钢筋混凝土连续梁桥牛腿开裂及加固模型试验研究

针对钢筋混凝土连续梁桥牛腿开裂的病害情况,以成都市三环路牛龙路立交桥为依托工程,以Ansys大型有限元分析软件仿真分析为理论基础,分别对主桥和B匝道桥下牛腿部位进行了开裂及加固模型试验,得到连续梁牛腿开裂及加固前后的受力情况,寻求合理、有效的加固方法,为连续梁开裂牛腿的加固难题的解决提供借鉴资料.     

运营盾构隧道加固后衬砌-钢环复合体系力学性能研究

通过运营盾构隧道-钢环复合体系有限元数值分析,不仅对比了加固前后衬砌受力结果的差异,还揭示了加固后钢环、钢牛腿、钢拉条、衬砌与钢环间界面的应力分布规律。结果表明：(1)钢环加固后,钢环与衬砌形成复合体系共同承载,能明显改善衬砌受力,运营盾构隧道承载力得到了提高。其中,隧道最大弯矩降低了32.2%～71.3%,最大轴力降低了21.9%。(2)钢环、钢牛腿、钢拉条的应力均小于钢板屈服强度,但各构件连接处应力较大,需合理选择构件的尺寸保证工程的安全性和经济性。(3)隧道拱顶和钢牛腿与钢环连接处附近的界面应力为拉应力,隧道钢环加固时可考虑相应措施提高该位置界面的抗拉承载力。     

牛腿区域加固处理的研究

针对牛腿区域是桥梁上部结构中的薄弱部位,提出加厚背墙和张拉精轧螺纹钢的牛腿加固方式,通过牛腿区域加固前后有限元分析,总结出拉应力集中的区域,并对比加固前后拉应力的大小,评估该方案的加固效果,为牛腿局部加固提供了可靠的理论分析依据。     

大型立交桥牛腿病害特征分析与加固技术研究——以厦门海沧大桥东渡立交为例

为科学合理地对厦门海沧大桥东渡立交的牛腿结构进行加固,通过现场调查,分析病害成因,初步确定相应的加固方案,采用数值模拟方法对加固后的牛腿结构进行受力分析。研究表明：(1)下牛腿倒角处横向开裂并延伸至腹板,为典型的剪切受力裂缝;(2)箱梁上、下牛腿主要采用张拉斜向预应力方式进行加固,从梁顶原牛腿实心段腹板宽范围内斜向钻孔,钻孔横桥向按间距65 cm控制,穿束并张拉Φ^S15.2-4预应力钢绞线;(3)牛腿翼缘板新增50 cm×50 cm混凝土肋,内置Φ^S15.2-8预应力钢绞线。计算及实践表明,东渡立交牛腿加固方案可行,可供同类工程参考。     

重度疲劳开裂钢桥桥面的UHPC加固技术

武汉军山长江大桥在服役17年后,桥面板出现了严重的疲劳开裂问题,难以修补,为此提出一种钢桥面板不修补,上铺带横向钢板条的UHPC桥面加固方案。以军山长江大桥为研究背景,应用子模型技术对比计算了钢面板重度开裂时纯钢梁和加固后钢面板的应力状态;制作了双层钢筋网+UHPC的传统轻型组合桥面结构与钢板条+UHPC及三层钢筋网+UHPC两类新型加固结构,开展了横向抗弯静力试验及疲劳试验。研究结果表明：采用UHPC加固技术后,正交异性钢桥面的疲劳应力大幅度下降,其中钢面板-U肋焊趾处的横向拉应力沿纵、横桥向的分布降幅达78.8%～86.4%;UHPC拉应力方面,由于钢面板不修补,UHPC层下缘拉应力高达12.9MPa,UHPC层下缘布置80mm宽间距200mm的钢板条后,其底面名义开裂应力可达43.2MPa,远高于设计拉应力,钢板条+UHPC的钢桥面加固方案经过应力幅22MPa的1000万次疲劳试验,UHPC层具备800万次疲劳寿命(裂缝宽度小于0.05mm),且刚度无折减,因此可作为永久结构层与重度开裂的钢桥面构成轻型组合桥面结构,经UHPC加固后,原钢桥面的疲劳裂缝有望不再发展。     

大跨混凝土箱梁横向温度应力分析

以一主跨125m连续梁桥为例,采用Ansys10.0软件,计算分析混凝土箱梁温度场及横向温度应力的分布规律,并对箱内、外温差的取值进行了探讨。混凝土箱梁横向温度应力较大,特别是顶板下缘由温度引起的拉应力可以达到3.5MPa,易造成箱梁顶板的纵向开裂,这应引起设计者的重视。     

