温度对AFRP布配套粘结材料的力学性能影响研究

通过不同温度条件下(常温~100℃)的芳纶纤维布配套树脂类粘结材料与钢板、混凝土之间正拉粘结强度试验和芳纶纤维布加固素混凝土梁的受弯试验,研究了环境温度对AFRP布配套粘结材料的力学性能和界面粘结性能的影响。试验分析表明,当环境温度≤70℃时,AFRP布的配套树脂胶与钢板之间的粘结强度不会发生软化现象;当温度≤60℃时,AFRP布的配套树脂胶与底胶的粘结强度不会发生软化现象。     

粘贴钢板加固RC梁非线性有限元数值模拟

提出了外粘钢板加固受弯钢筋混凝土梁的非线性有限元模型,该模型采用了一种特殊的、具有剥离破坏功能的界面单元来模拟混凝土和外粘钢板之间的粘结层,影响这种剥离破坏的主要因素是板的厚度.由于传统的梁理论不能描述这种加固梁剥离破坏,因此,采用有限元方法能全面地、整体地描述这种加固梁的各种破坏模式.数值计算结果与各种厚度的钢板加固梁试验结果相吻合.     

大直径高强预应力钢绞线与混凝土粘结锚固性能试验

为研究大直径、高强预应力钢绞线与混凝土及灌浆料的粘结锚固性能,以相对锚固长度、相对保护层厚度和箍筋间距为参数,对30个拉拔试件、3根钢铰梁试件进行试验研究,获得了拉拔试件、梁式试件的粘结应力-滑移曲线等数据。试验结果表明:各参数相同条件下,梁式试验得到的粘结应力小于拉拔试验得到的粘结应力;随着锚固长度的增加,极限粘结应力有所下降;相对保护层厚度越大极限粘结强度越大;减小箍筋间距能提高钢绞线与混凝土的粘结性能。     

钢板-混凝土组合受弯加固梁疲劳性能试验研究

通过对8根钢板-混凝土组合受弯加固简支梁（以下简称组合加固梁）的等幅疲劳加载试验,研究了组合加固梁在疲劳荷载作用下的寿命及应变变化规律。试验结果表明：组合加固梁的疲劳破坏是由钢板裂纹从栓钉焊趾处开始缓慢扩展直至贯通导致的,与普通钢筋混凝土梁相比,组合加固梁的疲劳破坏具有较好的延性;钢板应力幅对组合加固梁的疲劳性能影响较大,实际设计时应严格控制钢板的应力幅和应力上限,不宜采用高强钢材和较薄的钢板;加固层预应力可有效提高组合加固梁的疲劳性能;按TB 10002.2-2005《铁路桥梁钢结构设计规范》中规定的焊有栓钉的受拉钢板的S-N关系对钢板-混凝土组合加固梁的钢板进行疲劳设计偏于安全。另外,提出了考虑应力水平影响的组合加固梁疲劳寿命的计算方法。图19表6参12     

梁侧锚固钢板加固高温后混凝土梁的试验研究北大核心

为研究梁侧锚固钢板加固高温后受损混凝土梁的受力性能,设计12个混凝土梁试件,预先按照ISO834国际标准升温曲线对其中的11根混凝梁进行受火试验,然后采用梁侧锚固钢板加固高温后受损梁,并对其进行静力试验。分析了梁侧加固钢板的厚度与高度、螺栓间距与增设角钢等因素对加固梁承载力、延性及刚度的影响。试验结果表明:高温后受损梁采用梁侧锚固钢板加固后,极限荷载和刚度均得到显著提高;原混凝土试件整体的受弯与受剪性能均得到改善;加固效果随钢板高度的增大而增大,随螺栓间距的增大而减小。梁侧钢板在应力较大处可能发生局部屈曲,在BSP加固设计中,应通过有效措施来限制梁侧钢板的局部屈曲。     

