钢箱-混凝土组合梁抗弯性能的试验研究

通过4片钢箱-混凝土组合梁抗弯试验与理论对比分析结果可知,实测应力-应变分布规律与理论分析基本一致,荷载位移关系(M-f曲线)与理论分析结果接近,极限抗弯承载力略高于理论结果。表明钢箱-混凝土组合梁抗弯过程中内填混凝土与钢箱室壁粘结可靠,应变关系满足平截面假定,理论承载力计算公式可行且偏于安全,构件具有良好延性。     

土木工程专业考查课发散式教学方法探讨与实践——以桥涵水文课程为例

土木工程专业考查课为专业人才培养不可或缺的环节之一,但在教学中并未得到足够重视。对国内具有代表性的10所高校土木工程专业考查课进行了调查,针对其教学弊端,提出发散式教学方法,并以桥涵水文课程为例对该教学方法进行了探讨。实践表明,该方法改变了专业考查课教学方法单一、学生学习被动和课程考核单一的现状,有效实现了教学互动。     

预应力混凝土箱梁桥竖向预应力孔道漏灌浆对腹板截面开裂影响的研究

以两座预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,分析竖向预应力孔道对腹板截面的削弱.如果孔道漏灌会导致竖向预应力使用效果损失40%以上,竖向预应力孔道周边剪应力集中系数在1.6～1.7之间.在分析实桥的基础上,完成2片梁灌浆与不灌浆试验研究,试验表明在不灌浆情况下梁开裂荷载提前,箍筋应力增加明显,与理论分析一致.研究表明加强竖向预应力灌浆质量的检测与管理对防止预应力混凝土箱梁桥的开裂有重要意义,同时为分析这类桥的开裂原因提供了理论与试验依据.     

结构建模竞赛3D打印节点的设计与优化

3D打印在土木工程行业中具有良好的应用前景,然而在目前的教学中鲜有涉及。第九届全国大学生结构建模大赛中首次引入了3D打印节点装配模型的制作。以湖南科技大学参赛作品为例,从3D打印节点的设计、优化和安装等角度,阐述了3D打印在大学生结构建模中的应用。构件由3D打印节点采用"卡""插""楔""套"4种方式进行组装,效果良好。大赛对土木工程专业本科生普及3D打印技术、拓展专业视野具有较好促进作用。     

差分法计算钢箱-混凝土组合梁的纯扭转刚度及剪应力

通过分析纯扭转应力函数的特点，采用差分法建立钢箱-混凝土组合截面不同材料区域内部各节点的差分方程．并根据组合截面的特征，将应力函数在材料交界面附近做线性化处理，建立基于不同材料的一阶导数关系式，得到补充方程．联立差分方程和补充方程即可求解此类复杂截面的扭转问题，得到扭转剪应力及截面扭转常数．算例表明，钢箱-混凝土组合梁的扭转特性明显优于型钢-混凝土板组合梁．     

混凝土动态双轴拉压破坏准则细观数值模拟研究

为解决已有混凝土细观数值模拟方法计算效率低、对象尺寸受限的问题,提出一种基于Voronoi网格拓扑和刚体弹簧模型(RBSM)的混凝土细观建模新思路。该模型将混凝土视为由骨料、水泥砂浆组成的二相材料,骨料通过Voronoi单胞描述,视为刚性体,水泥砂浆简化为Voronoi单胞交界面的均布弹簧,弹簧刚度依据局部砂浆的实际情况自动定义。无需对骨料和水泥砂浆进行网格细化,可大大减少单元数量,允许Voronoi单胞在界面处侵入和分离,描述混凝土的变形、开裂等。为验证该文模型的有效性和适用性,开展了室内试验与数值模拟的对比研究,并分析了骨料占比等参数的敏感性。结果表明：基于Voronoi-RBSM的混凝土细观模型,可以较为高效、准确预测混凝土构件在加载过程中细观力学响应,对于尺寸较小的混凝土试件、尺寸较大钢筋混凝土简支梁均有较好的细观模拟效果,尤其是当网格尺寸与骨料平均粒径接近时,预测结果与试验结果最为接近。此外,模型的预测精度受骨料体积占比影响,骨料体积占比越小精度越低,因此,并不适用于浆体占比高的混凝土材料细观数值模拟。

     

钢箱-混凝土组合梁试验研究与承载能力计算

对钢箱-混凝土组合梁这一新的结构形式进行了试验研究,通过4个钢箱-混凝土组合梁和2个钢箱梁试件的试验,考察了试验梁破坏过程、弯矩-位移曲线、弯矩-应变曲线、截面应变分布等。试验结果表明,钢箱-混凝土组合梁具有较高的承载能力、刚度和良好的延性。考虑混凝土受钢箱约束的强度提高和钢箱顶板局部屈曲影响,提出了钢箱-混凝土组合梁抗弯承载能力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好。     

预应力混凝土变截面箱梁桥底板预应力束的等效径向力研究

预应力变截面混凝土箱梁桥底板崩裂主要是由底板预应力束的等效径向力引起的。以箱梁底板预应力束的等效径向力经典计算公式为基础,分析影响等效径向力的敏感性因素,推导定位误差和折线拟合曲线这两种因素对径向力的影响,修正经典等效径向力的计算公式,同时进行在建桥梁底板预应力束的径向应力的测试,表明提出的修正公式计算的径向应力与实测应力基本吻合,为变截面混凝土箱梁底板防崩裂设计提供了理论与实测依据。     

钢箱-混凝土组合梁弯曲性能试验研究

基于当前钢-混凝土组合结构和钢管(方)混凝土结构在用于梁类结构方面存在纵向滑移和受拉区混凝土增加了结构自重等问题,提出了钢箱-混凝土组合截面梁。并通过5根钢箱-混凝土组合梁及2根空钢箱对比梁的模型试验,研究其弯曲性能。试验研究表明:钢箱-混凝土组合梁具有良好的抗弯性能和延性,符合平截面假定,极限承载力提高显著,试验中测试还表明钢箱中的混凝土与钢箱在受弯过程中纵向有明显的相互剪切作用,有利于充分发挥钢与混凝土各自力学性能。     

箱梁桥竖向预应力张拉工艺与张拉时机的研究

通过有限元分析与试验研究,针对竖向预应力现行的施工缺陷,确定合理的张拉时机。并根据竖向预应力体系特点,结合高强螺栓拧紧工艺,提出拉伸-扭矩法。实践证明此法能较好地克服竖向预应力施工质量差的问题。