基于ABAQUS的高低腿龙门吊结构分析

某高速工程施工中使用24m跨度高低腿龙门吊,为确保龙门吊的安全使用,采用ABAQUS有限元分析软件对工程中的高低腿龙门吊进行结构分析。当集中荷载作用在主梁二分之一位置处情况下,分析高低腿龙门吊的应力、位移情况。当荷载为500kN时,高低腿龙门吊的最大竖向位移为25mm,出现在主梁二分之一位置处,最大拉应力为168MPa,出现在下弦杆的中间位置,最大压应力为198MPa,出现在上弦杆的中间位置。经分析后,高低腿龙门吊的设计合理,满足安全和工作要求,为类似工程提供经验。     

开裂牛腿的检测和处理

混凝土牛腿因故开裂 ,在分析牛腿受力特点及检测结果的基础上 ,对开裂牛腿进行了加固处理。     

开裂牛腿的检测和处理

混凝土牛腿因故开裂,在分析牛腿受力特点及检测结果的基础上,对开裂牛腿进行了加固处理。     

某钢管混凝土拱梁组合桥系梁受力性能分析

由于不同的原因,钢管混凝土拱梁组合桥系梁易发生横向裂缝。本文以一座下承式钢管混凝土拱梁组合桥为研究对象,采用有限元软件对施工阶段和成桥运营阶段系梁的受力进行分析,讨论系梁表面横桥向裂缝发生的原因。研究表明:施工阶段,系梁的最大压应力为-11.3MPa,最大拉应力为1.801MPa,满足要求;承载能力极限状态,最不利荷载组合作用下系梁截面承载能力满足要求;正常使用极限状态,不考虑温度梯度荷载效应,虽然拱脚位置系梁压应力为10.7MPa满足要求,却出现了不允许出现的最大为0.643MPa的拉应力;当考虑温度梯度荷载效应后,系梁大部分截面出现拉应力,最大达3.91MPa,系梁应力超标。通过增大系梁结构尺寸、改善预应力束配置的方式优化系梁设计,优化后系梁应力满足要求。     

装配式住宅梁柱搭接方法及热桥被动节能技术研究

在传统居住建筑的梁柱搭接方法中,房柱与房梁之间通常采用牛腿衔接,传递来自房梁的荷载。该部分成为上部建筑结构中的薄弱部位,另外,牛腿需要较大的建筑空间,影响建筑外观~([1])。研究一种装配式被动节能的建筑搭接结构,包括房柱、房梁和楼板。通过所提供的装配式节能建筑搭接结构,牛腿与房柱一体成型,通过凹槽、凸起配合+螺栓固定的做法与房梁进行搭接,具有良好的结构稳固性和竖向承载力。同时在建筑热桥处理上也做了深入的研究,在关键节点上做了保温处理,阻断了热桥,具有保温节能的作用。     

鸭绿江大桥钢锚梁及钢牛腿制作精度控制技术

针对中朝鸭绿江界河公路大桥钢锚梁及钢牛腿制作过程中,钢锚梁底平面与牛腿座板密贴及钢牛腿上下两塔壁预埋板顺利连接的制作难点,通过对关键工序中关键点的精度控制,有效控制钢锚梁及钢牛腿的扭曲变形,保证钢锚梁及钢牛腿的制作质量。     

矩形钢管混凝土柱-混凝土梁搭接式节点抗震性能研究

在现有钢管混凝土柱与混凝土梁连接形式基础上,提出一种新型搭接式钢管混凝土柱-混凝土梁节点,通过低周反复荷载试验和数值模拟分析,研究了节点的破坏形态、承载能力、刚度退化、延性及耗能能力等,分析了梁端纵筋和搭接牛腿翼缘的应变发展规律。结果表明:钢管混凝土柱-混凝土梁搭接式节点表现出典型的混凝土梁端塑性铰破坏模式,符合“强节点、弱构件”的抗震设防理念; 节点的滞回曲线饱满,捏缩现象较轻,刚度退化明显,强度退化较小,具有较好的延性及耗能能力; 梁纵筋及牛腿各测点中搭接牛腿端部截面应变最大,通过搭接连接方式可实现梁端弯矩和剪力的有效传递,但搭接牛腿长度不足会使节点发生锚固破坏; 在节点设计时,应保证足够的搭接长度,以实现钢筋混凝土梁纵筋在弯剪复合受力状态下锚固性能的可靠性,充分发挥节点的抗震耗能能力; 有限元计算结果与试验结果吻合良好,该模型能够准确反映节点在实际受力情况下的力学特性,所得结论可为此类新型搭接式节点工程应用提供技术支撑。     

