预应力混凝土桥梁腐蚀后的受力性能分析

结合某铁路大桥预应力钢丝锈断后梁体的受力性能分析,对预应力混凝土桥梁腐蚀后的耐久性评估方法进行了探讨。首先,用静载试验加载方法对腐蚀梁体进行了实桥试验,分别对每孔2片T型梁的跨中挠度、支座压缩量、跨中及L/4截面混凝土应力、内梁预应力钢丝锈断截面处的混凝土应力进行了测试;然后,对受腐蚀预应力混凝土桥梁进行了有限元分析。介绍了正常梁体和腐蚀梁体的有限元模型、有限元网格剖分建立。在预应力梁体的耐久性分析中,应重点考虑预应力筋锈蚀的影响,并给出了预应力筋的简化分析模型。通过对梁体有限元计算结果和试验值的比较,验证了计算模型基本上能准确地反映梁体的受力情况,说明可以采用有限元方法对预应力混凝土桥梁腐蚀后的耐久性进行评估。     

预应力RC梁抗火性能试验研究与有限元分析

为了考察预应力钢绞线张拉控制应力和梁的持荷水平两个因素对无粘结预应力混凝土梁抗火性能的影响,基于 ISO834标准升温曲线,对4根无粘结预应力混凝土梁进行恒载升温试验,同时应用ANSYS有限元软件建立无粘结预应力混 凝土梁有限元模型,进行恒载升温过程的有限元数值模拟。结果表明:有限元计算结果与试验结果符合较好;预应力钢 绞线张拉控制应力越大,预应力损失速度越快,梁变形速率越快,耐火性能越差;梁上作用荷载水平越高,跨中挠度越 大,变形速率越快,耐火极限越小。     

腐蚀对预应力筋与混凝土间变形协调性的影响

针对腐蚀导致预应力筋与混凝土间黏结性能退化而引起的变形不协调对构件承载力的影响,结合8片梁的抗弯试验,通过定义变形协调系数表征腐蚀预应力筋与混凝土的应变比,进而量化变形协调性能,构造新的几何关系和平衡方程,推导变形协调系数及构件受弯承载力的表达式,探讨了预应力筋与混凝土间变形协调系数随各影响因素的变化规律,并通过与相关文献试验结果的对比进行了验证。结果表明:腐蚀会引起预应力筋与混凝土间变形协调性下降,极限荷载时,变形协调性的退化使构件承载力降低,考虑腐蚀预应力筋与混凝土间的变形不协调,有助于提高承载力的计算精度;变形协调系数随腐蚀率、梁高、梁宽和混凝土强度增加而增大,随预应力筋重心至梁底距离增加而减小。     

部分预应力混凝土梁疲劳性能及工程经济性分析

为解决那些由于早期桥梁的设计标准低或服役时间过长,导致破损、承载力不足以及老化严重的问题,对部分已建桥梁提出改扩建计划。对桥梁改扩建工程,在满足当前设计要求的基础上合理选择钢筋与混凝土等级,可以有效节约成本,体现环保理念。通过对两组共8根不同钢筋与混凝土等级组合下的PPC梁分别进行静力试验和疲劳试验研究,分析不同组合形式下试验梁的力学性能,并结合其工程造价进行全面的研究。结果表明,提高混凝土等级能有效提高试验梁的疲劳性能,并可节约成本,为改扩建桥梁工程中钢筋混凝土等级的选择提供参考依据。     

SRHSC梁主要设计参数损伤敏感度分析

以型钢高强混凝土(SRHSC)梁为研究对象,结合SRHSC梁受力机理及承载能力的试验研究成果,提出了极限状态下的承载能力是评价梁力学性能的关键指标,将损伤前后梁正截面抗弯承载力之比和斜截面抗剪承载力之比的均值作为自变量,给出了SRHSC梁损伤表征函数,并借助"预定损伤法",揭示了主要设计参数对SRHSC梁损伤演化的影响规律。研究成果将为建立地震激励下SRHSC框架结构楼层损伤模型提供理论和数据支持。     