深度锈蚀的无腹筋钢筋混凝土梁承载机理分析

以位移控制加载,进行了深度锈蚀的无腹筋钢筋混凝土梁的四点受弯加载试验。通过锈蚀梁的纵筋的应变分布,计算各加载水平下纵筋与混凝土之间的粘结应力。试验表明,深度锈蚀梁和非锈蚀梁的应变分布和应力历程有着明显的差异;加载初期阶段,剪跨区域的平均粘结应力逐步增加至峰值,锚固区域的平均粘结应力无明显增加;加载后期阶段,剪跨区域的平均粘结应力逐步降低,而锚固区域的平均粘结应力显著增加;随着荷载的增加,深度锈蚀梁的承载机理由"梁效应"向"拱效应"转变。基于"拱效应"的受力特征,提出了深度锈蚀梁极限荷载的计算方法。     

梁侧锚固钢板加固高温后混凝土梁的试验研究

为研究梁侧锚固钢板加固高温后受损混凝土梁的受力性能,设计12个混凝土梁试件,预先按照ISO834国际标准升温曲线对其中的11根混凝梁进行受火试验,然后采用梁侧锚固钢板加固高温后受损梁,并对其进行静力试验。分析了梁侧加固钢板的厚度与高度、螺栓间距与增设角钢等因素对加固梁承载力、延性及刚度的影响。试验结果表明:高温后受损梁采用梁侧锚固钢板加固后,极限荷载和刚度均得到显著提高;原混凝土试件整体的受弯与受剪性能均得到改善;加固效果随钢板高度的增大而增大,随螺栓间距的增大而减小。梁侧钢板在应力较大处可能发生局部屈曲,在BSP加固设计中,应通过有效措施来限制梁侧钢板的局部屈曲。     

带表面压电层的功能梯度梁的热弹性分析

进行了电场及热机械荷载作用下带压电致动器和传感器的功能梯度梁的分析研究。假定功能梯度材料的主属性沿厚度方向呈指数变化,而泊松比不变。组合梁受平面应力作用,压电层由正交异性材料组成。梁周围温度为0,底表面无应力。厚度方向采用状态空间法,纵向采用傅里叶级数法进行求解。将数值结果与已有结果对比,验证公式的准确度。最后,研究功能梯度材料指标、机电耦合、厚度比、热机械界面条件对梁抗弯性能的影响。     

早龄期混凝土与钢筋粘结时变性能试验研究

通过对70个短锚钢筋混凝土试件进行拉拔试验,研究早龄期(1d至28d)混凝土与钢筋的粘结时变性能,并分析混凝土保护层厚度和钢筋直径的影响。试验研究表明:混凝土与钢筋间粘结性能受龄期的影响明显,随龄期的增长,早龄期混凝土与钢筋间极限粘结应力增大,而极限粘结应力对应的滑移受龄期的影响不明显。此外,研究还发现,当钢筋直径一定时,保护层厚度增大,极限粘结应力及对应的滑移也相应增大;而当保护层厚度一定时,钢筋直径增大,极限粘结应力及对应的滑移相应变小。通过对试验结果的回归分析,得到了早龄期混凝土与钢筋间极限粘结应力及其对应滑移的时变计算公式。     

粘钢加固钢筋混凝土结构粘结性能影响因素的研究

粘钢加固中界面粘结性能受材料性能，表面特征及粘结工艺条件等因素影响，其中工艺质量是最主要因素，应选择合适的胶粘剂，对混凝土和钢板表面进行良好的界面处理，在工艺上控制混凝土表面的含水率、胶层厚度和固化温度，选择最佳钢板厚度和固化压力，保证固化所需时间，才能取得理想的效果。     

Parametric Study on the Interface Layer of Renovation Solutions for Orthotropic Steel Bridge Decks

Abstract: The article presents renovation solutions for orthotropic steel bridge decks consisting of bonding a second steel plate to the existing steel deck in order to reduce the stresses and enlarge the life span of the orthotropic bridge deck. Two solutions for the interface layer between the existing deck plate and the second steel plate are presented: thin epoxy (bonded system) and thick polyurethane (sandwich system). A parametric study based on analytical solutions is carried out on flexural behavior of beams representing the renovation solutions. The influence of geometrical, mechanical and structural parameters on the stiffness and stress reduction factor of the system is studied. Maximum values of stiffness and stress reduction are achieved when maximizing the interface layer thickness and minimizing the second steel plate thickness with in certain practical limits. Based on the weight restrictions one can choose the most efficient interface layer regarding thickness and mechanical properties.     

