静载及循环荷载下砂土中复合桩基承载特性模型试验研究

随着桩基的广泛应用,对桩土间承载机理的研究越来越多.根据桩土间接触作用,采用大比例桩土模型进行了室内试验.为更好地仿真桩土间的摩阻效果,试验过程中对桩的材料进行了改进,并开发了一套竖向静载及循环加载系统和测试装置.通过对砂土中复合桩基进行竖向静载和循环加载试验,基于模型桩基的桩顶沉降、桩身轴力、桩侧摩阻力及桩底反力等数据的分析,发现桩基承载性能随加载次数增加而增强:桩顶沉降提高了29.6%,桩身轴力提高了40.4%,桩侧摩阻力下降,桩底反力提高了50%,且桩基极限承载力提高了25%,为继续研究服役期桩基不同加载条件下的桩-土作用提供了数据支撑.     

匀加速行驶车辆与桥梁耦合振动的分析方法

为了分析匀加速行驶车辆与桥梁的相互耦合作用,在重点考虑了移动车辆的牵连惯性力及其行车加速度对桥梁竖向振动作用的条件下,建立了匀加速移动的四自由度车辆模型与桥梁耦合振动微分方程;利用有限元的求解方法,在匀加速移动车辆的初速度和加速度2个运动参数变化情况下,得出了桥梁的动挠度响应规律。数值分析表明:车辆初速度和行车加速度对桥梁动力系数影响较大;随初速度的增大,桥梁动力系数增大;随加速度的增大,桥梁动力系数先增大、后减小,存在一个最值区域。     

片材-混凝土界面粘贴性能试验

为了揭示片材加固混凝土结构中片材-混凝土界面剥离破坏机理,通过12对片材粘贴试验,对混凝土强度、混凝土表面处理工艺、粘贴数量及片材种类对粘贴效果的影响进行分析,研究了片材界面粘贴机理及破坏形式,得到片材-混凝土界面粘贴机理的内在规律.研究结果表明:混凝土表面处理对粘贴效果有较大影响;粘贴强度随粘贴纤维层数的增加呈非线性增长;片材强度利用率随粘贴纤维数量的增大有所降低;钢板与纤维相比粘贴效果较差.     

混凝土箱梁悬臂板计算方法

针对目前混凝土箱梁悬臂板计算的不合理性,以有限元为基础,结合诸多算法,应用子模型技术分析了箱梁畸变、悬臂板长度及坡度、荷载作用位置等参数对混凝土箱梁悬臂板有效分布宽度的影响规律。在此基础上,依据最小二乘法原理,利用Matlab分布拟合得到混凝土箱梁跨中悬臂板有效分布宽度的实用计算公式。结果表明:畸变大,有效分布宽度增大;悬臂板长度和坡度与有效分布宽度变化趋势相同,呈曲线关系;荷载作用点靠近悬臂板根部,有效分布宽度变小。相对于其他算法,有效分布宽度实用计算公式所得结果接近试验数据。     

高墩大跨径连续刚构弯桥全过程非线性稳定分析

基于非线性稳定理论,利用有限元法,对高墩大跨径连续刚构弯桥在悬臂施工和营运全过程中进行了特征值屈曲分析和考虑材料非线性大变形的稳定分析;对不同曲线圆心角、墩身长细比及考虑温度变化引起侧移的情况进行非线性稳定分析,归纳出高墩大跨径弯桥在施工和营运阶段的稳定荷载系数与弯桥圆心角、墩身长细比和温度变化的关系.结果表明:悬臂施工阶段是高墩大跨径弯桥施工和营运全过程稳定性的控制阶段,弯桥在施工阶段的非线性稳定荷载系数为成桥状态的63%;其非线性稳定荷载约为特征值屈曲荷载的40%;营运阶段墩身长细比的影响更为突出;温度变化对桥梁稳定性影响甚微.     

悬臂梁抗裂非线性分析

应用非线性分析方法，研究了钢筋混凝土悬臂结构在弹性工作阶段、受拉钢筋屈服阶段、受压混凝土强度下降阶段的受力特性。基于平截面假定，推导出钢筋混凝土悬臂结构在不同工作阶段的应力、内力和抗裂性计算公式。通过实桥测试，当裂缝宽度小于桥涵设计规范规定的允许值[δ]时，采用规范公式计算和非线性分析法计算裂缝宽度均与实际相吻合；当裂缝宽度接近或超过桥涵设计规范规定的允许值[δ]时，沿用规范公式计算与实际裂缝宽度出入较大，采用非线性分析法计算与实际较吻合。分析结果表明，用非线性分析法计算钢筋混凝土悬臂结构的抗裂性能够更好地反映裂缝的实际开裂宽度和规律。     

在役桥梁结构延性系数的动力评价方法

以桥墩的基本振型函数为基础,推导出基于试验动力参数的在役桥梁结构延性系数的计算公式,并给出了结构非弹性地震力的求解方法。对室内钢模型桥利用冲击力锤法进行了模态试验和静力对比试验,实测参数与理论值相差仅2%,在此基础上利用给出的公式可以求得桥墩的变形增加系数为2.78。结果表明,在场地土条件未知的情况下,利用动力试验法对在役桥梁结构延性系数进行评价是可行的。     

基于神经网络的简支梁桥预应力衰减评估模型

以后张法室内模型梁受弯全过程试验采集的数据为样本,研究了预应力混凝土桥梁有效预应力与各主要影响因素之间复杂的非线性关系,应用改进BP神经网络建立了混凝土桥梁服役期内预应力衰减的神经网络评估模型。该模型以受弯梁全过程P-Δ理论曲线为依据,构造了基频衰减率(IFDETR)、变形指标(IDISP)、混凝土应变变化率(ICSV)、钢筋应变变化率(IRSV)4种归一化指标作为网络输入值,以计入时变效应的预应力衰减率指标(IEPDR)作为网络输出值。测试样本的评估结果表明,误差小于1%的测试样本数在样本集中所占的比例大于85%,且误差均小于单因素回归方法。     

粘贴钢板加固钢筋混凝土梁式桥的分析研究

讨论了用粘贴钢板的方法加固钢筋混凝土梁式桥的分析与设计方法.根据有关试验结果所得出的这类加固构件的破坏模式,提出正截面强度、接触面应力的分析方法并用于设计中,对加固后梁的抗剪切能力亦进行了论述.     

基于横张增量法的PC梁桥现存应力测试与评估

针对目前预应力混凝土桥梁由于多方面因素造成的预应力损失,基于静力平衡原理,通过横张增量法对实桥进行预张力测试,采用线性条件下二级间增量方式消除误差,得出实测桥梁的目标钢束现存应力,并与规范中理论设计值进行对比分析,确定在役桥梁预应力储备状况。研究结果表明：实测箱梁跨中8根正弯矩束中,有3根钢束有效预应力实测值小于设计值13.36%～23.7%,墩顶4根负弯矩束实测值较设计值大16.86%～24.59%,由此说明,PC箱梁预应力损失较严重,主梁刚度有所下降。