增加主梁法加固钢筋混凝土梁桥的力学特性

针对常见的钢筋混凝土梁桥病害中普遍存在的上部结构承载力不足、桥下净空有限的情况,提出了一种增加主梁加固的新方法,并采用空间有限元分析了加固前后桥梁的静、动力性能.同时,分析了新增主梁与旧主梁的刚度比对于加固效果的影响.结果表明:采用增加主梁法加固钢筋混凝土梁桥,加固效果良好,对加固后桥梁的纵、横向刚度提高明显;新、旧主梁刚度比采用0.5～0.7时,可采用新增空心主梁法加固,加固效果明显且更为经济.     

大跨曲线高墩连续刚构桥自振特性研究

以栗子坪大桥为实例,研究大跨径曲线高墩预应力混凝土连续刚构桥的自振特性。应用Midas有限元软件分别建立直线桥、曲率半径分别为1 500 m、2 000 m和2 500 m的曲线高墩预应力混凝土连续刚构桥的有限元计算模型,计算得到该桥梁结构的自振频率和振型。分析计算结果可以得出结论:曲线桥与直线桥的振型特征大致一样,随着曲率半径的减小,桥梁前几阶振型中各个方向振型的耦合程度变大;大跨径曲线高墩预应力混凝土连续刚构桥的第1阶振型为桥墩纵向振动,桥墩纵向弯曲刚度更弱;桥梁第2阶振型为主梁横向弯曲振动,且前15阶振型中有6阶是主梁和桥墩的横向振动,主梁横向抗弯刚度相对于竖向刚度较小;随着曲率半径的减小,基频逐渐减小,曲率半径较大(如1 500 m以上)时,曲率半径的变化对大曲率半径连续刚构桥周期的影响较小。计算结果对认识大跨径曲线高墩连续刚构桥的振动特点有较大参考价值。     

预应力碳纤维板局部加固对桥梁整体影响分析

对某简支预应力钢筋混凝土T形桥梁进行了预应力碳纤维板加固,用有限元模拟和实际监测两种方法,对比分析了局部加固对桥梁整体的影响。研究结果表明:采用预应力碳纤维板加固桥梁,由于横向连接作用,各片T梁间存在一定程度的预应力传递,有效提高了整桥承载力。预应力碳纤维板加固混凝土桥梁时,碳纤维板与混凝土构件接触部位的纵向、横向和竖向均存在拉应力,有使碳纤维板从混凝土表面产生剥离的趋势。有限元模拟数据与实际监测结果比较吻合,说明有限元模拟方法可以应用于实际工程的辅助计算。     

既有重载铁路典型桥梁结构自振特性分析

以朔黄重载铁路线上一座典型32 m双线预应力混凝土简支桥梁为研究对象,采用经过验证的整桥模型,分析该桥的自振特性,探讨预应力和梁体横向连接等参数对重载铁路桥梁系统自振特性的影响规律。研究表明,预应力的布置形式及大小对整桥系统的自振频率均有较大影响,对振型没有影响;横隔板的刚度对桥梁结构的横向自振特性影响较大;改变横隔板的分布位置及数量、增加横隔板的厚度能有效提高梁体的横向自振频率,从而增强梁体横向刚度。研究成果可为既有重载铁路桥梁的加固及设计提供重要参考。     

PC斜拉式桁架梁桥动力特性

基于有限元理论，以某PC斜拉式桁架梁桥为工程实例，采用等效有限元法，建立三维有限元模型，对该结构进行动力计算分析。研究了桥墩刚度、横系梁刚度、桁架片刚度、桥墩高度、桥面宽度等参数对结构动力特性的影响，通过对结构的自振振型及频率进行相应分析，得出结构参数变化对结构的横向刚度、竖向刚度、纵向刚度和扭转刚度及其他动力特性的影响程度及规律。结果表明：桥墩的高度及刚度很大程度上决定了结构的纵向刚度，而横系梁的刚度是影响结构的横向刚度及抗扭刚度的主要因素。     

基于有限元的在役桥梁综合损伤评测法

为研究在役桥梁遭受混凝土开裂、钢筋锈蚀、预应力缺损等诸多病害作用下梁体的实际刚度分布状况,根据平截面假定及有限元基本原理,推导梁桥纵向刚度分段求解方程组.借助室外实梁试验,通过施加跨中集中荷载,读取纵梁各代表性分段测点挠度值以修正桥梁纵向刚度.分析结果表明:由于损伤原因及损伤程度各不相同,实际梁体刚度分布随纵向分配区域...     

