新型装配式倒Ｔ形空心板桥设计

针对铰接空心板桥的铰缝病害问题，结合国内装配式空心板桥的发展趋势:增大现浇构造、在结合面处增设延缓或阻止其裂缝开展的构造措施，提出了一种由预制倒Ｔ形空心板、现浇结构层和钢板构造组成的新型倒Ｔ形空心板桥。通过试验和有限元分析了桥梁的荷载横向分布规律，结果表明:建议采用Ｇ－Ｍ法计算倒Ｔ形空心板桥荷载横向分布系数；采用“梁格法”建立倒Ｔ形空心板桥的杆系有限元模型；给出了施工与成桥阶段应力验算、受力薄弱部位验算等设计计算建议；最后，提供了一座１６ｍ跨径的简支钢筋混凝土倒Ｔ形空心板桥的设计算例。     

横向预应力对装配整体式空心板桥纵向抗裂性能的影响

装配式空心板梁桥普遍应用于中小型公路桥梁中,但其容易在竖向梯度温度的作用下产生铰缝开裂。针对这一现象,提出了横向预应力预压抗裂的方法。利用ABAQUS有限元软件建立装配式空心板桥梁实体模型,分析装配式空心板桥梁的开裂成因,研究横向预应力对装配式空心板桥梁抗裂性能的影响。结果表明:竖向梯度温度作用下,空心板桥梁铰缝截面产生极大的拉应力,是导致铰缝初期开裂的重要因素;对空心板桥梁施加横向预应力能有效的消除铰缝处由于温度作用效应所产生的拉应力,使铰缝处于受压状态,提高铰缝的抗裂性能。研究所得结论能为解决装配式空心板桥梁铰缝病害提供借鉴。     

钢管混凝土嵌岩桩钢-混凝土联合承载规律试验研究

钢管混凝土嵌岩桩是深水和浅覆盖层环境下的新型深基础型式,在内河深水码头建设中应用广泛。针对船舶撞击力、波浪力及水流力等周期性水平荷载作用下内河港口钢管混凝土嵌岩桩钢-混凝土联合承载特性,制作了3根1∶7.3的大比尺钢管混凝土嵌岩桩模型,沿桩身不同高度在钢管外侧、对应内侧混凝土块及内置受力钢筋上分别布置应变测点,以18.0、22.5和27.0 kN为循环幅值,开展钢管混凝土嵌岩桩钢-混凝土联合承载规律试验。结果表明:桩身钢-混凝土应变均包括线性增长、平稳波动、剧烈震动和急剧下降4个阶段,各阶段占疲劳寿命8.66%、79.66%、6.06%和5.62%;同一桩身截面外侧钢管应变与内侧对应混凝土应变差异较大,最大超过混凝土应变的80%,而内置钢筋与混凝土始终保持应变协同,最大应变差不超过混凝土应变的20%;在弯矩较小的桩顶处,桩身弯矩主要由内侧混凝土承担,占比超过70%,沿桩身往下,钢管承担的截面弯矩比逐渐增大,在桩身底部,两者弯矩占比近似相等,钢管与混凝土受弯同步,在同一桩身截面处,循环幅值越大,两者越早达到受弯协同状态。     

钢筋腐蚀疲劳共同作用机理与寿命预测

为了准确计算钢筋腐蚀疲劳寿命,依据金属力学、电化学、断裂力学的基本原理,对混凝土中脱钝钢筋的腐蚀介质和疲劳荷载共同作用交互机理进行研究,建立脱钝后钢筋在疲劳荷载作用下同时考虑弹性变形、塑性变形和电化学作用的钢筋腐蚀速率模型,在此基础上构建了圆柱形钢筋腐蚀疲劳应力强度因子幅值的计算模型。定量分析了腐蚀疲劳裂纹扩展门槛值的理论计算模型以及钢筋腐蚀疲劳裂纹扩展模型,提出了腐蚀介质和疲劳荷载共同作用下钢筋寿命预测模式。利用已有文献中钢棒腐蚀疲劳试验结果对本文提出的模型以及寿命预测模式进行验证,结果表明,pH=2.5~12时钢棒腐蚀疲劳寿命计算值与试验值吻合较好,还揭示了疲劳荷载对钢筋腐蚀速度影响规律。     

