考虑气候变化的受碳化腐蚀先张预应力混凝土梁时变可靠性评估

基于改进的碳化深度预测模型,结合IPCC预测大气CO2浓度数据,研究了气候变化(CO2浓度)规律及其对预应力混凝土结构碳化损伤影响,发展了时变可靠度模型计算先张法预应力混凝土结构在多种CO2排放策略作用下、将来100年内的腐蚀开始概率和结构弯曲倒塌概率.研究结果表明,在A1FI排放策略下,腐蚀开始概率比其在最好CO2排放策略下高了460%;在A1FI排放策略下,结构失效概率比其在最好CO2排放策略下高了10%.在高腐蚀状态下,结构失效概率是低腐蚀状态下的2倍,且结构在高腐蚀状态下条件年度失效概率后期增长较快.在最高CO2排放策略下,结构条件年度失效概率比其在最好CO2排放策略下高了30%.当混凝土保护层设计厚度增至40 mm时,碳化腐蚀对混凝土结构的影响很小.     

预应力混凝土低高度梁桥结构形式比较研究

对双预应力结构、双面配筋预应力结构、二次预应力结构和常规预应力结构低高度梁桥进行对比设计,分析了不同结构形式低高度梁桥的受力性能、变形性能和经济性.结果表明:优化结构形式和预应力布置可以显著改善预应力混凝土低高度梁桥的结构性能;二次预应力结构克服了双预应力结构与双面配筋预应力结构的不足,与常规预应力结构相比,在降低梁高的同时,大幅度减小了梁的徐变上拱值50%以上,并节省预应力筋10%以上,具有明显的技术经济优势.     

低回缩预应力锚具锚下混凝土应力的试验研究

低回缩预应力钢绞线体系是一种新型预应力体系.为了研究新型二次张拉低回缩预应力锚具的锚下构造,设计了采用二次张拉单孔预应力钢绞线锚具的预应力矩形梁试验,将理论计算结果分别与传统夹片式锚具锚下应力场、新型二次张拉低回缩预应力锚具锚下应力场进行对比,发现在张拉过程中三者锚下应力场的变化规律一致.当采用相同型号的锚下垫板时,各截面应力峰值相差很小,且均未超过试验混凝土的强度.因此,二次张拉单孔预应力钢绞线锚具锚下构造可与传统夹片式锚具完全相同.     

钢-混凝土组合脊骨梁极限承载力试验研究

通过全过程加载试验和空间有限元分析,探讨了带波形钢腹板悬臂挑梁的组合脊骨梁在单调荷载作用下的受力全过程、破坏模式、变形特征、抗弯承载力和极限状态,并确定其主要受力的特征值;根据试验现象、荷载-位移(应变)关系、混凝土板剪力滞效应的分析,总结出组合脊骨梁正、负弯矩截面在材料屈服前、后的受力特点和变形特征;在此基础上推导出组合脊骨梁的抗弯承载力计算公式,公式计算结果与试验结果吻合较好.     

整体式无缝桥梁新技术初步试验研究

传统的无缝桥梁搭板末端常出现路面裂缝或路面接缝。针对这个问题,在某一采用沥青混凝土铺装的中小整体式无缝桥梁,我们提出了采用斜置搭板和加筋接线路面结构等两项新措施,取消了搭板末端的路面接缝,而梁体的伸缩变形在接线路面以下被安全吸纳.有限元模型计算揭示了斜置搭板与接线路面的相互作用问题;室内小尺寸模型试验初步验证了加筋路面的受力变形机理,并探讨了加筋材料的选择问题,推荐使用土工格栅.我国第一座整体式无缝实验桥梁4年安全运营和长期监测结果均表明这种设计思路的有效和可行.     

桥梁抗震设计实用建模方法比较分析

地震作用下桥梁结构响应结果的准确性很大程度上依赖于其建立的有限元模型.以一座三跨规则连续梁为例,系统地总结和研究了进行桥梁抗震设计时不同构件和边界条件的模拟方法,并采用3种方法分别建立了集中参数模型、简化模型和精细化模型,在输入相同的地震波后进行非线性时程分析,并对其响应结果进行比较.分析结果表明:采用前两种简化模型计算的结果误差很大,且较难反映支座、横向挡块和伸缩缝等构件的非线性响应;采用精细化模型计算的结果能更准确地反映桥梁结构的多种非线性响应,更好地适用于基于性能的桥梁抗震设计.     

中低设防烈度地区全无缝桥梁抗震性能分析

为了准确地模拟接线路面特性,对其荷载-变形和损伤进行了分析,提出了接线路面板集中弹簧简化模型.基于此,采用SAP2000建立了某座全无缝桥梁动力计算模型.对该桥进行了模态分析和地震时程分析,并与对应连续梁桥进行了对比分析;同时还进行了桥长和接线路面刚度敏感性分析.研究结果表明:中低设防烈度地区,全无缝桥梁的地震响应只有连续梁桥的24%～35%,主桥处于弹性无损状态.可见,全无缝桥梁能大幅提升中低烈度地区公路中小桥梁的抗震性能.     

新型UHPC连续箱梁桥的体外预应力锚固构造形式研究

针对新型UHPC连续箱梁桥的结构特点及预应力体系布置,对其腹板处体外预应力下折索进行齿块锚固研究.对独立矩形齿块进行应力分析,揭示板厚对锚固区壁板外侧"局部弯曲效应"的影响.通过拓扑优化分析构建出一个揭示齿块锚固区传力机理的简化平面杆系模型,提出两种齿块锚固区局部加强的方法.在此基础上,对UHPC箱梁桥的腹板体外预应力锚固齿块进行构造设计,对比6种不同锚固方案,分析横隔板、预应力筋齿块内转向和锚固长度对锚固区受力的影响,最终得出较为合理的体外预应力齿块锚固构造形式.     

节段拼装变截面波形钢腹板连续组合箱梁的剪切性能试验研究

为了研究节段预制拼装波形钢腹板连续组合箱梁的抗剪性能,制作两片缩尺试验梁,包括节段拼装变截面波形钢腹板连续箱梁和相同尺寸的整体浇筑变截面波形钢腹板连续箱梁. 通过静力试验和数值分析,得到了节段拼装梁的剪应力分布规律、波形钢腹板承剪比例等. 结果表明：在中跨对称加载作用下,中跨1/4位置处节段拼装梁与整体梁波形钢腹板的剪应力沿梁高方向均匀分布,节段拼装梁的剪应力值要大于整体梁的相应值. 推导出节段拼装变截面波形钢腹板组合箱梁的剪应力计算公式,并考虑施工工艺对剪应力的影响,通过与实测值对比验证公式的准确性. 两片试验梁的波形钢腹板的承剪比受荷载影响较小,保持一个恒定的比例;两片试验梁在中支座位置处的钢腹板承剪比均为50%,并沿着试验梁纵向方向向两侧不断增大;在中跨1/4位置,节段拼装梁钢腹板的承剪比达到85%以上,整体梁的钢腹板在该位置的承剪比在75%左右,两片试验梁在边跨相应位置承剪比相差不大. 将适用于节段拼装混凝土箱梁的AASHTO接缝抗剪强度计算公式乘0.9可用于接缝截面抗剪承载力计算;上述公式值与试验值、有限元结果的误差在5%左右,可以较好地预测钢混组合结构胶接缝的抗剪强度.     

城市道路交通问题探讨

本文对城市道路交通问题进行了探讨.