弧门型钢混凝土闸墩内型钢布置形式研究

为研究闸墩内型钢布置形式对闸墩工作性能的影响,依据弧门支座附近闸墩局部受拉区配钢量不变原则,基于ANSYS软件建立不同布置形式的型钢混凝土闸墩模型,分别从闸墩位移、应力、裂缝分布和承载能力4个方面对闸墩内型钢布置角度和数量对闸墩工作性能的影响进行对比分析,得出型钢布置形式对型钢混凝土闸墩工作性能的影响规律。结果表明:对称荷载作用下,随着型钢数量增加,型钢混凝土闸墩位移、应力逐渐减小,承载能力逐渐增强;非对称荷载作用下,随型钢数量的增加,闸墩位移先减小后增大,闸墩应力变化不明显,闸墩承载能力先增强后减弱;保持型钢数量不变,随着布置角度的增加,型钢混凝土闸墩位移、应力先减小后增大,型钢布置扩展角为20°~30°时,闸墩裂缝扩散速度较慢。综合考虑,提出型钢混凝土闸墩内采用三根型钢以25°扩展角进行布置时为较好布置形式,这一结论在型钢混凝土闸墩设计中具有推广和应用价值。     

考虑黏结滑移的型钢混凝土弧形门闸墩型钢锚固长度研究

为探讨确定型钢混凝土弧形门闸墩型钢锚固长度的方法,在以往研究型钢混凝土黏结性能试验成果的基础上,建立了型钢混凝土闸墩的型钢与混凝土黏结滑移本构关系,并参照黏结型锚杆的"中性点"理论来定义型钢的锚固段,建立了型钢混凝土闸墩有限元模型,分析不同的型钢锚固长度对闸墩工作性能影响。通过运用模拟退火算法准则结合ANSYS软件自带的参数化设计语言(APDL)编写程序,求解以混凝土强度、型钢配钢量和保护层厚度为影响因素的型钢混凝土闸墩型钢的最短锚固长度。研究表明:以闸墩型钢受拉屈服和锚固失效同时出现为限定条件,通过回归分析建立的以闸墩混凝土强度、型钢配钢量和混凝土保护层厚度为变量的型钢锚固长度下限计算公式是基本合理的。     

非对称荷载作用下不同配筋方式对闸墩工作性能的影响研究

型钢混凝土闸墩是一种新型闸墩,其结构设计研究对水电站建设具有重要意义。文章以庄里水库溢洪道闸墩为例,利用数值模拟结合理论研究的方法对不同配筋方式下溢流坝闸墩位移和应力的影响进行了分析。研究结果显示:配筋和增加钢筋直径可有效改善闸墩的受力及变形情况,拉应力随配筋间距呈先减后增的整体趋势; D32@50为该型钢混凝土闸墩两侧配筋的最佳方式。     

型钢混凝土闸墩的时变可靠度分析

型钢混凝土闸墩是一种刚度大、承载力高的新型闸墩结构.为了研究型钢混凝土闸墩的时变可靠度,基于结构可靠度理论,把时间作为变量,将混凝土的抗压强度作为随时间变化的参数,以10年作为一个时间点,利用ANSYS概率设计模块中的响应面法拟合出响应面方程,结合JC法计算出型钢混凝土闸墩的可靠指标,研究其在设计基准期内的可靠指标的变化趋势,通过灵敏度图分析各个参数对闸墩可靠度的影响.结果表明:在设计基准期内,型钢混凝土闸墩在对称和非对称工况荷载作用下的可靠度变化趋势均是先增大再减小,总体变化趋势是减少的.闸墩在对称工况荷载作用下20～30年的可靠指标下降较快,非对称工况荷载下则在10～20年期间下降较快.随着时间和抗力的变化,非对称工况荷载下的闸墩可靠度减小的速度较快,应尽量减少闸墩在非对称工况下运行的时间.     

