CFRP加固前后桥梁构件超载疲劳试验研究

为了精确评估桥梁服役期间超载运营引发的疲劳损伤和失效风险,在对车辆荷载调查的基础上开展了采用碳纤维布 (CFRP) 加固前后桥梁构件的疲劳试验,分别模拟了一般超载运营、严重超载运营和组合超载运营状态,测试了结构构件超载运营后的承载能力,并对超载运营中的截面应变、裂缝形态、最大裂缝宽度和挠度等参数随超载循环次数的变化规律进行了监测.试验表明：超载运营对桥梁结构的影响主要以疲劳损伤的形式体现,且影响结构的变形能力;单纯衡量结构构件的承载能力不能反映结构的真实服役状态.在模拟超载的低周高应力循环作用下,截面应变随着疲劳次数的增加而持续增长,可近似满足平截面假设.超载运营下桥梁构件的疲劳性能应以钢筋应变和跨中挠度为主要控制指标.     

基于SM算法的钢桁架结构冗余度优化

结构冗余度作为衡量构件破坏后结构整体性能的重要指标,对结构的抗倒塌设计具有重要作用.为了改善结构的抗倒塌能力,可以对结构冗余度进行优化.笔者针对结构构件冗余度值的分布问题,以构件截面尺寸为变量,采用SM算法将结构体积最小和构件冗余度差值最小作为目标函数对构件的冗余度进行优化,实现结构冗余度的均衡布置.算例表明:通过优选构件截面可以实现结构冗余度的均衡布置,且优化后杆件应力分布更加合理,结构承载能力明显提高.该方法一定程度上避免了传统基于构件承载能力、变形验算方法对结构整体性能估计不足、设计变量和验算参数过多的问题.     

基于检测的连续刚构桥病害分析及承载能力验算

为了解某预应力混凝土连续刚构桥的工作状况,对该桥在现役状态下承载力检测评定开展研究:系统分析了全桥构件外观缺陷、材质状况与状态参数等检查评定,根据检查结果按照《公路桥梁技术状况评定标准》进行技术状况等级评定;并根据相关规范和检测数据计算出主桥承载能力验算的相关参数,同时在考虑外观病害、材质缺损状况及桥梁变形的影响下,利用有限元软件MIDAS/Civil对桥梁结构承载能力进行检算评估.根据检测结果和计算分析表明:该桥在现役状态下承载能力和正常使用性能满足设计荷载等级要求,但主要构件存在裂缝、剥落、露筋、蜂窝和麻面等病害,对结构承载能力有较大影响,建议后期应及时采取防治措施,并加强巡查和养护.     

基于静载试验的桥梁结构性能检测分析与研究

桥梁静载试验是检测桥梁结构工作状态最直接、最有效的方法和手段.以实际工程为依托,通过变换试验车辆在桥面纵向位置以保证荷载效率在规定的范围内,挠度测点布置在具有代表性的梁底跨中截面处,选取反映桥梁设计的最不利受力状态,对公路桥梁进行上部结构静载试验,根据实测数据,对桥梁结构的技术状况、使用条件和承载能力进行评定.通过试验得出:主梁跨中截面竖向刚度、混凝土结构强度能够满足使用要求,个别主梁残余变形相对较大,弹性变形安全储备较低.     

混凝土构件疲劳设计规定及相关问题探讨

对比分析了中国公路桥涵设计规范审批稿和混凝土结构设计规范有关混凝土结构疲劳设计的规定，按相应规范验算了12根吊车梁、6根预应力混凝土及2根钢筋混凝土简支T型梁桥主梁的疲劳承载能力；对比分析了吊车梁与桥梁所受荷载的差异以及相应构件压区混凝土和拉区钢筋在应力水平、应力幅、应力比等方面的差异，并初步探讨了公路钢筋混凝土桥涵的疲劳问题，指出了公路桥涵设计规范在结构疲劳设计方面的不足，提出了相关建议。     

对混凝土桥梁结构预应力取值的思考

分析了结构设计、施工中引起预应力值偏低的主要原因，并对目前桥梁结构的预应力混凝土构件按“极限承载能力”进行设计指出了设计与施工统一性的观点，可供工程技术者参考。     

采动影响下钢筋混凝土结构桥梁构件变形极限分析

本文分析了采动影响下钢筋混凝土结构桥梁构件的损害特征，结合桥梁结构特点和受损维修的可能性，对其构件的损害程度进行了分类。依据有关规程及“三下”采煤经验，参照钢筋混凝土受弯构件弹塑性变形机理。对桥梁主要承重构件的变表极限进行了分析。     