钢板-混凝土组合加固预应力混凝土箱梁

为了研究钢板-混凝土组合加固技术在桥梁加固工程中的应用,提出了钢板-混凝土组合加固预应力混凝土箱梁的抗弯极限承载力计算公式,采用ANSYS软件选用合理单元类型和材料本构关系,对采用钢板-混凝土组合加固的某火灾受损预应力混凝土箱梁桥进行了非线性有限元数值模拟分析对比,并做了加固后效果验证性荷载试验,还对组合加固和粘钢加固效果进行了对比。结果表明：简化公式计算结果与数值分析结果偏差在5%以内;加固后结构关键截面抗弯极限承载力提高30%以上,应变校验系数降低为0.57～0.70,挠度值减小明显,结构基频提高了19%,横向分布系数理论值与实测值比值为0.93～1.05,吻合良好;组合加固梁体校验系数降低为0.66～0.82,较合理且相对均匀,结构受力协同性较好,更有利于提高结构整体受力性能。     

基于摩擦摆球型支座的多跨曲线连续梁桥抗震性能（英文）

为了探讨多跨曲线连续梁桥的抗震性能和减隔震方法,对基于摩擦摆球型支座的多跨曲线连续梁桥构建了有限元模型,并进行了动力特性和非线性时程分析.结果表明,桥梁模型的纵向刚度弱于横向刚度,且第1阶振型对桥墩纵向地震反应贡献较大,振型参与系数为29.8%,第6阶振型对桥墩横向地震反应贡献较大,振型参与系数为20%;在E1地震作用下,设置的摩擦摆球型支座能够使桥梁保持弹性工作状态,且支座变形和伸缩缝宽度满足要求;在E2地震作用下,部分桥墩的截面最大弯矩需求大于截面的抗弯承载能力,而进一步的桥墩强度验算发现,结果均满足抗震需求.     

斜腹杆体外预应力加固简支梁结构性能非线性分析

在有限元软件ABAQUS的分析平台上,以初始应力水平、索垂度和索直径为参数,建立斜腹杆体外预应力加固前后钢筋混凝土简支梁三维实体模型,研究两点对称荷载下试件的弯曲破坏形态、承载力、塑性应变分布、抗弯刚度以及体外索应力增量的变化规律.结果表明,当其它条件不变时,初始应力水平、索垂度和索直径与简支梁加固效果均呈增函数关系,开裂荷载的提高幅度为30%~150%,屈服荷载的提高幅度为10%~40%,极限承载力的提高幅度为10%~50%,梁体屈服前的抗弯刚度提高幅度为10%~60%;证明斜腹杆体外预应力加固技术能够提高梁的屈服强度、极限承载力和抗弯刚度,对改善钢筋混凝土简支梁的抗裂性能尤为显著.     

预应力钢板带加固砖砌体墙抗震性能试验研究

为了改善正交钢板带加固砖砌体墙的应力滞后问题,提出在横向钢板带中施加预拉应力,并进行了5片墙体的低周往复荷载试验,得到试件的破坏过程,分析其滞回曲线、骨架曲线、承载力、刚度和延性.结果表明:预应力钢板带加固砖砌体墙能够有效地提高其抗震性能;横向钢板带中的预应力水平在适当范围内提高时,能进一步提高试件的承载力,且对开裂点抗侧刚度几乎无影响,但延性有所下降;提高墙体的负荷水平,试件的承载力和抗侧刚度均增加,延性有小幅下降;当墙体的高宽比提高至1时,加固效果相对较差.此外,基于横向钢板带中应变发展规律的分析,可以发现施加预应力能有效提高材料的利用率.最后,给出了预应力控制的建议值和抗剪承载力计算公式.     