荷载重分布对退化钢筋混凝土桥可靠性的影响

为了能依据体系可靠度的概念对桥梁进行优化设计 ,找到体系可靠度与失效构件数目及失效顺序的关系 ,笔者以某钢筋混凝土简支梁桥为例 ,将 5片T梁看作一个主梁体系 ,针对几种不同的主梁体系失效模式 ,采用“修正刚性横梁法”计算了当主梁体系中有一片或两片梁失效后剩余各主梁的荷载横向分布系数 ,讨论了荷载重分布对单片主梁和主梁体系可靠性的影响。结果表明 :失效梁离剩余梁越近 ,失效梁越多 ,剩余梁可靠性越低 ,而随着荷载重分布程度的加深 ,体系可靠度有所增加。     

桥梁结构安全性设计若干问题的思考

2004年以来,笔者一直在从事桥梁施工阶段的监理工作。在施工监理过程中,发现影响桥梁使用安全性、耐久性方面存在着若干问题,原因涉及到设计、施工和监理等方方面面。本文仅从设计方面的若干问题进行分析,并提出一些对策措施。一、具体细节的设计方面设计人员没有结合桥梁所在地区的材料实际供应情况。在乡镇,优质的砂石子材料一般不多,如果设计高强度混凝土(如预应力空心梁混凝土设计为C50),将可能给施工造成很大困难。因此,在乡镇地区,桥梁混凝土抗压强度设计为C40为妥。而在市区,预应力空心梁混凝土抗压强度设计为C40或C50均可,因市区…     

基于差值迭代法的矮塔斜拉桥施工索力计算和影响因素研究

为计算某矮塔斜拉桥的合理施工索力和探究不同状态参数对索力的影响,借助Midas/Civil建立有限元模型,基于差值迭代法进行施工索力优化计算,并分析了主梁混凝土容重、混凝土弹性模量、预应力筋张拉应力对索力的影响程度。研究结果表明：该桥经过4次差值迭代可获得合理施工索力;成桥阶段的弯矩、位移和应力满足规范要求;在3个状态参数中,主梁混凝土容重对索力的影响敏感性最大。     

锚杆锚固段拉脱失效对基坑安全稳定性的影响研究

为了探究锚杆支护基坑工程中支护结构失稳的灾变机理,揭示锚固段拉脱失效对锚杆支护基坑安全稳定性的影响,依托某深基坑工程开展现场试验,布置分布式传感器监测桩锚支护结构锚杆内力和变形情况,结合数值计算分析,研究支护锚杆锚固段的拉脱失效区域形成原因及判定方法。结果表明,锚杆的轴向应力随基坑向下开挖深度增加逐渐变大,其中,锚杆自由段轴向应力变化最为明显,锚固段区域轴向应力沿长度方向逐渐减弱。对比分析现场试验数据曲线,判定因预应力张拉作用使基坑预应力锚杆在锚固段存在一定范围的拉脱失效区域,研究依托工程的拉脱失效区域为1.0～2.0 m。拉脱失效会使基坑侧壁边坡的剪应变增量区域形成滑移面,导致滑移趋势明显增大,进一步验证了拉脱失效区域对基坑稳定性会有显著影响。工程设计时不能忽略预应力锚杆锚固段拉脱失效区域的存在,深基坑锚杆设计必须增大安全储备,以保证基坑安全稳定性。     

某炼钢厂主厂房加固效果评价

1 概况 合肥钢铁公司一炼钢厂建于1958年,原设计为3t转炉车间,后改为5t电炉。主厂房(见图1、图2)为双跨等高单层厂房,跨度均为15m,柱距6m,建筑面积6300m~2。设计采用工字形钢筋混凝土柱,T形钢筋混凝土梁,T形及工字形双坡屋面梁,大型屋面板,阶形杯口基础。由于各种原因,前期部分建成后不久,发现15m双坡屋面梁出现裂缝,故对主跨屋面梁用钢衍架进行了加固,对副跨屋面梁用预应力拉杆加固,以后分别对柱、天窗架作了加固处理,柱子用混凝土套加固,小柱用型钢加固,天窗架用钢结构加固。主跨12-34轴线钢筋混凝土吊车梁更换为钢吊车梁。     