寿命期内混凝土桥梁性能演变分析

为了定量分析寿命期内混凝土桥梁整体力学性能的演变过程,在重点解决退化过程中材料力学性能劣化、截面面积削弱和结构整体力学性能演变等力学问题数值模拟方法的基础上,建立基于有限元的混凝土桥梁性能演变分析方法,利用Fortran 95编写相应的分析程序.以一座3 m×25 m预应力混凝土连续梁为对象,研究模型梁在氯离子侵蚀环境中结构整体力学性能的演变规律.结果表明,混凝土截面开始削弱后考虑和不考虑环境作用的结构响应差异逐渐明显,成桥60 a后考虑环境作用的混凝土正应力不满足规范要求.对于预应力混凝土桥梁,当预应力钢筋不发生锈蚀时混凝土截面的削弱是引起结构整体力学性能演变的主要原因,预应力混凝土桥梁的正常使用极限状态有可能出现耐久性不足的问题.     

在役桥梁承载能力检算系数的可靠性校准

为建立与现行桥梁设计规范相适应的在役桥梁承载能力鉴定方法,应用可靠性理论对承载能力检算系数取值进行了校准.根据在役桥梁承载能力检算表达式,引入桥梁结构或构件技术状况评定等级等效于承载能力可靠性分级的假定,以承载能力的可靠性分级标准为依据,详细分析了不同技术状况评定值与承载能力折减系数的关系,提出了基于现行桥梁设计规范的承载能力检算系数建议值.考虑到实际结构或构件抗力分项系数与理论值的差异,给出了承载能力检算系数的修正方法.研究结果表明,对于按现行规范设计的桥梁,若满足目标可靠指标的要求,不同受力状态构件承载能力检算系数的最大值为1.0;按原规范承载能力检算表达式计算的校准值与规程建议值吻合良好.     

槽型波纹板组结构的局部屈曲承载能力研究

槽型波纹板组构件是组成拱型波纹钢屋盖结构的基本单元，截面中由冷成型引起的不规则波纹状褶皱和残余应力，使其工作机理复杂，难以进行精确的理论分析．另外，截面板件的宽厚比已大大超过我国冷弯薄壁型钢结构技术规范规定的上限，其局部屈曲承载能力成为影响结构极限承载能力的主要因素之一．本文根据槽型波纹板组截面的特殊工作状态和边界约束条件，采用有限元方法对其局部相关屈曲特性进行了理论分析，并与足尺模型试验结果进行了比较分析，表明拱型波纹钢屋盖结构的极限承载能力取决于其在半跨均布荷载作用下槽型波纹截面板组的局部屈曲承载能力．     

钢筋混凝土桥梁受弯构件统一抗弯承载力计算

基于分项系数近似概率极限状态法对钢筋混凝土（reinforce concrete,RC)桥梁受弯构件进行设计时,存在割裂和孤立各不同的设计状况、极限状态的现象,使得构件之间无法进行横向定量比较,一定程度上破坏了该设计方法固有的内在统一性。提出了一种统一抗弯承载力框架,建立RC桥梁受弯构件统一抗弯承载力计算原理,推导了统一抗弯承载力计算公式,探索基于规范而设计的RC桥梁受弯构件在不同设计状况下不同极限状态之间的一种新的内在联系与定量区别,从而表征分项系数近似概率极限状态设计法的内在统一性。结果表明：在所建立的框架下,RC桥梁受弯构件不同设计状况下不同的极限状态可以统一于抗弯承载力,并可实现它们之间的横向定量比较。统一抗弯承载力框架下的设计验算只需进行1步比较便可实现规范的验算要求,同时有助于暴露某些极限状态强度储备相对较低的潜在风险,从而补充和完善分项系数近似概率极限状态法的设计验算。     

钢筋砼矩形截面中拉、偏拉及受弯构件抗裂度理论及计算公式的探讨

本文介绍了钢筋混凝土中拉、偏拉及受弯构件的有关试验资料,计论了截面高度变化及偏心距变化对截面应力梯度的影响以及应力梯度对抗裂度的影响。提出了抗微裂的概念及验算杭微裂度和抗裂度的公式,并用本次试验结果对提出的公式进行了验证。此外,还导出了适用于中拉、偏拉及受弯构件,并考虑了截面、高度、偏心矩及保护层厚度等因素的塑性影响系数γ的公式。     

特大跨度连续梁桥箱梁偏位的有限元数值模拟

为了评估特大跨度连续桥箱梁段施工过程中发生的偏位对桥梁结构安全的影响,采用大型有限元分析（FEA）软件ANSYS,基于有限元理论的数值计算方法,对桥梁结构应力状态进行数值模拟.得出发生偏位与不发生偏位两种受力状态下危险截面正应力、主应力分布的变化.验算了变化的数值是否满足稳定极限承载力来衡量结果的可靠性.     