集中荷载作用下钢筋混凝土空心铰接板的计算

本文按荷载横向分配系数法和有限条法,计算在集中荷载作用下钢筋混凝土空心铰接板的荷载系数,并与试验所得的荷载系数作了对比。给出了荷载系数与集中荷载作用面积、板跨度、铰接单板块数以及铰接单板宽度的关系。指出了按应力(或弯矩)、挠度以及铰缝剪力求得的3种荷载系数的适用性。最后,讨论了荷载横向分配系数法存在的问题及其适用条件。     

装配式空心板斜交桥梁横向预应力的抗裂性能研究

与普通直桥相比,装配式空心板斜交桥梁的特殊之处在于其带有一定角度的端部。在斜桥两直边施加横向预应力时,端部达不到预压的效果。针对这一问题,提出了斜交桥梁横向预应力施加的方案,并利用ABAQUS有限元软件建立装配式空心板桥梁实体模型,计算并分析了斜交桥梁横向预应力的抗裂性能。结果表明:当车辆荷载和负梯度温度场共同作用时,极易导致桥面板开裂;忽略端部影响仅在直线部位施加预应力时,其在端部区域各铰缝均未取得较好的预压效果;在斜边各1/3处施加一道横向预应力可使得绝大部分的铰缝处于受压状态,大大提高铰缝的抗裂性能。研究所得结论能为装配式空心板斜交桥梁施加横向预应力的设计提供参考和借鉴。     

PVA纤维-纳米SiO2对混凝土抗疲劳性能的影响及机理分析

为研究PVA纤维和纳米SiO₂的掺入对混凝土抗疲劳性能的影响，设计了单掺PVA纤维(P组)、单掺纳米SiO₂(S组)和混掺PVA纤维与纳米SiO₂(SP组)3组试件，对其展开疲劳后的单轴压缩试验，以经历疲劳荷载后混凝土试件的相对动弹性模量和抗压强度，作为分析评价不同掺料方式对混凝土疲劳性能影响的评价指标，并利用SEM电镜扫描试验研究了掺合料的微观作用机理。结果表明：3组混凝土较普通混凝土在抗疲劳性能上都有明显的提升，S组在提高混凝土强度方面表现最为明显；而SP组能够更有效地抑制混凝土内部劣化损伤的发展。从作用机理上来讲，PVA纤维是通过提高混凝土各单元间的抗拉能力，有效降低了混凝土在疲劳荷载作用下的损伤破坏，相当于延长了混凝土的破坏过程；而纳米SiO₂则是通过参与反应生成C-S-H(水化硅酸钙)凝胶填充混凝土薄弱区，提高了混凝土的抗压强度，相当于提高了混凝土在疲劳荷载作用下的破坏起点。研究成果对混凝土结构抗疲劳设计有参考价值。     

粘钢加固陶粒混凝土梁抗弯性能试验研究

为研究钢板加固后陶粒混凝土梁的抗弯性能,对1片未加固的对比梁和3片厚度分别为0．5ｍｍ、1．0ｍｍ、1．5ｍｍ的钢板粘贴加固梁进行抗弯试验。试验结果表明:与未加固陶粒混凝土梁对比,适筋条件下粘钢加固陶粒混凝土梁的开裂荷载、极限荷载最多分别能提高91．3％、39．5％;加固梁与未加固梁的破坏机理与破坏形态相同;钢筋与钢板的应变发展规律基本一致,钢筋与钢板协同作用效果较好,且钢筋应变表现出一定的滞后效应;随着粘钢厚度增加,钢板对陶粒混凝土梁裂缝的发展抑制效果越明显;普通混凝土粘梁钢加固抗弯正截面计算公式可用于粘钢加固陶粒混凝土梁的抗弯承载力计算。     

