摘要：现有UHPC梁受弯承载力计算方法均基于承载力极限状态下的受力模型推导,并用试验验证所得,未考虑正常使用极限状态到承载力极限状态纤维桥接作用退化对极限承载力的影响。对于UHPC梁,若正常使用极限状态允许其带裂缝工作,裂缝在活载作用下会存在闭合和张开的问题;若裂缝宽度达到一定值,伴随裂缝的闭合与张开,跨过裂缝的纤维-基体会因界面黏结疲劳导致黏结性能退化,纤维黏结性能的退化进一步引起UHPC梁跨中截面一定高度上的纤维桥接作用失效,影响其受弯承载能力计算的准确性。为此,充分研究了应变硬化与软化UHPC材料的力学性能,分析了单调和循环加载下纤维与基体的黏结滑移关系,确定了正常使用极限状态下裂缝不扩展的宽度值,然后考虑应变硬化UHPC极限拉应变和钢筋屈服应变的关系,基于循环荷载下跨裂缝纤维-基体黏结性能退化规律,分别建立了受弯全过程纤维桥接合理量化的钢筋UHPC梁受弯承载力计算方法。通过现有文献中UHPC梁的试验结果验证发现,对于应变硬化和应变软化UHPC梁,所提出公式的计算结果与试验结果平均比值分别为0.9和1.0,这表明所提出的计算方法可对应变硬化与软化UHPC梁受弯承载力进行较为准确的预测。另外,研究发现,对于UHPC梁,若要充分利用UHPC中纤维的桥接贡献,其正常使用极限状态下裂缝的宽度不宜大于0.05 mm。

摘要：以某主跨390 m的独塔流线型钢箱梁斜拉桥为工程依托,采用风洞试验与计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)相结合的方法对流线型钢箱梁涡激振动机理与气动控制措施进行研究。首先,采用几何缩尺比为1∶30的主梁节段模型进行主梁涡振性能与气动控制措施优化研究;其次,采用CFD方法对主梁涡振响应进行流固耦合计算,将Newmark-β算法嵌入ANSYS Fluent用户自定义函数(User Defined Functions, UDFs)实现主梁结构振动响应求解,同时结合动网格技术实现主梁断面流固耦合分析;并根据判断条件来检索箱梁壁面上的网格单元,以获得主梁断面振动过程中的表面压力,然后结合主梁结构振动响应、表面压力以及流场特征等对主梁涡激振动机理进行分析。结果表明:该桥主梁原设计方案存在涡激共振现象,将梁底检修车轨道内移120 cm可有效抑制主梁涡振响应;主梁涡激振动响应的数值模拟结果与风洞试验结果吻合较好;检修车轨道内移120 cm后主要改变了箱梁下表面平均压力系数分布特性,且箱梁表面各测点脉动压力卓越频率不一致,有效减小了主梁涡激振动响应;流线型箱梁靠近迎风侧的“被动区域”对结构涡振响应贡献较小,背风侧“驱动区域”发生周期性旋涡脱落是影响流线型箱梁涡振的主要因素。

摘要：为了研究半横向通风送、排风孔形状和大小对隧道通风的影响,建立了港珠澳大桥海底隧道半横向通风孔物理模型;通过测试分析,研究了隧道内风量与风道内风量的关系以及不同风孔大小对隧道及风道静压的影响规律。结果表明:在相同通风动力下,送、排风孔面积越小越有利;在相同排风孔过风面积下,较高排风动力对应的通风效率较小;当变化风孔类型时,在送风段,风孔面积对风道内静压影响比较明显,在排风段,风孔形状对风道内静压影响比较明显。

摘要：为方便计算矮塔斜拉桥的竖向自振频率,基于双塔塔梁固结、墩支承的矮塔斜拉桥,应用Rayleigh法,推导了一阶对称和反对称竖弯振动频率公式,提出了名义单位质量的抗弯刚度的概念,对此公式的可行性进行了算例验证,并讨论了该公式的应用对象.研究结果表明:支承条件对该体系的竖弯频率影响较大,进行频率计算时应准确考虑支承条件;给出的能量法得到的竖弯基频计算值与有限元值误差能满足概念设计阶段的要求;该公式适用于双塔塔梁固结、墩支承的矮塔斜拉桥,抗风设计规范中的竖弯基频公式不适用于此类桥梁.

