摘要：针对山区钢混组合梁桥上部结构面临落石冲击的威胁,开展了钢混组合梁桥桥面板动力行为及易损性分析。首先,基于已有冲击试验,提出并验证了适用于落石冲击桥面板的数值仿真分析方法。其次,建立了落石冲击某原型钢混组合梁桥桥面板的精细化有限元模型,分析了桥面板和剪力钉的损伤演化过程、破坏模式和动力响应。然后,讨论了混凝土强度、纵筋屈服强度、直径和配筋率、横筋配筋率以及配箍率等设计参数对桥面板抗落石冲击性能的敏感性和影响规律。最后,综合考虑桥面板几何与材料特性以及落石冲击荷载的随机性,基于响应面法和蒙特卡洛模拟开展了桥面板的易损性分析。结果表明:提高混凝土强度及配筋率,可有效地增强桥面板抵抗400 kJ能级落石冲击的性能;对于所考虑工况,当落石速度在10~25 m/s时,桥面板跨中峰值挠度与板厚比值低于0.75。

摘要：为满足通行的需求悬浮隧道管体宜设计成大尺度的多车道宽幅截面,洋流是施工及运营阶段所面临的主要环境荷载。洋流作用下宽幅截面的绕流特性,以及缩尺试验或数值模拟时的尺寸效应值得重点关注。以椭圆形、圆端形、八边形3种按双向八车道设计的宽幅截面为对象,并以圆形截面为对照,用CFD软件fluent建立了非定常流下的二维数值模型。研究了不同形状及不同缩尺比的宽幅截面在均匀流下的复杂绕流特性,建立了各类截面升力系数幅值、阻力系数均值和力矩系数幅值与流速的关系图,获取了不同缩尺比下三分力系数的时程曲线,并在此基础上给出了稳定周期内的涡量云图。结果表明:当流速增大时,宽幅截面三分力系数变化不大,圆形截面阻力系数、升力系数则明显减小;3种宽幅截面中,八边形升力系数、阻力系数和力矩系数均最大,脱涡频率最小,椭圆形则与之相反;各类宽幅截面不同缩尺比之间的三分力系数存在不同程度的差异,需考虑尺寸效应带来的影响;尾涡脱落对结构所受三分力有一定影响,阻力系数与涡量云图中尾涡强度、分离点有关。

摘要：为了研究桥梁常用Q345C结构钢锈蚀损伤后的疲劳性能,开展了Q345C钢材电化学加速锈蚀试验和拉伸疲劳试验,得到了不同锈蚀损伤程度下Q345C钢材的蚀坑深度分布特征和疲劳寿命,给出了50%和97.7%存活率下的S-N曲线,并对不同锈蚀率试件的疲劳断口特征进行了对比分析,通过3D扫描逆向建模并结合ABAQUS/FE-SAFE进行疲劳寿命仿真分析。结果表明:随着锈蚀率的增大,锈蚀区域由点蚀为主向均匀锈蚀为主转变;锈蚀对疲劳性能降低与应力水平有关,低应力水平下锈蚀对疲劳性能的降低尤为显著;未锈蚀试件97.7%存活率的S-N曲线与BS 7608规范接近且略大于钢结构设计规范GB 50017-2003,而锈蚀损伤试件97.7%存活率S-N曲线均低于常用疲劳规范曲线,且200万次等效疲劳强度明显降低;锈蚀试件断口存在明显的疲劳台阶且断裂后塑性变形小,试件的断口裂纹扩展面积比与应力水平和锈蚀率均呈反比;锈蚀试件疲劳寿命仿真结果与试验相比误差最大仅为6.32%。

摘要：为研究位于复杂山区地形的桥址区风场特性及其对大跨度桥梁抖振响应的影响,以山区某斜拉桥为工程背景,采用大涡模拟方法获取桥址区足量监测点的脉动风场特性;分别以传统谐波合成法模拟的脉动风场、规范建议的C类脉动风场与大涡模拟方法计算得到的脉动风场计算桥梁的抖振力,并对三者进行了抖振响应对比分析;研究了桥址区非均匀风场特性对桥梁抖振响应的影响.研究结果表明:位于山区地形的大跨度桥梁的平均风速、风攻角以及紊流强度等特性沿桥跨呈现明显的非均匀性,紊流强度比、脉动风速谱以及相干函数均与规范建议值不同,反映了规范建议值在复杂山区风场中的适用性有限.采用谐波合成法模拟脉动风场得到的抖振响应相比大涡模拟方法同步监测所得到的脉动风场下抖振响应偏不安全,采用规范建议谱模拟风场所得的抖振响应相较于大涡模拟方法所得的抖振响应在竖向位移结果上偏不安全,但侧向位移和扭转位移结果上却偏于保守.非均匀风速对主梁竖向、侧向及扭转抖振响应影响较大,而非均匀风攻角对主梁扭转响应也有一定影响.非均匀风速来流下,跨中竖向和侧向抖振响应谱明显高于均匀风速来流的,而跨中扭转抖振响应谱与均匀风速来流相比差距并不明显.