沈阳某购物中心后置夹层结构设计

沈阳市某购物中心为扩大商用面积,在层高为6.2 m的底层局部后置了面积为2 060 m2的夹层。提出通过在钢筋混凝土柱上后置牛腿、用牛腿承托后置双梁、用后置双梁作主梁承托交叉次梁和楼板的后置夹层设计思路。给出了后置牛腿、后置双梁的设计计算过程及相关节点构造,可供同类工程加层改造设计参考。     

连续箱梁结构受力分析

以一座实际的混凝土连续箱梁桥为例,利用梁格法对连续箱梁桥结构的受力特征进行有限元分析,取得了较好的结构受力数据,为连续箱梁桥空间结构设计提供了参考,也为进一步完善连续箱梁桥结构受力分析奠定了基础。     

深部厚顶煤巷道锚索梁布置方式作用机制研究

巨野矿区赵楼煤矿千米深井工作面顺槽多为典型厚顶煤巷道,围岩稳定性差,巷道破坏严重,控制困难。针对该问题,根据顶板锚索梁的不同布置方式,设计了横梁、纵向单梁、纵向双梁及纵横组合4种锚索梁支护对比方案,通过数值模拟得到了不同布置方式下围岩内部应力分布状态。结果显示:纵横组合方案作用下顶板连续受压区范围及数值最大(应力0.025~0.04MPa),纵向单梁方案次之。分析其作用机制在于:纵向单梁方案中锚索和钢梁共同作用对顶板巷中部位的围岩产生更强的控制作用,形成的受压区面积和压应力值较大;纵横组合方案在纵向单梁方案优势基础上进一步增强了支护系统对巷中两侧顶板煤岩流动的控制,将顶板煤岩保持在相对更好的受力状态。最后通过现场试验对各方案的围岩控制效果进行了对比分析,验证了上述机制分析结论的正确性。     

钢筋混凝土设计中桁架模型的应用

主要论述了桁架模型在钢筋混凝土设计中的应用，根据结构的荷载特点、破坏形态及节点构造等情况，对钢筋混凝土简支梁、柱子牛腿、基础承台等构件进行了分析，提出了桁架模型的分析方法。     

钢简支梁的新型桥面连续结构抗弯性能试验研究

简支梁桥桥面伸缩缝多,导致行车不舒适,因而多跨简支梁采取桥面连续的措施被广泛应用。海南铺前跨海大桥引桥跨越地震带,为提高行车舒适性,同时达到强震下保护钢梁梁体的目的,文章提出受力性能优良、易修复的钢 STC(super toughness concrete,简称STC)轻型组合简支变桥面连续结构。为探明该简支梁的新型桥面连续结构的抗弯性能,设计两种方案,并对两种方案分别开展负弯矩区足尺模型试验。结果表明,方案2的裂缝开展集中在螺栓连接带区域,而方案1螺栓带STC基本无裂缝发展。从破坏模式看,方案1为U肋受压屈服,螺栓未剪断;方案2为螺栓剪断,U肋未屈服,这意味着在强震下简支变桥面连续结构可保护钢箱梁主体结构。通过有限元软件对试验进行仿真模拟,计算结果与试验结果吻合良好。在此基础上,对两种桥面连续结构方案进行实桥有限元计算,结果表明,两种方案均能满足正常使用极限状态的使用要求,但方案2中STC层的抗裂安全系数(214MPa/197MPa=109)高于方案1(224MPa/220MPa=102)。通过计算两个方案的设计弯矩,并与试验得到的极限抗弯承载力比较,方案1和方案2的承载力系数分别为11和18,方案2高于方案1。同时计算得到两个方案的转角刚度基本持平,均高于原简支梁设计方案。综合试验结果和计算结果,方案2优于方案1,目前该方案已应用于海南铺前跨海大桥的引桥工程中。     

广州歌剧院钢结构工程技术探讨

本文结合广州歌剧院钢结构工程复杂空中曲面的特点,介绍了钢结构安装采用支架拼装方法施工的工艺.在现场各种环境因素的影响下,讨论了钢结构安装的结构卸荷、空间定位等关键技术措施.