衡关系,利用虚梁法(或称共轭梁法)编制了粘贴碳纤维加固后构件的计算分析程序,获得任意一级加载或位移后的位移和相应的内力,从而达到对加固梁进行全过程分析的目的,计算结果和试验结果吻合良好.     

配筋率影响钢筋混凝土悬臂梁碳纤维抗弯加固效果的有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,对7根碳纤维布加固的钢筋混凝土悬臂梁(第I组)进行有限元模拟,对加固后的构件破坏的形态、抗弯承载力提高幅度以及构件破坏时钢筋的利用率进行了分析.分析发现,构件纵向受拉钢筋的利用率与加固效果密切相关.在此基础上,通过减小第I组构件纵向受拉钢筋的截面尺寸改变配筋率,重新建立了7根钢筋混凝土悬臂梁(第II组).分析表明,纵向配筋率较小,受拉钢筋利用越充分的受弯构件,其抗弯承载力提高幅度越明显,经济价值更为突出.     

混凝土构件的补强加固

钢筋混凝土构件的损坏，是影响建筑物安全的主要隐患。作者根据多年鉴定工作经验，总结混凝土构件的补强加固原则，详细介绍了梁、柱、板的一些补强加固方法。