摘要：针对植草红黏土干缩开裂问题,选取黑麦草、狗牙根和白三叶3种公路护坡中常用的草本植物,开展室内干燥试验研究干燥时间、根系类型、植草间距、试样尺寸、植物茎叶和季节气候等因素对植草红黏土干缩开裂特性的影响。结果表明:随着干燥时间增加,植草红黏土外部裂隙长度逐渐增加后趋于稳定,而内部裂隙参数如裂隙率、裂隙长度和裂隙平均宽度等均始终呈增加趋势;植物对土体裂隙的抑制效果与根系类型密切相关,狗牙根因具有倒三角形须根系,对裂隙的抑制能力最好,而白三叶因根系为直根系,其裂隙抑制能力相对最差;随着植物间距减小,红黏土内部裂隙率呈先减少后增大的趋势,裂隙率增大主要由根土间隙增多、根系吸力变大引起;裂隙率在黑麦草间距为4 cm时达到最小,说明该间距下植物根系分布最为合理,裂隙抑制效果最佳;试样尺寸主要影响土体裂隙率和裂隙长度,对裂隙平均宽度的影响较小;植物茎叶对土体裂隙发育的影响取决于其遮蔽土表抑制水分蒸发和因蒸腾作用加快土体水分丧失之间的强弱程度;红黏土裂隙发育受季节气候影响显著,在冬季主要以整体收缩为主而干缩裂隙较少。研究结果可为裂隙性红黏土路堑边坡的植物防护设计提供参考。

摘要：混凝土弧形梁在支模时往往成型精度难以保证,且制作较难造价高,而3D打印技术有着施工速度快、设计自由度高等特点,因此为解决混凝土弧形梁支模复杂等问题,对3D打印弧形模壳-现浇梁建造的有效性展开研究。根据已有3D打印混凝土配合比和工艺参数,设计和打印了3根3D打印弧形梁模壳,并测量了打印成型精度;模壳内部配置钢筋笼并现浇混凝土材料,制作出3D打印混凝土弧形模壳-现浇梁;对梁试件进行竖向加载测试,验证该建造方式的有效性。结果表明:3D打印弧形模壳实体与三维模型尺寸基本一致,中部误差最大为4%,且整体打印质量和成型质量较好;竖向加载下,3根3D打印弧形模壳-现浇梁试件破坏形态相似;弧形模壳和现浇梁之间设有加固筋的梁试件的开裂荷载和极限承载力得到显著提高,其中极限荷载提升幅度约25%。

摘要：为探究干湿循环作用下沟渠开挖弃土斜坡的长期稳定性,以广东省某弃土斜坡为研究对象,开展了不同干湿循环次数、压实度下的室内三轴剪切试验,获取了不同工况下的弃土抗剪强度参数,依据试验数据建立了考虑干湿循环和压实效应的弃土改进强度模型,并利用该模型研究了干湿循环对弃土斜坡长期稳定性的影响。结果表明:压实弃土的强度随着干湿循环次数的增多而减小,以K=0.96和σ3=20 kPa试样为例,经历2、4、6、8次干湿循环后峰值强度分别下降了21.9%、33.8%、40.8%、43.1%,总体来看在经历6~8次干湿循环后,强度趋于稳定;弃土斜坡在填筑初期的安全系数较高,但是随着干湿循环次数的增多,其安全储备不足,因此,在弃土场设计时,需要考虑一定的安全储备,尤其在弃土场下游有重要设施时。研究成果可为沟渠开挖弃土场安全储备设计提供参考。

摘要：【目标】基于气象参数,利用统计分析和数值模拟相结合的方法,确定钢箱梁在日照环境下的温度梯度模式,以解决传统实桥温度试验方法工作量大、成本高的问题。【方法】以浙江省杭州江东大桥为例,根据热传导原理,借助有限元软件,建立了包含铺装层的钢箱梁二维数值模型,并将模型计算结果与实桥获取的少量温度测量数据进行对比,以验证模型的准确性和可靠性。【数据】基于杭州地区2014年至2016年夏季晴天及多云天的气象数据,借助有限元软件计算得到江东大桥带铺装层钢箱梁的日最大竖向正温差样本数据,并对样本数据进行统计分析,最终得到钢箱梁具有50 a重现期的竖向正温差标准值。【结果】温度计算值与实测值吻合较好,两者最大差值不超过1.5℃;江东大桥钢箱梁夏季晴天及多云天的日最大竖向正温差服从广义极值分布;江东大桥带铺装层钢箱梁竖向正温差标准值为16.82℃,该值小于按照相关桥梁设计规范计算得到的取值。【应用】不同地区气象条件差异使得规范统一的温度梯度模式无法完全涵盖中国所有区域,本研究方法为根据当地气象条件,得到适用于该地区钢箱梁的温度梯度模式提供了参考。

摘要：通过对我国GBJ 3—88《砌体设计规范》、GB 50003—2011《砌体设计规范》和GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中砌体抗剪承载力公式的演变和参数的取值进行简要回顾,采用不同开间下6层砌体试算模型,分析了不同规范中正应力影响系数的差异。基于计算结果的分析,得出了各个规范的承载力在各开间下承受不同压应力时正应力影响系数的变化规律以及抗剪承载力的差异,还探讨了砌体规范抗剪承载力条文的修订采用何种方法更为合理。

摘要：该文基于无信息先验贝叶斯模型更新不同浸泡时间下砌体材料的抗压强度。依据《砌体结构设计规范》中砌体材料的强度概率分布,选择正态分布为似然函数,依此推导出服从正态分布的砌体材料抗压强度的Reference无信息先验,联合先验分布和似然函数,推导出μ和σ2的边缘后验密度,然后以此求出后验均值和方差的可信区间,并与经典统计学中的置信度区间进行对比。经过Reference无信息先验的贝叶斯模型更新之后,相比较于置信度区间,砖试件的均值可信度区间缩短了13.35%,方差的可信度区间缩短了36.57%;砂浆试件的均值可信度区间缩短了23.75%,方差的可信度区间缩短了57.34%。在小样本、高离散且无历史数据的情况下,基于无信息先验的贝叶斯模型可以缩短砌体材料在不同含水率下抗压强度的可信度区间长度,提高数据精度,有效降低了统计推断的不确定性,具有工程实用参考价值。