单缝桥梁在温度作用下的结构受力计算

桥台处伸缩缝问题是长期困扰工程界的难题,它会带来跳车、桥梁局部损坏、伸缩缝装置经常更换等各种问题。为有效解决这一问题,提出了一种适用于大中型桥梁的新型结构体系——单伸缩缝桥梁（单缝桥）。在考虑接线路面裂缝开展的情况下,建立了温度作用下单缝桥的简化计算模型,推导了单缝桥受力、变形的理论公式,用Fortran90编制程序,进行计算。以一座总长280 m的单缝梁桥为例,温度降低20 ℃时,接线路面钢筋最大应力为148 MPa,最大裂缝宽度为0.185 mm,符合规范要求;台后结构对主梁产生的附加应力仅为0.105 MPa,影响很小。通过对影响单缝桥性能的因素：支座类型、配筋率、接线路面长度、摩擦系数、土体刚度、桥长、温差等进行分析,绘制图表,得到以下主要结论：温降时,接线路面受拉,混凝土开裂,是较不利的状况;30 m长的接线路面可以满足结构受力和变形的需要;选择摩擦系数较小的支座和减少接线路面与垫层的摩擦力可以减少结构内力,在接线路面与垫层间推荐加铺土工格栅。     

基于全寿命成本的桥梁车道数决策研究

提出桥梁由于维护导致的维护间接成本改进模型,建立优化目标函数.在现有劣化模型基础上,研究桥梁结构在最优维护策略下寿命周期内荡态变化规律,以此为约束条件,提出全寿命优化设计方法的关键技术和设计框架,并编制相应的决策支持系统.桥面铺装属易损结构,其维护对交通将产生很大的干扰.以一座桥梁车道数(宽度)的决策为研究对象,根据桥梁全寿命设计理念,由桥面铺装的劣化-维护规律,对桥梁设计方案的决策进行新的尝试,证明了该方法的有效性和可行性.桥梁全寿命优化设计方法不但能考虑桥梁劣化和维护过程中的不确定性,而且能够合理规划桥梁服役期内的维护方案,平衡建造成本和维护成本,起到优化资源、保护环境的作用.     

四边形八节点共旋法平面单元的几何非线性分析

不同于大部分共旋法研究中所选取的局部坐标系原点及采用的几何一致性原则,该文通过改变局部坐标系原点位置,基于场一致性原则,采用共旋坐标法导出了四边形八节点平面单元在大转动、小应变条件下的几何非线性单元切线刚度矩阵,该单元刚度矩阵虽然不对称,但计算量能明显减少,这在非线性计算中对于减小由于计算机位数限制带来的累积舍入误差和...     

半整体式无缝桥中带预压缝的配筋接线路面温降效应

提出一种新的半整体全无缝桥梁结构形式,即将主梁、搭板和接线路面全部联结,取消桥梁与接线路面的所有收缩装置。温降时主梁和搭板带动接线路面受拉,依靠接线路面的带裂缝工作来吸纳桥梁变形。为控制裂缝的间距和宽度,并减小温降时搭板与接线路面之间的水平拉力,沿纵向每隔1m,在厚度为240mm的接线路面的上、下缘各设置了一道深50mm的混凝土板预压缝。本文主要研究温降时接线路面的拉力-伸长-裂缝间距和宽度的关系;推导预压缝处裂缝宽度的计算公式;完成一个总长28m的半整体式无缝桥梁室内拉伸试验,试验结果表明,接线路面能够顺利吸纳主梁的水平位移,且接线路面的裂缝宽度可以控制在公路规范容许的范围内,本文的理论计算成果基本反映实际受力状况。     

预制大悬臂预应力UHPC薄壁盖梁#br# 抗弯性能的试验研究

为解决传统混凝土盖梁自重大、难以实现全预制拼装的技术难题,文章提出一种全预制轻型预应力超高性能混凝土（UHPC）大悬臂薄壁盖梁结构,自重减轻40%左右。为探究该结构的正截面抗弯及抗裂性能,结合实际工程,设计一片1∶2大比例缩尺模型并完成全过程加载测试,获得结构的变形、应变、裂缝分布特征及开裂荷载、破坏荷载等关键结果;基于试验结果、UHPC材料的应变硬化特性及法国和瑞士UHPC规范,深入研究结构的初裂弯矩、名义开裂弯矩及抗弯承载力的计算方法。同时,采用ABAQUS软件中的塑性损伤（CDP）模型进行仿真分析,结果表明：新型UHPC盖梁具有良好的受力和变形性能,抗裂性能良好、裂缝具有多元分布特征;根据本文方法计算得到的抗弯承载力和开裂弯矩与试验结果吻合良好,且偏于安全,建议计算初裂弯矩和名义开裂弯矩时塑性影响系数分别取为1.0和2.0;实际工程中适当增加预应力钢筋、减少普通钢筋,有助于提高结构受力性能。     