基于内聚力模型的型钢混凝土闸墩开裂数值模拟研究

基于内聚力理论并结合有限元法，以邕宁水利枢纽拦河闸坝为例，分析了闸墩的开裂和裂纹分布，获得了闸墩开裂荷载、初始裂纹位置、开裂范围和裂纹宽度等局部信息。研究表明，型钢混凝土闸墩的裂纹最先在闸门挡水侧牛腿的上、下角点产生，随着施加荷载增大，牛腿闸门支撑面与墩体交线布满裂纹，并从上、下角点沿着墩体和牛腿支座上、下交线扩展；在对称荷载和非对称荷载作用下，型钢混凝土闸墩的开裂荷载/设计荷载分别约为0.656和0.624;1倍设计荷载作用下的最大裂纹宽度均小于0.3 mm,型钢混凝土闸墩的抗裂性能满足相关规范对结构裂纹宽度限值的规定。     

型钢混凝土支座预应力闸墩结构应力分析与研究

以岸堤水库溢洪闸预应力闸墩为研究对象,遵循《水工混凝土结构设计规范》(DL/T5057-2009)的相关规定,对预应力闸墩的承载力和抗裂控制进行计算,并应用大型通用有限元计算软件ansys对溢洪闸预应力闸墩进行了三维应力分析研究,得到了典型工况下的闸墩颈部与型钢牛腿结合部位的混凝土内部应力分布情况,分析结果为岸堤水库溢洪闸墩预应力体系的设计与优化提供了依据。     

闸墩温度应力与开裂关系的研究

闸墩开裂是水闸建设的关键问题之一,为了分析闸墩开裂的真正原因,找出具有针对性的加固措施,采用全过程仿真粘弹性空间有限单元法,对混凝土闸墩浇筑过程的因素进行了敏感分析,共计算了7个闸墩长度、7个闸墩厚度、3种地基情况下的全部应力分量,计算结果表明闸墩的长度、厚度和地基情况对闸墩应力均有一定的影响,但闸墩长度不是闸墩温度应力的控制因素。在岩石地基上,当闸墩厚度超过2.0 m时,第一温度主应力超过混凝土的抗拉强度,温度应力成为控制闸墩开裂的绝对关键因素;在岩土地基上闸墩的开裂不仅仅只是由温度应力引起的,其它因素如外加荷载和地基的不均匀变形等也起很大的作用。     

型钢混凝土组合梁在澹台湖枢纽工程中的应用

船闸、节制闸的闸墩上的大梁采用型钢混凝土组合梁，可有效降低梁高，能较好的符合建筑景观要求，施工方法同普通钢筋混凝土大梁，不影响工程进度，工程造价也较预应力钢筋混凝土大梁低．     

型钢混凝土在结构中的应用

近年来,随着我国建筑业的快速发展,型钢混凝土组合结构在各种工程结构中得到了更为厂泛的应用,本文主要探讨了型钢混凝土在结构中的应用,体现出了比钢结构和钢筋混凝土结构更加优越的特性。文中介绍了型钢混凝土性能、特点及计算理论,并引入实际工程对型钢混凝土组合结构进行了介绍。     

贡川水电站水闸闸墩裂缝问题探讨

该文针对贡川水电站水闸4~#、9~#闸墩裂缝问题进行分析。闸墩结构应力计算结果表明,闸墩混凝土强度满足设计要求,外荷载对闸墩裂缝影响不大。根据裂缝形成的时间、气温、长度与深度、闸墩混凝土质量分析,认为该闸墩裂缝主要由混凝土质量及温差引起。据此分析,闸墩裂缝采用表面修补法修补,效果良好。经此处理后,水闸墩顶未再发现裂缝。     

钢/BFRP混杂配筋混凝土梁受弯性能试验研究

纤维增强复合(FRP)筋已成为混凝土结构中替代钢筋的一种实用建筑材料。然而,FRP筋的脆性大大降低了纯FRP筋增强混凝土梁的延性。为了提高FRP筋增强混凝土梁的抗弯延性,同时保留其高强度的特性,在混凝土结构中将钢筋与FRP筋混合使用,组成钢/FRP混杂配筋混凝土梁。为了研究不同配筋率的混杂配筋梁的受弯性能,文章制作并测试了3种配筋形式的混凝土梁,包括1根普通钢筋混凝土梁。1根玄武岩纤维复合(Basalt fiber-reinforced polymer,BFRP)筋增强混凝土梁和3根钢筋与BFRP筋混杂配筋梁,并对其受弯性能进行试验研究。研究的主要参数为配筋率和BFRP与钢筋的面积比。试验结果表明:钢/BFRP混杂配筋混凝土梁在极限承载力和耐久性等方面要优于普通钢筋混凝土梁;与纯FRP筋增强混凝土梁相比,钢/BFRP混杂配筋混凝土梁具有更高的延性和更好的使用性能。钢筋的加入可以提高钢/BFRP混杂配筋混凝土梁的抗弯延性。     