碳纤维布加固高温作用后的连续梁试验研究和功能可靠度分析

比较分析了五根混凝土连续梁在碳纤维布加固后的极限荷载、变形、裂缝、延性系数等指标.在实际加固工程中无法对钢筋混凝土连续梁梁项进行加固,因此在试验中采用CFRP来加固梁的跨中,增强其正截面的抗弯承载力,并利用梁支座处出现塑性铰,引起弯矩重分布的特性,来达到加固的目的.为使试验更加接近加固工程实际情况,试验中加固是在持载情况下进行的.试验研究表明：使用碳纤维布提高高温作用后的混凝土连续梁的方法,能有效地抵抗二次火灾的影响;基于试验结果,推导出高温作用后碳纤维布加固的实用设计方法,与试验数据可以较好地吻合.在不能找出加固后梁所有失效模式的情况下,利用分阶段平截面弹塑性分析法求出加固后连续梁的极限挠度,求出了梁的功能（挠度）可靠度.     

活性粉末混凝土柱的抗震性能试验研究

活性粉末混凝土 (ReactivePowderConcrete ,简称RPC)是一种具有超高性能和超高强度的水泥基复合材料。本文首先论述了这一材料应用于结构抗震领域中的潜力 ,然后通过 4个小比例RPC矩形截面柱的拟静力试验 ,研究了RPC配筋柱的延性性能、滞回曲线及其破坏机理 ,分析了配箍率对RPC配筋柱延性的影响。     

火灾下钢筋混凝土梁热力学性能数值模拟分析

为了研究火灾下钢筋混凝土(RC)简支梁的热力学性能,建立火灾高温下RC梁的数值分析模型,与火灾试验对比验证模型的有效性;分别对4根完全相同的RC梁进行不同受火试验,研究受火时间、混凝土高温爆裂及钢筋-混凝土黏结高温退化对RC梁截面温度场分布、钢筋应力与滑移量分布、残余抗弯承载力的影响规律。研究结果表明：截面温度梯度随受火时间增长而扩大,底部角筋比其他纵筋升温均快;混凝土爆裂对直接受火面10 mm厚度范围内温度影响较为显著,角筋升温速率随受火时间增长而增大;底部纵筋应力随受火时间增长而下降,中筋的应力高于角筋;钢混界面滑移量随受火时间增长而增大,底部中筋的滑移量小于角筋;残余抗弯承载力随受火时间增长而线性减小;爆裂深度对残余抗弯承载力的影响程度要高于爆裂面积,跨中1/5跨长位置爆裂对残余抗弯承载力影响最大。     

火灾作用后RC简支梁抗弯承载力试验研究和可靠度分析

建筑物发生火灾后 ,结构的力学性能如何变化一直是研究人员普遍关注的热点问题。但是火灾对建筑物的影响因素较为复杂 ,这些问题至今还没有得到很好的解决。笔者通过试验研究了 11根三面受火钢筋混凝土简支梁在不同初始荷载和配筋下的火灾后抗弯承载力和可靠度 ,并进行了比较。试验结果表明 :在其他条件相同仅配筋不同时 ,钢筋配置适当增加 ,火灾后抗弯承载力下降减少 ,钢筋混凝土梁的抗火能力增强 ;在其他条件相同仅初始荷载不同时 ,初始荷载增加 ,抗弯承载力下降增加 ,火灾后可靠度的下降幅度也增加。试验研究为钢筋混凝土梁的抗火设计和火灾后的修复和加固提供了参考依据。     

