基于点阵式测量的混凝土箱梁水化热温度场原位试验

在混凝土箱梁模型上布设479个温度测点,对箱梁在水化热期间的温度变化规律进行精密测量。通过德洛内三角网格算法,建立用于混凝土箱梁温度测量的温度传感器点阵,绘制箱梁全截面在水化热期间的温度场云图,进而分析混凝土箱梁的水化热温度发展规律。研究结果表明：箱梁的水化热温度场基本呈对称分布,其中腹板水化热温度变化最大,最高温度为64.8℃,顶板、底板与腹板的最大平均温升比值约为1∶1.1∶1.4;底板水化热温度最先达到峰值,为混凝土浇筑后11h;腹板的平均温度峰值出现在浇筑后12h;顶板温度峰值相对滞后,为混凝土浇筑后13h;箱梁各板沿厚度方向的水化热温度服从高斯分布形式;顶板、底板沿宽度方向水化热温度呈双峰对称分布,服从二项组合式的高斯分布模型,而腹板的水化热温度沿板高可认为常量。此外,文中给出了箱梁模型关键位置在水化热期间的温度数据,可用于指导混凝土箱梁水化热温度试验的测点布置,并且为箱梁的水化热温度控制和设计提供参考。     

大跨钢箱拱-波形钢-桁架组合梁拱桥抗风性能

为研究深圳后海公园跨湖大桥采用的钢箱拱-波形钢-桁架组合梁拱桥的抗风性能,在保证弗劳德数、柯西数和密度等相似的前提下,按照1∶100的比例设计制作了全桥气弹性试验模型,拱肋和主梁采用钢骨架实现刚度相似,通过外包ABS外衣实现几何相似,通过配重实现质量相似,用定制弹簧模拟吊杆的刚度,采用有限元计算验证了试验模型与实桥动力特性的吻合程度。然后进行了C类地貌及均匀流场中全桥气弹性模型风洞试验,实测了不同风偏角(0°,30°,60°,90°)和不同风攻角(-3°,0°,3°)下拱肋和主梁的加速度响应。结果表明:风偏角对拱肋和主梁加速度影响显著,风偏角越大,加速度响应越低;风攻角对拱肋和主梁的加速度响应影响不大;湍流未见涡激共振现象,而均匀流场时拱肋和主梁出现了涡激共振;试验风速超过《公路桥梁抗风设计规范》计算得到的颤振临界风速,未出现颤振。     

PBL加劲型矩形钢管混凝土不等宽T型节点应力集中系数分析

为研究开孔钢板连接件（PBL）加劲型矩形钢管混凝土T型节点的疲劳性能,进行了T型节点支管受拉、面内受弯及面外受弯的应力集中系数分析。基于矩形钢管混凝土T型节点受拉试验,设计了主管为矩形钢管、矩形钢管混凝土和PBL加劲型矩形钢管混凝土,支管为方钢管的T型节点受拉试件,并采用ABAQUS软件对其进行非线性有限元分析,其中主管钢管宽厚比为27,支主管宽度比为0.4。通过非线性有限元数值模拟,分析热点可能出现位置,并采用二次外推法计算得到支主管的应力集中系数。结果表明:PBL加劲型矩形钢管混凝土节点热点出现位置与矩形钢管节点和矩形钢管混凝土节点一致;与矩形钢管混凝土节点相比,PBL加劲型矩形钢管混凝土节点的应力集中系数显著降低,抗疲劳性能明显提高。     

施工误差对剪力钉工作性能的影响

为了研究施工误差对剪力钉工作性能的影响,通过3个无误差剪力钉推出试验,探究剪力钉抗剪力学性能,并根据试验结果验证有限元模拟方法的准确性。在此基础上,考虑施工过程中可能发生的混凝土浇筑不密实、剪力钉布置边距不足、剪力钉倾斜3种施工误差,通过有限元模拟计算分析得到在各施工误差影响下剪力钉抗剪承载力及破坏模式。结果表明:无误差试件剪力钉破坏模式均为剪力钉根部剪断破坏,抗剪承载力试验值均大于各规范计算值;有限元分析得到剪力钉附近混凝土浇筑不密实可使剪力钉抗剪承载力降低60%~70%;剪力钉至混凝土边缘距离不满足规范要求可使剪力钉抗剪承载力降低27%;剪力钉倾斜可使剪力钉抗剪承载力降低41%;混凝土浇筑不密实对剪力钉抗剪承载能力影响最大。     

基于虚拟现实的钢结构桥梁装配化施工仿真系统

为提高钢结构桥梁装配质量,降低装配风险,使用SoidWorks和3ds Max软件建立钢结构桥梁施工场景模型,采用C#语言编写装配系统的核心脚本,提出并实现系统UI设计方案,结合Steam VR 2.0插件,以实际工程建设项目作为仿真分析对象,研究虚拟现实技术在钢结构桥梁装配过程中的应用。基于Unity3D虚拟引擎平台,设计并开发第一人称视角的沉浸式钢桥虚拟装配系统,采用HTC Vive外接式头戴设备对接系统调试运行,最终实现人机交互操作。结果表明:钢桥吊装施工过程中,汽车起重机吊臂最大工作长度为33.554 m,最大起升高度为12.365 m,主臂最大仰角为62.34°,各钢桥节段关键参数均未超过额定值,保证了施工质量和结构安全; 施工起重机在起吊阶段最大起升高度应高于6.7 m,防止构件与各钢桥节段碰撞干涉; 在此基础上,提高节段2的起升高度可排除桥梁节段间碰撞危险; 用户进行虚拟装配操作,验证了射线检测与UI交互功能的可行性; 现场应用表明所设计的系统稳定可靠,系统可预测施工过程风险并优化施工方案,提升了钢桥施工过程中智能化和自动化水平。     