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。     

配筋对混凝土双K断裂参数的影响研究

为了确定在混凝土中配筋对试件断裂参数的影响,采用尺寸为1 000 mm×200 mm×200 mm的3组不同缝高比的钢筋混凝土试件进行试验。通过在初始裂缝两侧粘贴应变片确定了起裂荷载,计算出了钢筋混凝土试件的起裂断裂韧度、失稳断裂韧度、临界有效裂缝长度,并与相同缝高比的素混凝土试件进行了对比。结果表明,在混凝土中配筋,其起裂断裂韧度与失稳断裂韧度分别可以提高8.6%与15%;缝高比越大,钢筋混凝土试件的起裂韧度与失稳韧度值越小;钢筋混凝土试件的起裂韧度与失稳韧度的比值要比素混凝土试件的小,表明在混凝土试件中加入钢筋后可以提高结构的延性;钢筋混凝土试件的初始缝长与临界有效缝长的比值介于0.65～0.88。     

高拱坝抗震钢筋配置方案研究

采用显式有限元结合人工透射边界的地震波动模拟方法和动接触力模型，进行了一高拱坝多种布设抗震钢筋方案的分析比较，基本方案为在坝体上部106m高的范围内布设6层拱向钢筋，每层上下游面各放置96根φ32的含钒抗震钢筋HRB400，对坝体上下游均布设钢筋、仅坝体上游布置钢筋、坝体上游距坝面4m位置布筋，以及坝体上游距坝面4m位置配置数量减半的抗震钢筋的4种方案均与不配筋计算方案的结果进行了比较，以抗震钢筋的主要功能即限制坝体横缝在地震中的张开度为主要考察依据，在满足张开度限制条件下，又考虑施工方便和经济性要求，推荐了在坝体上游距坝面4m位置配置数量减半的抗震钢筋是较为经济、合理的高拱坝抗震钢筋配置方案。     

钢衬钢筋混凝土压力背管钢筋应力简化计算

根据结构力学和材料力学原理，简化了钢衬钢筋混凝土压力背管结构模型，结合大比尺模型试验，提出了钢筋应力简化计算方法，所得结论符合一般力学概念，有助于今后进一步研究。     

水下自护混凝土与钢筋握裹力试验研究

随着水下自护混凝土技术的推广和应用,其关键工艺参数水下保护剂浓度对水下自护钢筋混凝土结构性能的影响成为关注的热点。基于水下自护技术,在常用工作浓度范围内,对水下自护混凝土的素混凝土力学性能、混凝土与钢筋握裹力、微观孔隙结构开展了试验研究。试验结果表明：在不同水下保护剂浓度下,水下自护素混凝土抗压强度水陆强度比均超过80%;混凝土与钢筋握裹力水陆强度比约在40%～65%,水下保护剂浓度越高,混凝土与钢筋握裹力水陆强度比越低;混凝土基质区域孔隙率和混凝土与钢筋握裹力存在负相关关系;水下保护剂能够有效提升水下自护混凝土的力学性能,但水下保护剂浓度的提升会对混凝土与钢筋握裹力强度造成不利影响。因此,合理选择水下保护剂浓度并增加钢筋用量是提升水下自护钢筋混凝土工程的可靠性的重要举措。     

龙马水电站月牙肋钢岔管设计

龙马水电站非对称月牙肋钢岔管规模较大,是工程设计的关键。围绕岔管体形和钢材厚度优选,以及围岩与钢衬联合受力等课题,采用三维有限元方法对钢岔管应力变形进行了深入研究。计算与实际运行成果表明:岔管设计体形良好、结构安全。     

钢筋混凝土桥梁抗力模型的建立及应用

对在役钢筋混凝土桥梁进行可靠度评估和寿命预测中,抗力是可靠度计算的重要因素,建立抗力模型至关重要。针对建立在役钢筋混凝土桥梁抗力模型的这一问题,分析了混凝土强度变化、钢筋锈蚀、混凝土与钢筋的粘结能力变化3大因素及其时变规律。考虑了锈蚀引起的钢筋力学性能降低,引入了基于纤维模型的计算模式不定性参数,采用数学方法建立了钢筋混凝土桥梁抗力随时间衰减模型。引入某钢筋混凝土简支T梁桥进行了抗力模型的计算,验证了模型的可靠性。抗力衰减模型的建立为结构可靠性评估打下了基础。