混凝土叠合梁设计理论综述

首先对叠合梁受力性能方面的研究成果进行了归纳和分析,着重分析了二次受力叠合梁在受力过程中受拉钢筋"应力超前"、后浇混凝土"受压应变滞后"和截面内力转移等的机理;在此基础上,对叠合梁的界限受压区高度、正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力、叠合面受剪承载能力和变形计算进行了分析与综述;最后,分析了预应力RPC-NC叠合梁的应用前景,并对其设计要点进行了分析,以期推动这种新结构的发展.     

基于极限承载比的大跨桥梁结构内力监测方案设计

大跨度桥梁结构内力监测方案设计提供理论方法和依据,提出了基于构件极限承载比的大跨度桥梁结构内力监测方案设计理论和方法。通过对不同荷载组合作用下的大跨度桥梁结构的极限能力分析,以及结构极限状态下的受力和构件本身的极限承载状态,定义了构件极限承载比、极限承载比均匀度和基准极限承载比等特征参数。进而根据构件极限承载比与基准极限承载比确定结构中的高承载构件,并对高承载构件进行内力监测方案设计。最后,以芜湖长江公路二桥为工程背景,通过对六种荷载组合作用下的极限承载能力分析,找出结构中的高承载构件及破坏路径,进而提出了芜湖长江公路二桥内力监测设计初步方案。结果表明：基于构件极限承载比的大跨度桥梁结构内力监测方案设计,为桥梁结构内力监测设计提供定量化评价基准;通过基于构件极限承载比的结构内力监测所选取的监测构件与结构的真实破坏过程一致,可以减少低承载构件的监测,对于芜湖长江公路二桥内力监测的构件可以从原方案178 个测试构件减少至59 个测试构件,减少了低承载的监测构件,降低了监测费用。     

桥梁结构裂缝计算方法的探讨

结合工程设计对现行桥规［１］有关裂缝计算方法进行了评述,并提出了修正意见;在此基础上对桥梁结构中常见的截面型式和各种不同的受力构件提出了最大裂缝宽度的实用计算方法可供桥梁结构设计参考     

现有桥梁的可靠性分析

为了准确地把握现有城市公路桥梁的损伤程度,将桥梁评定单元划分为下部结构、支座、上部结构及桥面系等4个组合项目,每个项目包含若干个子项,从而形成子项、项目和单元3个层次,每个层次划分为4个等级.在各个层次上,直接对可靠性进行评级.组合项目的等级评定中引用了故障树的逻辑原理来表示构件可靠性和结构可靠性之间的关系,采用了传力树评级法.同时,把工程模糊论方法应用到结构可靠性分析中,按危险点所占比重划分桥梁组成部分的评定等级,由各组成部分的危险构件百分数可得到构件对各等级的隶属度,从而构成桥梁等级的评判矩阵.通过模糊矩阵的复合运算,对桥梁的危险性进行鉴定,为维护与加固的合理决策提供依据.     

大跨度箱型截面桥梁施工有限元模拟与分析

箱型截面因体积大,施工质量难于控制,内部常出现部分微裂缝现象.通过采用Midas软件对桥梁的施工阶段各种荷载组合工况进行分析,得到在各荷载组合工况下的承载能力包络图.分析表明,在不同荷载工况组合下,截面应力相差较大,上下边缘出现拉压互换,截面应力应作为施工监控重点,并提出应变监控的关键部位与方法及测量数据采集技巧.     

混凝土加大桥梁截面法和碳纤维加固桥梁的研究

通过对某桥梁进行传统的混凝土增大截面加固和碳纤维加固的对比实验研究,数据结果表明：两种方法均能提高桥梁结构的承载能力及整体刚度,但从力学改善性能方面,增大截面法优于碳纤维加固法,而从施工和设计的角度考虑,碳纤维更具有突出的优点．     

桥梁结构裂缝计算方法的探讨

结合工程设计对现行桥规有关裂缝计算方法进行了评述，并提出了修正意见，在此基础上，对桥梁结构中常见的截面型式和各种不同的受力构件提出了最大裂缝宽度的实用计算方法，可供桥梁结构设计参考。