混凝土结构内锈蚀钢筋的疲劳研究综述

腐蚀环境和反复荷载共同作用下混凝土结构的疲劳问题愈发突出,特别是混凝土结构在荷载作用下产生和发展的裂缝为腐蚀介质提供了快速传输通道,引起开裂区域钢筋局部坑蚀。动态荷载作用下疲劳裂纹在蚀坑底部形成并扩展,导致钢筋脆性断裂,进而导致混凝土构件的疲劳失效。回顾并分析了混凝土裂缝对钢筋疲劳性能的影响、坑蚀钢筋疲劳性能研究进展和基于弱磁效应的钢筋疲劳研究,指出掌握坑蚀钢筋的裂纹扩展行为是进行服役混凝土结构疲劳寿命预测的关键。弱磁效应能够实时地表征锈蚀钢筋的疲劳断裂行为,建立基于弱磁理论的锈蚀钢筋等效裂纹扩展长度和应力强度因子变幅表征方法,是服役钢筋混凝土结构疲劳寿命预测的一个创新方法。     

混凝土轴拉疲劳试验及损伤模型

基于室内试验，研究了混凝土在等幅和变幅重复荷载作用下的轴拉疲劳性能。由等幅疲劳残余应变，定义了损伤变量，得到了相应的损伤积累和演化规律。依据损伤演变与损伤状态、加载条件间的相关性，建立了相应的疲劳损伤模型。并用变幅疲劳试验结果验证了模型的有效性。与其它模型相比，该模型具有较高的精度。     

水电站桥梁工程设计研究

水电站桥梁在设计时与常规公路桥梁相比存在着一定的差异。在桥型选择方面,应主要考虑适应场地条件、便于运营维护和注重景观协调等问题;桥跨的布置不仅要考虑桥址地形、地质、水文及河道的通航标准等客观条件,还要考虑结构安全、受力合理、工期合适、投资经济与景观的和谐统一;桥墩的结构形式应尽量简单,一般应设计成实体墩,避免空心墩,以简化施工工序;上部结构设计必须根据现场条件合理确定。研究的结论可为今后水电站桥梁设计和山区公路桥梁设计提供借鉴。     

大跨径槽桥合建结构体系与荷载效应研究

为了高效利用国家基础设施资源,提出了大跨径槽桥合建的结构体系并分析了其荷载效应。对水重、交通活载在主跨100～300 m范围内的槽桥合建结构响应进行了分析,并针对预应力混凝土刚构、上承式拱结构、斜拉索结构三种结构体系开展了研究。结果表明:在混凝土刚构槽桥合建中,恒载效应为上部箱梁弯矩控制因素,当主墩相对刚度变化较大时,温度效应控制了主墩结构设计;在上承式钢管混凝土拱槽桥合建中,拱脚处,水重和交通活载的总效应超过恒载效应,合理选择拱轴线对于主拱肋受力至关重要;采用桁梁的斜拉管桥合建,上层为交通桥面层,下层可设置大管径输水管,结构刚度大,可满足输水与交通运输两种功能同时运行;提出的输水结构效率系数可用于槽桥合建结构概念设计。     

冲刷条件下桥梁结构动力性能仿真分析

水流冲刷造成的桥梁损毁会给人类带来重大的经济损失和人员伤亡。冲刷对桥梁安全性的影响,可以通过分析冲刷条件下桥梁动力性能的变化来进行评价。本文将从冲刷深度和冲刷所造成的桥梁基础截面损失两个方面,分析水流冲刷对桥梁动力性能的影响。在总结已有的模型分析方法的基础之上,提出本文的有限元建模思路。并以密西西比河上被冲毁的33号公路桥为例,通过SAP2000软件建立有限元模型并进行模态分析,得到冲刷条件与桥梁动力性能之间的关系。     

