摘要：为了改进装配式空心板桥横向受力性能,设计了在铰缝结合面上利用连续钢板代替间断钢筋和改进铰缝结构与填充材料的2种铰缝改进措施,采用局部模型试验计算了铰缝结合面的法向和切向强度,提出了采用间断钢筋和连续钢板的铰缝结合面抗弯、抗剪承载能力计算公式。研究结果表明:局部模型试验值与公式计算值的误差不超过10%,表明所提出的抗弯、抗剪承载能力计算公式可以准确地计算采用连续钢板的铰缝结合面承载能力;未采用结合面钢筋的深铰缝,结合面法向强度为1.29 MPa,为弱侧混凝土轴心抗拉强度的39%,结合面切向强度为0.45 MPa,为弱侧混凝土轴心抗压强度的1.5%;采用间断钢筋和连续钢板的铰缝结合面法向强度较未采用结合面钢筋的铰缝分别提高了98%和73%,结合面切向强度分别提高了71%和78%;普通混凝土浅铰缝结合面法向强度为1.30 MPa,为弱侧混凝土轴心抗拉强度的40%,结合面切向强度为0.33 MPa,为弱侧混凝土轴心抗压强度的1.1%;采用UHPC填充深、浅铰缝的结合面法向强度较普通混凝土填充深、浅铰缝分别提高了13%和21%,结合面切向强度分别提高了64%和94%。

摘要：为研究钢管混凝土K形节点足尺模型疲劳性能,对其进行疲劳试验,并与钢管K形节点疲劳性能进行比较,通过对比分析得到钢管混凝土K形节点热点应力分布规律、疲劳性能演化和疲劳破坏形式,并探讨钢管混凝土K形节点疲劳寿命评价方法。结果表明:钢管混凝土K形节点与钢管K形节点最大热点应力的位置均位于受拉支管与主管相贯焊缝主管侧冠点处,钢管混凝土K形节点的应力集中系数约可降低至钢管K形节点的58%,且热点应力宜采用二次外推方式;两者疲劳性能演化过程均可分为疲劳裂纹萌生、扩展和破坏三个阶段,钢管混凝土K形节点在扩展和破坏阶段分别以沿主管壁厚方向和相贯焊缝长度方向扩展为主,与钢管K形节点主要扩展方向相反;两者疲劳裂纹均属于张开型Ⅰ裂纹,钢管混凝土K形节点疲劳裂纹断口沿壁厚方向呈"呲牙"状,且疲劳裂纹扩展路径较长。钢管混凝土K形节点抗疲劳性能明显优于钢管K形节点的最主要原因在于,管内混凝土的约束作用提高了钢管混凝土K形节点主管的径向刚度,钢管混凝土K形节点的压陷和外凸变形远小于钢管K形节点。基于一点法原则建立的钢管混凝土K形节点疲劳设计S-N曲线具有较高精度。

摘要：为了解钢管混凝土箱形叠合超高墩的设计理念和结构静力性能,以金阳河特大桥为背景,分析该类桥墩各部分作用和受力特性,并开展静力性能研究。该类桥墩内部的钢管混凝土格构柱为主要受力结构,并作为外包钢筋混凝土施工的劲性骨架;各柱肢钢管外包薄层钢筋混凝土以提高桥墩承载力;连接各柱肢的钢筋混凝土腹板参与抗剪。采用MIDAS Civil软件分析对比钢管混凝土箱形叠合超高墩和钢筋混凝土薄壁空心超高墩的静力性能。结果表明:最大悬臂施工阶段和成桥阶段,钢管混凝土箱形叠合超高墩的一阶弹性稳定系数大于钢筋混凝土薄壁空心超高墩;从墩顶向墩底分段增大钢管管径和壁厚,可使钢管和外包混凝土应力沿墩高方向不变;外包混凝土应力远小于钢筋混凝土薄壁空心超高墩,可采用较薄的低强度混凝土。

