两种内衬加固混凝土管涵的力学性能

伴随着公路改扩建工程的增多,大量混凝土管涵需要加固、改造和接长.为了研究内衬加固混凝土管涵的力学性能,采用室内两点加载实验对高密度聚氯乙烯(HDPE)管和型钢支架加固钢筋混凝土管涵(内径为1.2 m)的力学性能进行研究,获得了荷载-位移曲线.通过对荷载-位移曲线的分析,内衬加固均不同程度的提高了混凝土管涵的承载能力,内衬HDPE管提高1.50倍,内衬型钢支架提高1.31倍,相应的刚度则没有较大的改变,加固后构件的延性比较好.根据实验现象的推测,以及承载力理论计算的证实,加固后的复合管为"套管体系",荷载根据各个管体的刚度系数来分配,在此基础上推导的理论公式可以用来计算加固后复合管体的极限承载力,误差小于5%.计算钢筋混凝土管的刚度系数应根据受力状态采用短期或长期刚度.当钢筋混凝土管涵损坏时,填充层在分配荷载方面起着重要作用,而内衬管仅分担一小部分荷载.如果复合管仅包含钢筋混凝土管和内衬管,荷载在钢筋混凝土管和内衬管之间分担载荷,当钢筋混凝土管完全损坏时,内衬管承载大部分荷载.     

波纹钢形状与拱效应对加固盖板涵承载力的影响

为了探索波纹钢形状对加固盖板涵承载力的影响及填充混凝土的拱效应形成机制,采用室内试验与数值分析相结合的研究方法,以一个室内模型试验结果为基准,建立了72个箱形、圆弧及其之间的过渡形状的波纹钢加固盖板涵的数值模型,探明了加固体系承载力随波纹钢形状参数的变化规律;基于合理拱轴的概念,探明了填充混凝土的拱效应形成机理,并采用5个数值模型进行了验证。结果表明：拱腋半径保持不变时,加固体系的承载力随着拱顶、侧墙半径的增加而减小;拱顶、侧墙半径不变时,加固体系的承载力随着拱腋半径的增加而增大;提升加固体系承载力最有效的方式是增加拱腋半径,其次是减小拱顶和侧墙半径;填充混凝土的拱效应与荷载类型有关,当波纹钢的形状能保持拱轴连续并且在素混凝土刚性角以内时,加固体系的承载力最高。在设计波纹钢加固盖板涵结构时,应根据实际工程需要综合考虑波纹钢形状与填充混凝土的拱效应,尽量避免紧贴原盖板涵的加固设计。     

小波形波纹钢加固混凝土管涵的试验研究

为了更好地了解波纹钢加固混凝土管涵的力学性能,采用钢筋混凝土管作为既有管涵,通过试验确定了5个试件的试验承载力,了解了波纹钢管的作用,分析了偏心加固对加固管承载力的影响,提出了一种估算偏心加固管承载力的方法。研究结果表明:加固后的管涵承载能力主要取决于混凝土管和填充混凝土,波纹钢管发挥的作用很小;偏心加固管的承载力低于同心加固管;改进的“滑移理论”较为合理,文中提出的偏心加固管承载力分析方法的理论结果与试验结果的误差小于22. 3%。     

波形钢板三维模型与二维模型对比研究

波形钢板结构物是几何正交异性体,分析颇为复杂。其三维模型虽能反应结构物实际形态,但在建模分析、计算及考虑影响因素上存在难度。若能采用平面模型代替三维模型,则会大大减轻工作量。通过ANSYS有限元软件对三维实体模型进行分析,采用平截面假设进行内力计算,并将计算得到的内力与二维模型的计算结果进行对比,发现两者吻合较好。因此可以采用平面模型代替三维模型对波形钢板结构物进行分析计算。     

基于激光雷达里程计的高速公路三维建模方法

构建三维道路数字模型对智能车服务和道路管理具有重要意义。文中针对高速公路不同路段应用场景下车辆运行速度快、干扰噪声多、特征少和无回环检测辅助等一系列问题，提出一种以激光雷达信息为建模基础数据、激光雷达里程计与LOAM技术等多传感器融合的高速公路三维建模方法。首先，通过车载激光雷达获取道路场景的激光点云数据，使用激光雷达图像分割技术赋予每一个点有关构造物的标签，剔除道路上其他运动车辆的信息，减少建模噪声；其次，制定了一个精确的同步策略来对GNSS、IMU和激光雷达等传感器进行集成；在此基础上，结合惯性导航预积分结果、基于特征点云的位姿约束和RTK数据构建因子图，消除激光雷达里程计的累积误差，从而构建全局一致性的高速公路三维数字模型。为了保持姿态估计的有限数量，文中还引入了基于关键帧的滑动窗口优化策略。最后，分别采集高速公路场景中常见的3种路段（一般路段、桥梁和隧道路段）进行建模分析，结果表明，在具有挑战性的高速公路场景建模中，文中方法能够有效提高建模鲁棒性、精度以及模型有效性。