摘要：20世纪90年代后,正交异性钢桥面板在我国斜拉桥、悬索桥等大跨公路桥梁建设中得到广泛的应用。然而,由于受设计、制造水平所限以及越来越大的交通荷载影响,多座钢桥在运营10年左右即出现了较严重的正交异性钢桥面板疲劳病害,大大影响了钢桥的安全性及耐久性。为此开展正交异性钢桥面板足尺模型疲劳试验研究,模型纵向为1.0m+3.5m+1.0m的三跨结构,横向宽度3.0m,包括5个U型纵肋。模型所采用的结构形式、制造工艺、边界条件反映了我国大跨钢桥常用的扁平钢箱梁使用现状,另外在U肋-横梁交叉处采用几种新型构造。试验总计完成600万次常幅疲劳加载,试验结束时在U肋嵌补段对接接头处发现肉眼可见的疲劳裂纹。以测点应力突变作为疲劳敏感部位疲劳失效的准则,采用距离焊趾10mm处的测点应力作为参考应力,U肋嵌补段对接接头、与U肋焊接处的顶板疲劳强度等级均相当于欧洲规范Eurocode中的71类细节。

摘要：针对矮塔斜拉桥的受力特点,现有的界定矮塔斜拉桥与斜拉桥索梁活载比简化公式存在缺陷。采用比拟梁法,推导出车道荷载作用下的索梁活载比计算公式。比较了该公式与已有简化公式和有限元计算结果,结果表明,该公式与有限元解更为逼近。研究表明,在计算矮塔斜拉桥的索梁活载比时要计入车道荷载中的集中荷载的影响,并提出权矩阵可界定矮塔斜拉桥、斜拉桥及连续体系梁桥。

摘要：为研究桩基柔度对桥墩计算长度系数的影响,推导出了考虑桩基柔度的墩顶水平柔度计算公式,并将邻跨下部结构及支座抗推刚度集成为墩顶水平弹性支撑,利用轴压杆件的欧拉公式建立计算长度系数与临界荷载的关系,通过构件稳定性计算分析了影响计算长度系数的参数及其变化规律。结果表明,考虑桩基柔度的桥墩计算长度系数的计算结果较不考虑时的大,增幅至少在10%以上;桥墩较高时,桩基柔度对计算结果影响复杂。最后,建议在高墩设计中考虑桩基柔度的影响,以获得较准确的计算长度系数来保证结构安全。

摘要：武汉军山长江大桥在服役17年后,桥面板出现了严重的疲劳开裂问题,难以修补,为此提出一种钢桥面板不修补,上铺带横向钢板条的UHPC桥面加固方案。以军山长江大桥为研究背景,应用子模型技术对比计算了钢面板重度开裂时纯钢梁和加固后钢面板的应力状态;制作了双层钢筋网+UHPC的传统轻型组合桥面结构与钢板条+UHPC及三层钢筋网+UHPC两类新型加固结构,开展了横向抗弯静力试验及疲劳试验。研究结果表明:采用UHPC加固技术后,正交异性钢桥面的疲劳应力大幅度下降,其中钢面板-U肋焊趾处的横向拉应力沿纵、横桥向的分布降幅达78.8%~86.4%;UHPC拉应力方面,由于钢面板不修补,UHPC层下缘拉应力高达12.9MPa,UHPC层下缘布置80mm宽间距200mm的钢板条后,其底面名义开裂应力可达43.2MPa,远高于设计拉应力,钢板条+UHPC的钢桥面加固方案经过应力幅22MPa的1000万次疲劳试验,UHPC层具备800万次疲劳寿命(裂缝宽度小于0.05mm),且刚度无折减,因此可作为永久结构层与重度开裂的钢桥面构成轻型组合桥面结构,经UHPC加固后,原钢桥面的疲劳裂缝有望不再发展。

摘要：为研究隧道环境中氮氧化物对隧道通风的影响,根据不同国家隧道通风环境标准,综合考虑车型、汽车质量、海拔、车龄等影响因素,结合PIARC的相关标准和计算模型,以港珠澳大桥海底隧道工程为例,得出稀释氮氧化物的需风量,并与稀释一氧化碳及烟雾需风量进行对比分析。研究结果表明,氮氧化物中转化为二氧化氮的部分对隧道需风量影响较大,与稀释一氧化碳及烟雾需风量比较,稀释氮氧化物的需风量为控制值。

摘要：为确定斜拉桥的合理施工状态,使其成桥后达到理想成桥状态,采用正装优化法,建立索力优化的二次规划模型,并在模型中引入加权系数来更好地实现多目标控制参数的调整,使理想成桥状态下控制目标的不闭合差降至最低。运用该正装优化法对仙桃汉江公路大桥的施工张拉索力进行了优化计算。结果表明,该方法力学概念明确、计算速度快,克服了倒拆法等确定施工状态时难以闭合的弊端。