正交异性钢桥面板结构加工技术工艺

<正>交异性钢桥面板是钢结构桥梁的重要结构件,正交异性钢桥面板由钢板、U肋和横隔板组成。以钢箱梁正交异性钢桥面板为例,介绍正交异性钢桥面板结构特点和组拼、焊接及工地连接工艺特点,探讨在目前焊接和组装工艺条件下,延长正交异性钢桥面板使用寿命的加工技术和工艺。     

Inelastic behavior of orthotropic steel deck stiffened by U-shaped stiffeners

Owing to its high strength and stiffness, the orthotropic steel deck system has been widely used in the construction of long-span steel bridges. However, due to esthetic and economic considerations, slender types of orthotropic bridge have become very popular in recent years. Consequently, the stability of the orthotropic steel deck system under traffic load becomes more critical. Although the instability problem of the orthotropic steel deck system due to flexural compressive stress has been recognized for years, current bridge design specifications do not clearly specify the criteria to prevent local buckling of the orthotropic deck system. Most previous studies on orthotropic steel deck systems were focused on the out-of-plane behavior of the steel deck, and limited study has been carried out on the in-plane compressive behavior of the orthotropic steel deck system. There is a lack of knowledge on the inelastic behavior of the orthotropic steel deck system under flexural compressive stress. In this study, the inelastic behavior of 30 full-scale orthotropic steel deck specimens was examined. According to this study, it is found that the current design practice may lead to local buckling of the deck system. Based on this study, criteria are proposed for the requirement of compact and non-compact sections. Design guidelines for the inelastic ultimate strength of the steel deck system are also suggested.     

正交异性钢桥面板纵肋与桥面板连接细节的疲劳评估及修复措施

正交异性钢桥面板由于具有自重轻、极限承载力大等优点目前广泛应用于大、中跨径桥梁中,我国已建和在建的大跨径桥梁也大多采用正交异性钢桥面板.但由于正交异性钢桥面板结构构造复杂,受焊接残余应力影响大,钢桥面板直接位于车轮荷载的作用下,一些构造细节处极易发生疲劳开裂.以国内某大桥正交异性钢桥面板为例,针对纵肋与桥面板之间的疲劳...     

大跨径钢桥面铺装体系多目标优化设计

将大跨径钢桥的正交异性钢桥面和其上的铺装层作为钢桥面铺装体系整体进行多目标优化设计。取大跨径钢桥面铺装体系造价及铺装层表面极限应力最小化两类指标构造目标函数,在此基础上建立多目标优化设计的数学模型。采用评价函数中的线性加权和法进行求解,开发了钢桥面铺装体系结构多目标优化设计程序,以国内某大跨径钢桥为对象,采用多目标优化设计方法,给出钢桥面铺装体系中各参数的合理界限。应用国际通用有限元软件SPA93程序对其进行验证,结果表明,应用多目标优化设计方法对大跨径钢桥面铺装体系设计是可行的。研究成果可为大跨径钢桥面铺装体系结构的设计提供理论依据。     