摘要：为研究车辆重载等引起的台后大不平衡土压力对整体式桥台H形钢桩基水平变形的影响,开展了有无考虑台后大不平衡土压力影响的整体式桥台-H形钢桩-土相互作用拟静力试验研究,分析对比台后大不平衡土压力对桩身水平变形、滞回曲线、耗能曲线和骨架曲线等分布规律的影响。研究结果表明:在小位移荷载作用下,整体桥H形钢桩基本无累积变形,在大位移荷载作用下,桩基累积变形迅速增大;在埋深较浅范围内,设计制作的桥台-H形钢桩试件(LAHP和AHP试件)均产生正向的局部累积变形,在埋深较深范围内,2个试件均产生负向的整体累积变形;台后大不平衡土压力对整体桥H形钢桩基的水平变形、累积变形、单步位移荷载下的水平变形、滞回曲线、耗能曲线和骨架曲线均产生较大的影响;在埋深较浅范围内,LAHP与AHP试件的桩身水平变形、累积变形和单步位移荷载下的水平变形存在显著差异,LAHP试件的正、负向不平衡力和正向累积变形均小于AHP试件的,但负向累积变形和等效黏滞阻尼系数均大于AHP试件的。

摘要：为研究阵列式布设内栓钉的钢管混凝土K型(CFST KS)节点疲劳性能,进行CFST KS节点和不布设内栓钉的钢管混凝土K型节点(CFST K)足尺模型的疲劳试验和有限元研究,对比分析了2种节点的热点应力分布、疲劳裂纹扩展过程和疲劳破坏模式,研究了内栓钉布设区域与排布方式对热点应力的影响,采用基于热点应力的S-N曲线探讨疲劳寿命的判定标准与疲劳寿命评价方法。结果表明:CFST KS节点的热点应力宜采用3点外插法计算,最大热点应力位于冠点处;CFST KS节点的疲劳性能演化过程可以分为疲劳裂纹的萌生、扩展和破坏三个阶段,CFST KS节点较CFST K节点在裂纹扩展阶段荷载反复次数更高,在裂纹破坏阶段疲劳裂纹的扩展速率更低,由于布设了内栓钉,疲劳裂纹扩展至鞍点附近后不再继续沿着相贯线方向扩展,而往主管环向且与主管轴线呈一定角度发展;建议采用CFST K节点冠点应变峰值变化15%对应的荷载反复次数作为疲劳破坏的判定基准;提出了基于热点应力的CFST K节点疲劳设计S-N曲线,并依据S-N曲线预测在同等热点应力幅下,布设内栓钉可以使CFST K节点的疲劳寿命提高45%;减少支管侧内栓钉的轴向间距和径向间距可以提高节点的疲劳性能,非支管侧的栓钉布置、栓钉的尺寸以及栓钉的轴向布置范围对疲劳性能的影响较小,栓钉的轴向布置范围对栓钉自身的受力状态有所影响;基于CFST KS节点静力与疲劳性能提出了内栓钉的合理布置形式。

摘要：为研究近场速度脉冲型地震动影响下公路常规梁桥的延性需求和震后残余位移,将公路常规梁桥简化为非线性单自由度体系,并采用简单脉冲模型模拟近场速度脉冲型地面运动,通过NSPECTRA软件,系统分析了速度脉冲幅值、脉冲周期以及自振周期、刚度和强度退化、捏拢等对体系延性需求和震后残余位移的影响规律;并采用正交试验设计的极差和方差分析方法,对近场速度脉冲型地震动的特征参数和自振周期间的耦合效应进行了分析。研究结果表明:自振周期和速度脉冲幅值是影响结构延性需求和震后残余位移的主要因素;震后残余位移总体上随速度脉冲幅值的增大而增大;脉冲周期主要影响与最大延性需求对应的自振周期,对震后残余位移的影响较小,且没有规律性;刚度退化和捏拢均会显著增大短周期体系的延性需求,而对长周期体系的影响则可以忽略不计;体系刚度、强度退化或捏拢越严重,其震后残余位移也越大;除自振周期与速度脉冲幅值之间存在一定的耦合效应外,其他参数之间的耦合效应很小。