刚构桥矩形空心-双薄壁组合桥墩纵向刚度研究

针对矩形空心-双薄壁组合桥墩纵向刚度的设计方法尚不完善的问题,提出一种基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论的矩形空心-双薄壁组合桥墩纵向刚度确定方法.首先,基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论建立考虑桥轨关系和轮轨关系的列车-轨道-桥梁动力相互作用模型,在此基础上完善钢轨多种附加应力的计算方法;然后,考虑桥墩刚度对扣件上拔力和墩顶纵向位移的影响,以重庆地铁实际工程为例,确定轨道桥矩形空心-双薄壁组合桥墩纵向刚度.研究表明:提出的组合桥墩纵向刚度研究方法可有效用于求解钢轨应力及确定桥墩合理纵向刚度;钢轨底部边缘动弯曲应力和温度应力未随桥墩纵向刚度而变化,而钢轨伸缩应力对桥墩刚度变化最为敏感;桥墩纵向刚度对扣件上拔力以及墩顶纵向位移均有明显影响;对于所研究的矩形空心-双薄壁组合桥墩,其墩底尺寸建议不小于7.4 m,此时刚构桥墩的合成线刚度为61.4 MN/m.     

利用碳纤维提高军用桥梁承载力的数值分析

为了探讨应用碳纤维片进行军用钢桥回固的有效性，利用弹塑性非线性有限元和弧长法对加固后的钢梁进行了全过程分析，并且初步说明了其加固原理。通过分析发现利用碳纤维片可以有效地提高军用桥梁的承载力、刚度与稳定性，可以作为军用桥梁加固的有效方法。     

超载下预应力CFRP布加固腐蚀钢梁抗弯性能试验

为研究预应力CFRP布加固腐蚀钢梁静载、超载的抗弯性能,进行了7根钢梁的抗弯试验,研究了加固梁在静载及超载下的破坏形态、承载力和刚度.结果表明,加固钢梁可以提高钢梁的承载力与刚度,预应力的存在,可以显著提高CFRP布的利用率;腐蚀程度影响钢梁的刚度与极限承载力,腐蚀程度增加1倍,钢梁的承载力降低50%左右.超载次数增加,钢材发生时效硬化,钢梁刚度可提高13%左右,但承载力有所降低;超载下,预应力的施加可提高钢梁的延性.建立了预应力CFRP布加固腐蚀钢梁的承载力计算公式,理论计算结果与试验结果吻合良好.     

新型柱板式高墩大跨度刚构桥车-桥耦合振动影响因素分析

以黄韩侯铁路线纵目沟特大桥为工程背景,建立车辆动力模型、桥梁有限元模型并考虑轮轨关系,以蛇形运动和轨道不平顺作为系统的自激激励源,利用大型有限元软件ANSYS以及UM动力学分析软件联合进行仿真分析.探讨桥梁结构刚度、行车速度、轨道不平顺以及货车编组情况等因素对新型柱板式高墩大跨度刚构桥梁车-桥耦合系统的影响.研究表明:桥梁横向刚度的减小对车-桥耦合系统的横向振动影响比较明显,对其竖向振动影响较小;桥梁竖向刚度的改变对车-桥耦合系统的竖向振动影响较为显著,对其横向振动影响较小;轨道不平顺的增加将导致车-桥耦合系统振动明显加剧;空载货车的横向稳定性较重载货车的弱,易发生脱轨事故.     

混凝土桥梁梁体加固的常见方法探讨

近年来干武线提速后，在桥梁检查、检测中发现，混凝土梁体大量存在掉块露筋、裂缝等缺陷，桥梁承载力明显降低．个别桥梁在列车行驶通过时横向振幅超限。为确保提速后行车安全和桥梁设备结构稳定，必须对梁体进行加固处理措施，以消除病害，确保提速安全。     

UHPC华夫桥面板抗弯性能试验及有限元分析

为研究超高性能混凝土(UHPC)华夫桥面板的横桥向抗弯性能,首先开展了4个横肋的足尺条带模型抗弯性能静力试验;然后采用ABAQUS有限元软件建立了试件非线性有限元模型,模型中考虑了材料非线性和几何非线性,其中对UHPC考虑了混凝土损伤塑性模型等,并利用该有限元模型模拟试验全过程;最后通过有限元参数分析明确主要设计参数对UHPC华夫桥面板横向抗弯性能的影响规律,包括横肋纵向配筋率(钢筋直径)、横肋高度、顶板高度以及横肋间距等。研究结果表明:正弯矩作用下试件的受弯破坏过程包含线弹性阶段、裂缝开展阶段和屈服阶段;华夫桥面板横肋底面出现横向裂缝导致结构刚度第1次下降,随着裂缝的发展,截面内力重分布使得底部纵筋应力持续增大直至屈服,导致刚度出现第2次下降,裂缝进一步向上开展逼近翼缘板顶部,由于受拉区充分发展导致顶板纵筋受拉屈服,刚度出现第3次下降,结构刚度严重衰减,试件承载力接近极限,趋于破坏;有限元计算结果与试验结果吻合良好;通过参数分析发现,增加纵筋配筋率(钢筋直径)对初裂荷载影响很小,但可有效限制裂缝的发展;增加肋高对初裂荷载有一定的提高作用,还可提高矮肋T梁的初始刚度、开裂后刚度以及极限承载力;增加顶板高度也可起到同样的效果,但肋高对初始刚度的提高效率是顶板的5.4倍;增加横肋间距可提高单根横肋的初始刚度、开裂后刚度以及极限承载力,但削弱了横向整体刚度。     