不同截面形式混凝土梁桥的竖向温度梯度效应分析

为分析不同规范中混凝土梁桥竖向温度梯度模式的差异,评估竖向温度梯度效应对混凝土梁桥的影响程度,总结了不同国家和行业规范中混凝土梁桥的竖向温度梯度模式,从梯度曲线形式和温度基数取值两方面讨论了效应计算结果的差异。选取了20多座不同结构体系、跨径和截面形式的混凝土梁桥,计算了在包括桥梁变形和截面应力在内的2种典型的竖向正温度梯度作用下的各项效应,与自重和汽车作用产生的效应作了对比。结果表明:不同规范的竖向温度梯度模式在梯度曲线形式和温度基数取值方面存在显著差异,它们对温度效应计算结果具有同等程度的影响; 顶部温差的影响深度越大,桥梁的变形和次生弯矩越大,考虑底部升温段时截面下缘有更大的自压应力; 不同的铺装层类型和气候条件造成桥梁温度基数取值存在差异,进而导致温度效应可能相差1.5倍～2.0倍; 相同结构体系和截面形式的中小跨混凝土梁桥随着跨径增大,自重效应占比增加,汽车和温度效应占比减小,但是温度和汽车效应的相对比例基本保持不变; 结构体系和跨径相同时,T梁的温度效应占比要比空心板和小箱梁高出0.6%～16.5%; 温度效应在一些效应类型中占有很大比例,温度作用引起的中小跨简支梁桥的变形和截面上缘应力能与自重和汽车效应相近,引起的中小跨连续梁桥的截面上缘应力能超过自重和汽车效应甚至两者总和,墩顶截面下缘应力能与自重和汽车效应相当,引起的大跨径连续箱梁桥截面上缘应力能超过汽车效应的数倍; 若考虑铺装层类型和气候条件的影响,在温度基数取值较大的梁桥上,温度效应占比可能更高。     

钢管混凝土桁架新型节点试验研究

对6个圆形钢管节点板式节点和6个钢管混凝土节点板式节点进行了对比试验研究。试验结果表明:空钢管试件在达到极限荷载时,节点板下空钢管发生严重局部屈曲而丧失承载力;钢管混凝土节点则在节点板下只发生轻微局部屈曲现象,具有较高的承载力。相比之下,钢管混凝土的承载力明显高于空钢管的承载力,并具有更好的延性性能。在钢管混凝土桁架中采用节点板式节点可比相贯节点更加方便、可靠。     

斜拉索分析统一理论及其应用

通过对现有各种斜拉索分析理论进行分析,基于悬链线索单元理论,将斜拉桥单索问题分成两类,提出了斜拉索分析的统一理论。该理论可以精确、统一地求解斜拉桥计算中几乎所有的单索静力问题,可方便地将悬链线索单元引入斜拉桥施工阶段和使用阶段的分析中。根据悬链线索单元理论和等效弹模法,对比分析了不同长度、不同应力水平的斜拉索的各种特性。计算结果表明:水平长度超过400 m的斜拉索的非线性将急剧增大,采用等效模量法模拟斜拉索将引起较大的误差;有些误差即使增加计算的荷载步个数也无法减小。超大跨度斜拉桥施工阶段分析中建议采用高精度的悬链线索单元模拟斜拉索。     

在建筑物功能改造中几种常见的问题及解决措施

总结当前在建筑物改造过程中，普遍存在着对建筑物外观影响较大的几种施工现象，既损害建筑物总体建筑效果的美观，也可能影响使用功能的发挥。重点叙述新旧房屋单体空调的安装、旧房屋的阳台及窗户改造、有线电视以及电话线路安装等施工过程对建筑物外观及人们生活环境的影响，分析上述问题产生的原因及危害，并探讨性提出解决措施。     

钢管混凝土组合桁梁受弯承载力简化计算方法研究

钢管混凝土组合桁梁由钢管混凝土桁架和混凝土板组成,其在承受正弯矩时可充分发挥混凝土板与桁架的组合作用。为对这种结构的受弯受力性能进行研究,提出了基于铰接桁架的分析方法,以不带竖腹杆的warren型钢管混凝土组合桁梁为例,推导了在节点单点荷载以及两点对称荷载作用下简支组合桁梁各个构件的效率系数。通过不同构件之间的效率系数进行对比,得到了组合桁梁的破坏模式判定以及受弯承载力简化计算方法。同时通过引入腹杆抗力折减系数,将节点承载力对组合桁梁受弯承载力的影响也考虑在内。将公式计算结果与既有文献中的钢管混凝土组合桁梁、桁架试件试验结果进行了对比,破坏模式和受弯承载力均吻合良好,所选全部33榀试件的计算值与实测值的相对误差为1.27%,标准差为0.128。结果表明,该简化计算方法建立了节点与组合桁梁承载力之间的相互联系,能够快速、准确地对破坏模式及受弯承载力进行估算,可极大地简化设计流程。设计中应根据组合桁梁各构件的效率系数对其截面尺寸进行优化,确保不同破坏模式下的受弯承载力较为接近,同时避免由于节点或腹杆过早失效导致组合桁梁发生剪切破坏。