摘要：桥梁震害调查显示,钢筋混凝土(RC)桥墩易受损,影响震后救援和灾后重建。采用小直径纵筋替换受损纵筋并外包碳纤维布(CFRP)的技术修复受损桥墩可缩短震后修复周期,节省重建费用。以某不规则连续梁桥的RC圆墩为工程背景,选择小直径纵筋的长度和直径、外包CFRP层数为参数,开展7根缩尺比例为1∶6的RC圆墩试件的拟静力试验;选用OpenSees建立有限元模型,采用试验结果验证其准确性,并开展参数分析。研究结果表明:设置小直径纵筋的桥墩的塑性变形集中在小直径纵筋高度范围内,桥墩破坏被限制在塑性铰区域内;与未设置小直径纵筋的桥墩相比,小直径纵筋使桥墩承载力降低20%~27%,但桥墩位移延性提高42%~85%,曲率延性提高47%~242%,耗能性能提高32%~56%;在满足桥墩承载力设计要求的情况下,使用小直径纵筋可有效提高桥墩抗震性能;设置小直径纵筋的桥墩在小直径纵筋区域内的实测CFRP最大应变明显大于未设置的试件,说明对设置小直径纵筋的桥墩外包CFRP,可防止桥墩过早破坏,提高延性;随着小直径纵筋长度增大或直径减小,桥墩耗能性能先增大后减小;建议以钢筋疲劳寿命需求为下限,塑性铰长度为上限选择小直径纵筋长度;选择满足保证塑性铰以外的纵筋受力始终在弹性范围内的条件下的最大直径为小直径纵筋直径;增大修复区域的混凝土强度可弥补设置小直径纵筋造成的桥墩承载力降低。

摘要：为进一步提高普通钢管混凝土叠合柱(简称“OC-CFST柱”)的受压承载力和耐久性,提出一种采用超高性能混凝土外包钢管混凝土叠合柱(简称“UC-CFST柱”),并开展22根(包括9根UC-CFST、9根OC-CFST和4根CFST)短柱试件的轴压试验,研究外包材料强度和面积占比对叠合短柱轴压性能和破坏模式的影响;同时,采用ABAQUS建立UC-CFST短柱的有限元模型,并开展了具有实际结构尺寸的短柱轴压性能有限元参数分析。研究结果表明:OC-CFST短柱破坏时外包层混凝土大面积剥落,而UC-CFST短柱由于UHPC中钢纤维的桥联作用,破坏时UHPC外包层比较完整。相比OC-CFST短柱,UC-CFST短柱的轴压刚度和轴压承载力均有显著提高,且在外包UHPC达到峰值压应变时达到轴压承载力。叠合柱外径不变时,随着外包混凝土面积占比的增加,UC-CFST短柱的轴压承载力近似线性增加,而OC-CFST短柱呈现线性递减趋势。最后,分析了采用现行钢管混凝土叠合柱结构技术规程中的轴压承载力公式计算UC-CFST短柱时的适用性,并在该规范公式的基础上建议不考虑0.9的附加系数,提出了可用于准确计算UC-CFST短柱轴压承载力的计算方法。

摘要：壁后空洞是一种常见的隧道病害形式,对衬砌结构的力学性能有重要影响。以福建省道206线龙门隧道的病害检测与改造工程为背景,设计制作了1/10缩尺模型,完成了10组不同工况下的卧式加载试验,重点关注不同空洞赋存条件下隧道衬砌结构的力学性能。壁后空洞的存在,使得空洞附近的衬砌变形由内侧收敛变为外侧扩张,且随着空洞范围的扩大,扩张趋势进一步加剧。拱顶赋存空洞时,空洞附近的围岩压力显著增大,各测点处的衬砌轴力均出现不同程度增长;但拱腰或边墙赋存空洞时,对衬砌结构力学性能影响较小。以上对壁后空洞赋存条件下衬砌结构力学性能的定性/半定量探讨,也可为后续数值模拟研究和理论分析研究提供必要的对比与验证。

摘要：湖州北刘屋桥为墩梁半刚性连接的钢-混组合梁整体桥,桥长38.2m,桥宽12.14m,跨径布置为(0.5+12+0.6+12+0.6+12+0.5)m。该桥主梁采用耐候工字钢和现浇混凝土桥面板组成的钢-混组合梁;在主梁与盖梁之间设置橡胶衬垫以适应主梁的弯曲变形;在盖梁中设置外包橡胶套的钢棒,并与端横梁现浇成整体,形成墩梁半刚接并取消墩上支座;采用整体式桥台去除伸缩缝,实现全桥无伸缩缝和支座。采用MIDAS Civil软件建立该桥有限元模型,分析其受力性能,结果表明:恒载作用下,采用整体式桥台,能更有效地发挥混凝土桥面板和钢梁各自的材料性能;桥墩位置无论采用墩梁铰接还是墩梁半刚接,均不影响整体桥主梁应力分布;温度荷载作用下,墩梁半刚接整体桥与墩梁铰接整体桥在墩顶位置处的应力分布有所不同。