玄武岩FRP模壳不排水加固混凝土墩柱轴压性能有限元研究

玄武岩FRP模壳(简称BFRP模壳)可用于桥梁水下桩基、桥墩等混凝土墩柱的不排水快速加固。本文在BFRP模壳加固混凝土墩柱轴压试验研究基础上,通过ABAQUS有限元软件建立了相应的有限元分析模型,并与试验结果进行比较分析,验证了该有限元模型是可靠有效的。然后在此模型基础上,分析了混凝土填充量、填充混凝土强度、BFRP模壳约束强度及尺寸效应等参数对BFRP不排水加固混凝土墩柱轴压性能的影响。结果表明：增加混凝土填充量能提高试件的承载力,但承载力提高幅度并非随着填充量的增加而增加,而是趋于稳定;填充层混凝土强度等级越高,加固试件承载能力越高,但提高幅度随填充混凝土强度等级的提高而不断减小,填充层混凝土强度等级的变化对加固试件的延性性能影响相对较弱;增强BFRP模壳连接部分的约束强度能提高加固试件的承载力,当连接部分的强度接近非连接部分的强度时,承载力的提高幅度最大;BFRP模壳加固轴心受压柱的峰值荷载存在尺寸效应,轴压峰值荷载提高系数随墩柱尺寸的增加而减小。最后,建议了BFRP模壳约束加固混凝土墩柱的轴压承载力计算公式,理论计算结果与试验结果及模拟结果吻合良好。     

CFRP布加固钢筋混凝土梁抗弯性能的仿真分析

采用试验和有限元软件ANSYS仿真分析相结合的方法,分析CFRP布加固梁的承载能力、变形特性、破坏形式和CFRP布加固混凝土结构的承载机理.研究表明:外贴CFRP布加固不仅可有效地提高RC梁的承载能力和刚度,而且可以大幅度地提高其安全储备,加固梁的承载力随着粘贴的CFRP层数的增加而增长,但加固1层是最经济,效果最好的.     

基于车桥耦合振动的铁路简支梁桥动力分析

以32 m简支梁桥为例,使用有限元软件SIMPACK和ANSYS分别建立CHR动车模型和32 m简支梁桥模型,进行两款软件的联合仿真,研究列车的通过速度和简支梁桥的刚度对桥梁动力响应的影响。研究结果表明:列车通过速度对桥梁跨中的竖向位移及竖向加速度影响比较大,跨中的竖向位移和竖向加速度均随列车通过速度的增大而增大,列车通过速度对桥梁跨中的横向位移和横向加速度影响较小;桥梁刚度对跨中的竖向位移、竖向加速度、横向位移和横向加速度的影响比较小,工程中在现有基础上增大桥梁刚度对提高桥梁结构的稳定性意义不大;该计算方法可用于车桥耦合振动分析,计算结果可为高速铁路桥梁建设提供依据。     

玻璃纤维布加固木柱抗压性能试验

通过对12根圆形截面木柱的轴心抗压试验,研究木柱的抗压极限承载力、破坏形态和荷载关系,并分析玻璃纤维布(GFRP)加固设置形式、用量对提高木柱的轴心抗压承载力的影响.试验结果表明:设置横向加固可以约束柱身的纵向开裂,同时进行纵向加固设置可以约束木柱的偏压失稳;在不同方式的GFRP粘贴加固下,木柱的抗压极限承载力得到了明显的提高,提高幅度介于21%～83%之间;采用GFRP包裹加固,能有效约束木柱的横向变形,显著提高木柱的延性.