大跨度简支钢混组合小箱梁桥设计与应用

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为推动大跨度简支钢-混凝土组合梁桥建设,依托佛山市弘德北路工程单跨73 m简支钢-混凝土组合梁桥,分析了该类桥型设计和施工方案,提出了钢-混凝土组合梁的受力计算方法.研究结果表明:大跨度简支钢-混凝土组合梁桥不适宜采用活载组合梁形式.施工临时支墩数量应根据桥下情况设置少量临时支墩,减少施工临时措施费,以及对桥下既有构筑物的影响.组合梁设计和施工中,引入装配化理念,便于施工质量控制及快速化施工.
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针对非规则边坡滑体在高位失稳后,因其势能较大而破坏力较强的问题,采用PFC 2D离散元数值模拟软件建立模型,以颗粒单元组成失稳滑体.再基于离散傅里叶逆变换的边坡坡表轮廓重构的方法,生成非规则几何形貌坡面的边坡模型,并将其导入PFC 2D进行数值计算,研究了不同傅里叶描述因子(D2、D3、D8)取值条件下边坡坡表几何形貌特征与高位滑体失稳运动特性的关系.研究结果表明:坡面轮廓对两类滑体(黏性与无黏性)的运动特性均存在显著影响.
针对钢箱梁日照温度场在中国中西部地区研究成果较少的现状,对四川省泸州市沱江四桥运营阶段钢箱梁温度场进行长期监测,利用ANSYS软件计算分析其钢箱梁温度场,并对比了计算值和现场实测值.基于该桥夏季运营阶段钢箱梁顶板、底板温差最大时的温度实测数据,采用指数函数描述钢箱梁日照温度梯度分布形式.选用高斯混合模型描述该桥钢箱梁夏季日最大正温差的概率分布,并在其基础上计算钢箱梁日照竖向正温差标准值.研究结果表明:计算值与现场实测值吻合较好,温度随时间变化趋势基本一致,验证了该有限元模型的准确性.采用统计分析方法,得到
为实现钢-混凝土组合梁快速装配化施工及其劣化时易于拆卸的需求,提出了一种可拆卸开孔圆钢管连接件.采用ABAQUS有限元软件对开孔圆钢管连接件进行推出试验模拟,研究了连接件开孔厚度、开孔中心夹角、开孔高度、钢材强度及混凝土强度对其抗剪性能的影响.研究结果表明:增加圆管厚度提高钢材强度,以及减小开孔高度提高连接件抗剪承载力.改变开孔中心夹角和混凝土强度,对连接件抗剪性能影响较小.基于塑性梁理论推导出开孔圆钢管连接件剪切屈服计算公式,并与有限元计算结果进行对比,验证了该推导公式的有效性.
为研究水化热-环境温度耦合作用下地下主体结构的温度场分布规律,以公常路中山大学深圳校区段下穿改造工程为背景,采用FEA有限元软件对该底板进行混凝土水化热模拟,并与自动化监测获得不同施工环境温度下主体结构底板混凝土的内外温度进行对比分析.研究结果表明:选择合适的环境温度下施工,可以有效控制大体积混凝土水化热温差.在施工环境温度过低的情况下,采取有效保温措施.在施工环境温度变化较大的情况下,选择水化热低水泥.
基于有限元模型建立模态柔度矩阵进行模态振型和固有频率与边界刚度系数间的灵敏度分析,推导柔度矩阵与边界支撑刚度及斜拉桥索刚度之间的灵敏度系数矩阵,建立实测挠度和理论挠度的差值与刚度修正值之间的关系表达式,并以实际斜拉桥的缩尺结构为试验模型进行静载试验,以挠度残差为目标函数对有限元模型进行修正,验证本模型的可行性.研究结果表明:模型经过修正后,挠度理论值和试验值基本一致,可为类似工程研究和应用提供借鉴.
为减少浅埋偏压隧道洞口段的施工风险,有效控制洞口段的围岩变形.以贵州玉石高速白岩湾隧道进口段施工为例,对超前管棚、偏压挡墙联合支护方案进行三维数值模拟分析,并与实际工程监测结果进行对比,探讨联合支护方案在浅埋偏压隧道洞口施工中的支护效果.研究结果表明:在浅埋偏压隧道进口段变形控制方面,采用超前管棚、偏压挡墙联合支护方案与未支护的工况相比,联合支护能有效控制隧道的拱顶下沉、周边收敛及地表沉降,实际工程监测数据也验证了数值模拟结果的准确性.在浅埋偏压隧道洞口段施工过程中,超前管棚、偏压挡墙联合支护方案可靠有效
为研究正交异性板局部锈蚀对静力性能的影响,通过电化学锈蚀获得不同局部锈蚀率的试验构件,对其进行静载试验.利用ABQUS有限元软件进行数值模拟,分析其承载力的退化规律.试验结果表明:局部锈蚀导致正交异性板承载力明显降低,试件破坏形式均为局部屈曲,局部锈蚀的存在导致屈曲部位有所变化;锈蚀导致正交异性板的顶板与纵肋内力及位移出现明显差异,共同受力性能降低;顶板发生锈蚀,导致正交异性板出现明显的应力集中现象,局部受力不均是导致静力性能退化的本质原因.
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