基于二阶矩法的钢筋混凝土连续梁可靠度分析

根据结构可靠性理论,运用应力-强度干涉模型,考虑随机参数服从正态分布情况下的影响,构建连续梁在强度失效模式下的可靠性模型,应用二阶矩法通过数值分析计算结构的可靠指标,得出了结构的可靠度。为使所建立的模型符合钢筋混凝土结构的具体受力特点,荷载效应计算中考虑了钢筋混凝土结构的内力重分布,承载能力计算中参考了《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)给出的近似计算公式,得到了多维非线性的极限状态方程。通过实例对模型和可靠度方法进行了验证,计算分析表明,本文所建立的可靠性模型揭示了钢筋混凝土连续梁在各种随机因素作用下强度失效的规律,为钢筋混凝土连续梁的可靠性分析提供了依据。此外,本文提供的构件可靠度计算思路也可为其他各类钢筋混凝土构件的可靠度分析提供参考。     

截面温度非均匀的防火装饰一体化钢梁的抗火性能分析

基于ANSYS软件建立了细石混凝土半填充、细石混凝土全填充和加气混凝土砌块填充三种防火构造的分析模型,探究了截面温度非均匀分布对防火装饰一体化钢梁的温度场和剩余承载力的影响,分析了钢梁上下翼缘及腹板参数对构件抗火性能的影响。结果表明,翼缘宽度的增大会明显降低钢梁的剩余承载力,翼缘厚度的增加会导致钢梁承载力略有下降,钢梁高度的变化对剩余承载力影响不大。给出了防火装饰一体化钢梁剩余承载力的简化计算公式,公式计算结果与有限元结果吻合情况较好。     

煤巷顶板围岩结构承载能力弱化分析

为了揭示煤巷顶板围岩承载能力的弱化机理,结合已有的研究成果,建立巷道顶板三向承载梁结构承载弹塑流弱化分析模型,确定三向承载梁结构承载状态的分析方法,提出用围岩塑性区深度、宽度、长度作为评价巷道围岩承载的弱化分析指标,研究围岩性质、支护强度、采动应用等诱导因子对煤巷顶板结构承载能力弱化分析指标的影响规律。研究结果表明:随着围岩强度的提高、支护强度的增加、扰动应力的减小,弱化分析指标呈似线性减小的变化规律,且减幅由大到小排序为塑性区长度Sy,宽度Sx和深度Sz,同时提高围岩强度、支护强度,减小采动作用应力,煤巷顶板弱化分析指标的减小程度显著高于单因子的改善。     

杉木短柱高温烘烤后残余承载力研究

为了研究杉木短柱在高温后残余承载力,制作了一批构件,进行了高温烘烤和轴心压缩试验.通过对试验结果进行分析,研究杉木短柱炭化速度和压缩性能变化规律,探讨烘烤温度、防火漆对杉木短柱炭化速度、残余承载力的影响.试验表明,杉木短柱炭化速度随着烘烤温度的增加而增加,高温后杉木短柱的压缩曲线分为弹塑性阶段和破坏下降阶段,当荷载达到...     

施工过程中人因差错控制效率分析

以一个钢筋砼单筋梁受弯构件正截面承载力失效概率为例,通过数值模拟发现:检查抽样率为100%的首次检查对控制人因差错非常有效,提高取样率可以有效减少和降低人因差错的发生及其影响程度,但随检查次数增加检查效率直线下降。当对各种工序进行比较细致的检查时,适当提高结构参数设计值可有效防止由较难检查出来的微小人因差错引起的结构失效。显然,质检方法、检查次数、取样率和提高结构参数设计值对人因差错控制效率的提高是十分重要的;人因差错控制效率与检查人力、物力投入成正比。上述结论对合理控制施工过程中人因差错的方案选择具有一定的现实意义。     

基于Winkler模型的沿空留巷底板变形力学分析

沿空留巷顶板岩层垮落到底板时,会影响底板的受力和变形,进而导致底臌,底臌的产生将直接影响采煤工作开展。为了对巷道底板的变形机理进行研究,根据空留巷底板受力特点,将巷道底板视为弹性地基梁,建立顶板岩层垮落在巷道底板上的不均匀荷载作用下的Winkler弹性地基梁力学模型,通过对高阶微分方程求解,分析巷道底板任一处的挠度、转角、弯矩及剪力的分布规律,并结合内力分布规律对底板破坏机理进行分析。结合工程实践,提出了防止底板变形的措施,为类似工程的设计及施工提供参考。