摘要：为研究带风嘴π型叠合梁断面涡激振动性能,基于某在建斜拉桥工程的设计方案,通过1∶50缩尺比刚性节段模型自由悬挂风洞试验,测试了不同工况下π型梁的涡振性能,并对上、下稳定板及组合稳定板措施的抑振效果进行了研究。进一步采用SST k-ω湍流模型,模拟了原断面和推荐措施下π型梁断面周围的流场特性,并结合绕流涡量演化图探讨了涡振抑制机理。研究结果表明:原断面在5种风攻角状态下均发生明显竖向涡激振动,且+5°攻角竖向幅值超过规范允许振幅。设置与边主梁等高的下中央稳定板明显降低了涡激振动响应,主梁涡振性能随着下中央稳定板高度的增加先提升后降低。

摘要：通过微纳米路表构建与超疏水材料涂覆技术相结合,制备了超疏水仿生水泥混凝土路面模型试件;开展超疏水材料涂覆技术研究,分析总结其制备工艺;采用自行设计的"冰-路"附着强度测试装置进行防覆冰性能测试,同时开展接触角测量试验、路面表面能计算及耐久性试验,综合评价超疏水仿生水泥混凝土路面的疏水、防冰效能。结果表明:超疏水水泥混凝土试件表面冰的残留率为29.9%,是普通试件的1/3左右,间接反映了超疏水路面具有较好的疏冰性能;与普通试件的接触角0°相比,超疏水水泥混凝土试件的接触角为153.5°,达到超疏水状态;表面能计算表明超疏水材料的作用降低了路面表面能,仅为普通水泥路面的3.4%,进一步验证了超疏水水泥混凝土路面可显著降低"冰-路"附着强度;通过模拟轮胎与路面的摩擦作用,接触角依然在90°以上,表明超疏水路面耐久性良好。

摘要：超疏水材料作为一种新型智能仿生材料,因优良的疏水、疏冰性能,在电力、航天等领域防冰除冰中得到了广泛应用,但在公路交通领域尚处于探索起步阶段。介绍了近年来国内外路面除冰技术存在的不足,分析了超疏水主动除冰技术在路面应用中的优势;概述了超疏水材料浸润性的基本理论;从促进液滴滚落、影响水滴结晶进程、降低冰附着力等方面,论证了超疏水材料在路面除冰应用中的可行性;从改变材料化学组成与粗糙度两个方面,分析了影响"冰-路"附着力的主要因素;在此基础上,介绍了超疏水材料制备与超疏水公路路面处治技术,综述了国内外冰与路面材料之间附着力的几种检测方法,主要包括:落杆撞击试验、水平剪切试验、重力式砝码剪切试验。在总结前人研究成果的基础上,本研究自行设计了摆锤试验以及劈裂试验,进一步验证了超疏水-防覆冰技术能有效降低"冰-路"附着力;并归纳了目前公路路面超疏水-防覆冰技术存在的问题,提出了未来研究发展的方向。

摘要：混凝土的徐变预测关系到结构长期性能的合理确定。目前已有多种混凝土徐变预测模型,为便于设计和研究,对各计算模型的影响因素进行了分析和综述。基于试验实测和参考文献结果,对各预测模型对高强混凝土徐变、早龄混凝土的压缩/拉伸徐变的实用性进行了评价。结果表明:JTG D62―2012和GL 2000模型较适用于高强混凝土;GL 2000模型较适用于早龄混凝土的压缩和拉伸徐变,但压缩徐变误差超过26.4%,拉伸徐变误差大于46.1%,其他预测模型的误差不可接受。因此,既有的混凝土徐变模型不适用于早龄混凝土的拉伸与压缩徐变预测。如要对早龄结构进行受力分析,需采用反映早龄混凝土结构拉伸/压缩徐变特性的徐变模型。

摘要：针对于随机荷载作用下动响应为约束的结构材料优化问题,基于结构拓扑优化思想,提出了一种变动响应约束的结构材料优化方法。采用分式有理式和幂函数识别结构材料单元特性参数,以微观单元拓扑变量倒数为设计变量,导出了频率及振型对微观单元设计变量的一阶导数,进而得到了随机荷载作用下结构均方响应的一阶近似展开式。结合变约束限的思想,建立了以结构质量作为目标函数,均方响应作为约束条件的连续体微结构拓扑优化近似模型,并采用对偶方法进行求解。对典型结构进行了考虑单个和多个动响应约束的结构材料优化设计,优化所得结果验证了该方法的有效性和可行性。