确定公路跨河桥梁桥面高程的水文分析计算

通过实例,对公路设计中小流域跨河桥梁桥面高程的计算进行分析,提出在设计确定桥面高程时水文计算的重要性及在修建跨河桥梁之前做防洪论证的重要性。     

大型荷载作用下弯坡高墩桥梁设计探讨

通过羊曲水电站对外专用公路中沿线桥梁的设计,简要说明了大型荷载作用下,弯坡桥、高桥墩桥梁的一些设计思路和方法,这些方法为沿线桥梁的施工工期、难易性等方面提供了良好的条件,并取得了一定的经济效益,同时为类似工程提供了一些借鉴和经验。     

主拱圈初始变形对石拱桥加固设计计算的影响

基于石拱桥的增大截面法加固,通过数值模拟分析主拱圈初始变形对桥梁加固设计计算的影响,总结现有计算方法的不足并提出初步的改进措施;计算分析表明,主拱圈变形对拱顶产生不利影响,其控制截面的应力、挠度等均大于不考虑主拱圈变形的计算结果,忽略拱轴线的变形是不安全的;主拱圈变形对L/4截面产生有利影响,建议按未变形拱轴线计算该处内力。更多还原     

桥梁阻水水头损失计算方法比较

河道水流经过桥墩时, 由于桥墩的阻碍作用, 将产生一定的水头损失。对于本身水力坡降就不大的平原地区 河道, 桥墩阻水引起的水头损失对河道过水能力的影响是至关重要的。通过对 D cAubuisson 公式、 Yarnell 公式、 Henderson 公式、 铁科院李付军公式和无坎宽顶堰公式等常用桥墩壅水计算公式的分析比较, 结合水工模型试验结 果, 认为 Yarnell 公式、 无坎宽顶堰公式的计算结果可以较好的反映桥墩阻水引起的水头损失。     

铁路跨河桥梁工程防洪评价常见问题探讨

针对连淮扬镇高速铁路约200座桥梁工程要考虑防洪评价共性问题,如大量桥墩布置在行洪或排引水渠道内、堤身设计断面布置桥墩、桥轴线法向与水流交角偏大等进行总结并探讨解决措施、提出建议。导致桥墩位置布置不合理的最根本原因是铁路线位的确定过程中水利部门参与不深入,防洪评价专题工作开展滞后,未能在设计时充分考虑堤防安全、河势稳定、行洪通畅等因素。另外,方案设计仅依据已颁布的水利相关规划,未参考正在编制或修编中的重大水利规划是引起防洪安全隐患的另一重要原因。高铁桥墩通常尺度较大,有明显水流控导作用,墩柱与水流交角较大时会引导水流冲刷堤岸,对堤防安全造成直接威胁。分析表明加大桥跨和偏转桥墩是两种潜在的解决方法,但前者增加投资成本,后者受限于当前桥梁设计理论,加大桥跨可能伴随施工困难显然不是最佳解决途径,桥梁设计的"斜桥斜做"理论亟待突破。     

黄河上桥梁建设防洪方面的几个主要技术问题

根据黄河上非防洪建设项目防洪评价报告的审查经验，分析总结了黄河上桥梁建设应把握的几个防洪技术问题，包括：桥梁的密度、桥梁的跨度、主河槽宽度、桥孔跨度、河道的冲刷与淤积、壅水高度和影响长度，桥梁下弦高程等。提出了黄河上不同河段的浮桥建设应掌握的原则，旨在确保不同河段的防洪安全。     

泰顺廊桥保护给水利建设带来的思考

廊桥为桥上盖屋而成,是我国古桥梁中的瑰宝,泰顺县因廊桥多、形式多样、工艺精美而闻名.通过洋洲水电站建设与"三条桥"廊桥保护引起的争论,论述了水文化、桥文化的内涵,以及建设与保护古文化的关系和对新时期水利发展的启发与思考.