正交异性钢桥面板结构体系的疲劳破坏模式和抗力评估

正交异性钢桥面板的疲劳问题属于包含多疲劳破坏模式的结构体系疲劳问题。基于这一本质特性,以典型的正交异性钢桥面板结构体系为研究对象,由结构体系的主导疲劳破坏模式出发,提出正交异性钢桥面板结构体系疲劳抗力评估的新方法。以纵肋与顶板焊接细节和纵肋与横隔板交叉构造细节为主要研究对象,设计8个足尺节段模型,主要包括传统纵肋与顶板焊接细节、新型镦边纵肋与顶板焊接细节和纵肋与横隔板交叉构造细节,通过模型试验研究了两类重要构造细节的主导疲劳破坏模式和实际疲劳抗力,在此基础上结合切口应力评估方法探讨正交异性钢桥面板构造细节切口应力S-N曲线方程、结构体系的主导疲劳破坏模式等关键问题。研究结果表明：传统纵肋与顶板焊接细节和新型镦边纵肋与顶板焊接细节的主导疲劳破坏模式均为疲劳裂纹萌生于焊根并沿顶板厚度方向扩展,二者的实际疲劳抗力基本相同;纵肋与横隔板交叉构造细节的疲劳破坏模式为焊趾开裂沿纵肋腹板方向扩展;对于研究对象而言,萌生于纵肋与顶板焊接细节焊根并沿顶板厚度方向扩展的疲劳破坏模式为控制结构体系疲劳抗力的主导疲劳破坏模式。     

钢桥面铺装国内外研究现状

详细介绍了正交异性钢桥面板桥梁及钢桥面铺装技术在我国的应用和发展历程,阐述了国外关于钢桥面铺装技术的研究成果及特点,总结归纳了浇筑式沥青混凝土铺装层和环氧沥青混凝土铺装层的优缺点,以期指导钢桥面铺装施工。     

病险水库加固改造中再生材料的应用

以工程实例为依托,归纳了病险水库加固改造的特点以及病险水库常见的质量问题与加固措施,说明了病险水库加固改造中产生的建筑垃圾再生利用的设计原则和技术措施,从而达到保护环境和降低工程费用的目的。     

Experimental study and numerical analysis on mechanical behavior of T-shape stiffened orthotropic steel-concrete composite bridge decks

A new-type of orthotropic steel-concrete composite bridge deck system was developed, by casting the concrete overlay on the top of the orthotropic steel deck ribbed with T-shape steel members. To study its mechanical behavior (in terms of failure mode, load-deflection relationship, concrete crack initiation and propagation, strength, stiffness and so on), two new-type orthotropic steel-concrete composite bridge decks with different section dimensions were experimentally investigated and two reference decks (reinforced concrete deck and orthotropic steel deck) were also involved in the research for comparison. For the two new-type orthotropic steel-concrete composite decks, the average value of ultimate loads per width is 885.7kN, which is 2.35 and 1.61 times of that of the concrete and steel reference decks with almost the same section height. Experimental results proved that the composite deck can effectively control the crack initiation and propagation in the concrete and postpone the yielding of the steel bars and steel plates, due to the composite action between the concrete overlay and the underlying steel plate. Furthermore, the Finite Element (FE) model of the orthotropic steel-concrete composite deck was developed and validated by test results. A parametric study is conducted regarding to the stiffness of shear studs. With the validated FE model, stress distribution in the underlying steel plate and T-shape stiffeners and development of concrete cracking in the concrete overlay were characterized at different load levels.     

对正交异性钢桥面板构造抗疲劳设计方法的分析

国内近年来正交异性整体钢桥面体系不仅在公路钢桥,而且在铁路钢桥上得到大量的应用。首先介绍国内对正交异性钢桥面板应用的总体情况,包括还在建造和设计中的一些新桥。对正交异性钢桥面板疲劳构造细节进行分析,重点分析疲劳裂纹易发生部位和形成的原因。根据分析结果,设计出经简化且能包络实际受力最不利状态的试件进行疲劳试验。所涉及的构造细节包括桥梁实际工艺下的U肋与桥面板焊缝、U肋与横隔板之间有过焊孔和没有过焊孔时横隔板与桥面板焊缝、U肋嵌补段焊缝、U肋与横隔板之间挖孔焊缝,共计有6个构造细节。提出采用准热点应力统计方法确定正交异性钢桥面板构造细节名义应力的观点,对制定抗疲劳设计方法的研究技术路线作出归纳,进而提出正交异性钢桥面板疲劳设计方法的建议。