摘要：为研究掺钢纤维无配筋超高性能混凝土(UHPC)矩形梁的抗扭性能,分析钢纤维类型对梁体纯扭受力行为的影响,设计制作4根UHPC矩形梁[包括未掺钢纤维试件1根;掺短圆直、长圆直、端钩钢纤维试件各1根(钢纤维长分别为13,20,13 mm,直径均为0.2 mm,体积掺量均为2%)],并设计1套纯扭加载装置进行试件纯扭试验。基于试验结果,分析各试件在纯扭作用下的扭矩~扭率曲线、开裂和极限扭矩、扭矩~应变曲线、裂缝分布等,并推导UHPC矩形梁的抗扭承载力计算公式,将计算值与试验值进行对比验证。结果表明:掺入钢纤维使UHPC试件由脆性破坏变为延性破坏,且开裂和极限扭矩均有明显提升,最大提升幅度分别为45.6%和100.6%;当体积掺量不变时,钢纤维类型对无配筋UHPC梁开裂扭矩和扭率影响较小,但对极限扭矩和扭率以及裂缝分布有较大影响;掺端钩纤维试件和掺长圆直纤维试件的抗扭承载力和延性均优于掺短圆直纤维试件;掺钢纤维UHPC梁在纯扭作用下的主拉和主压应变显著高于未掺试件,表明钢纤维可以有效“桥联”UHPC基体;试件的抗扭承载力试验值和计算值比值的平均值为0.93,标准差为0.09,说明提出的抗扭承载力计算公式具有良好的精度。建议实际工程中的无筋或少筋UHPC构件采用端钩或长圆直纤维,以改善结构的抗扭延性和裂后承载力。

摘要：借鉴荷叶表面微构造特征,基于超疏水仿生理念,通过微纳米路表构建与超疏水涂层设计相结合,对传统水泥路面表层进行防覆冰、易除冰复合设计;分析超疏水材料的作用机理以及在路面应用的可行性,制备由主体结构混凝土层和超疏水-防覆冰层组成的路面板结构模型。对比超疏水路面和普通水泥路面表层的水滴接触角大小,分析其路面疏水性能;利用自主设计的"摆锤式附着强度"测试装置以及劈裂实验法测试试件"冰-路"附着强度。结果表明:对比普通水泥路面,超疏水-防覆冰路面表现出优良的超疏水性能,冰与路面的附着力大大降低,试验中残留附着冰的质量以及冰与路面的劈裂强度分别是普通水泥路面的36.80%和27.36%。

摘要：为研究双幅钝体钢箱梁桥梁涡激振动性能及其振动机理,进行了节段模型风洞试验。通过测振测压试验获取了模型涡振位移响应和表面各测点压力时程数据,并对比分析了间距从0.5m到3.0m每0.5m变化下箱梁表面测点脉动压力系数均值、均方差以及局部气动力与总体气动力的相关性和贡献系数。研究结果表明:节段模型在±3°、0°攻角均发生竖弯涡激振动,-3°攻角为最不利攻角。间距的变化引起箱梁表面及梁底的脉动压力差异化,间距超过2m时变化显著;双幅钝体钢箱梁间距存在一个涡振性能最优值,间距为1.5m时,双幅箱梁涡激振动虽未被彻底抑制,但涡振幅值大幅降低,在此间距下,上下游箱梁在桥面区域以及梁底区域表面压力脉动大幅削弱,降低了局部气动力与总体气动力的相关性,从而削弱了涡振幅值。

摘要：基于100m高测风塔上风速仪的现场实测数据,获得了开阔地貌台风风场的平均风速剖面与湍流度剖面模型。在大气边界层风洞中准确模拟了台风风场和《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2001)规定的B类风场,并通过一个大跨刚性模型测压试验,详细分析与对比了两类风场条件下大跨屋面风荷载分布规律特征。研究结果表明:在开阔场地条件下,台风近地边界层平均风速沿高度分布符合对数律,亦满足指数律,风剖面幂指数介于规范规定的A类风场与B类风场之间,平均湍流度比B类风场规定值大1倍;台风风场作用下,开阔地貌大跨结构屋面风荷载受湍流度的影响远高于受平均风速剖面的影响,体型系数随湍流度的增大而增大,屋面风荷载亦随之增大。

摘要：π型组合桥面主梁断面是目前斜拉桥常用的断面形式之一,然而π型开口断面为典型钝体气动外形,易发生气流分离与交替性的旋涡脱落,引发涡激振动问题,因此需要对其断面形式进行优化,以达到减振、抑振的效果。本文通过某主梁宽高比为7.9的π型组合桥面斜拉桥节段模型风洞试验,研究了栏杆形式的改变、稳定板、倒L型裙板等措施对主梁涡振性能的影响。研究结果表明,部分封闭检修道栏杆及斜拉索防护栏杆可不同程度降低竖向涡振幅值,但改变斜拉索防护栏杆的构造形式会增大主梁竖向涡振幅值;增加梁底稳定板长度或道数,减振效果更明显;倒L型裙板能降低主梁竖向涡振幅值,但对扭转涡振的减振效果不佳;倒L型裙板与稳定板的组合措施可进一步降低主梁竖向涡振幅值,但不能有效减小扭转涡振幅值;倒L型裙板与封闭斜拉索防护栏杆上缘的组合措施能有效抑制主梁涡振。研究成果可为类似主梁断面的涡振减振设计提供参考。