基于HYSDEL语言建模的混杂系统预测控制

针对混杂系统非线性和非一致连续的复杂特性,使用混杂系统描述语言（HYSDEL）建立一个能够在统一框架下对系统内部关系进行描述的混合逻辑动态（MLD）模型并采用预测控制策略对系统进行控制。通过对具体实例的仿真研究,结果表明此控制策略能使混杂系统在满足操作约束的条件下具有较好的跟踪性和鲁棒性。     

燃气管道沿山区敷设工程二次水工保护设计探讨

在燃气管道沿山区敷设项目工程完工后,由于作业面破坏了山区的自然地貌,若不能及时进行复绿,则会造成裸露地表土壤被雨水冲刷流失、造成山体滑坡、泥石流等危害,需要对原有项目进行二次水工保护处理。本文以龙泉天然气管线项目为例,着重对燃气管道沿山区敷设工程二次水工保护设计进行探讨：燃气管道水工保护二次设计应当符合国家有关标准和规范的要求;对于可能发生水土流失、泥石流、滑坡等自然灾害的地段,应对燃气管道周围采取相应的防护措施,具体措施应踏勘评估后确定。     

正交异性钢桥面疲劳开裂研究

正交异性钢桥面板的钢结构桥梁在车辆荷载作用下易出现疲劳开裂,为了解决这一问题,该文采用在正交异性钢桥面板上设置薄层RPC(Reactive-Powder-Concrete)超高性能混凝土层,将钢桥面转变成组合桥面,从而提高了桥面刚度,能有效改善结构受力状态,且不会增加桥梁上恒载重量。通过对某大桥的计算分析表明:采用组合桥面后,车辆荷载作用下的钢桥面应力大幅度下降。钢桥面疲劳敏感点处的拉应力降幅达到71.32%~72.39%,大幅度的提高了钢桥面的抗疲劳寿命;薄层RPC面板的高强度和高韧性,完全能满足组合桥面的最大拉应力10.08MPa的强度要求,成为钢桥面上的永久结构层,可以大幅度降低钢桥面板的开裂风险。     

混杂钢纤维对钢纤维–超高性能混凝土界面黏结性能的影响

通过单根钢纤维拉拔试验,研究了2种钢纤维(平直型和端钩型钢纤维)在混杂钢纤维超高性能混凝土(UHPC)中的黏结性能。基于实测钢纤维拉拔荷载–位移曲线,分析了钢纤维混杂配比、钢纤维体积掺量对钢纤维–UHPC基体界面黏结性能的影响,以及钢纤维–UHPC基体界面黏结性能与UHPC抗压强度的关系,阐明了钢纤维在混杂钢纤维UHPC中的拔出过程,并建立了平直型和端钩型钢纤维拔出过程的黏结–滑移模型。指出UHPC基体内平直型和端钩型钢纤维体积掺量均为1%(体积分数)时,钢纤维混杂对钢纤维–UHPC基体界面黏结性能的增强效果最佳。     

基于超短栓钉的钢-超薄UHPC组合桥面性能

为了满足对自重敏感的大跨桥梁钢桥面的翻修与加固需求,提出采用超短栓钉作为连接件的钢-超薄UHPC轻型组合桥面结构（简称“新超薄体系”）. 通过钢-超薄UHPC组合板负弯矩试验,研究关键设计参数对超薄UHPC层抗裂性能的影响. 试验结果表明：当UHPC最大裂缝宽度小于0.15 mm时,裂缝宽度的增长近似呈线性,在钢筋屈服以后,裂缝宽度迅速增大;配筋率和钢筋直径对名义开裂应力的影响较大. 基于试验结果,分析已有的裂缝宽度计算公式,确定钢-超薄UHPC组合板裂缝宽度的建议计算公式. 以某特大跨径悬索桥为工程背景,进行整体和局部有限元分析,论证了方案应用于实际工程的可行性. 计算结果表明：钢-超薄UHPC组合桥面的自重与常规60 mm厚的钢桥面铺装基本持平,主缆和吊索内力变化小于3.0%;钢桥面（OSD）各典型疲劳细节的应力幅值降低了10.1%~52.0%,且均小于200万次疲劳强度;UHPC层中最大拉应力为8.4 MPa,远小于试验得到的名义开裂应力.