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2011年02月18日

【期刊论文】碳纤维与混凝土界面粘结应力计算方法

程永春, 李春良, 刘寒冰, 王波

交通运输工程学报,2004,7(2):46~49、54,-0001,():

摘要

为了确定碳纤维加固混凝土结构承载过程中胶层部位的剪应力分布规律,判别碳纤维与混凝土界面间是否发生剥离破坏,进行了碳纤维布加固混凝土构件的拉伸试验,基于弹性理论,推导了已知力作用下的任意点胶层界面剪应力与碳纤维正应力的计算方法。计算结果表明碳纤维与混凝土界面的剪应力、正应变的分布规律与试验结果相吻合,计算方法有较高的精度,计算得出胶层部位的极限剪切强度为3.96MPa,在实际工程中,为防止剥离破坏的发生,应确保胶层剪切应力小于此值。

关键词: 桥梁工程 碳纤维, 剥离破坏, 粘结应力, 拉伸试验

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2011年02月18日

【期刊论文】一种基于灵敏度矩阵进行桥梁损伤识别的方法

程永春, 谭国金, 刘寒冰, 赵宏

公路交通科技,2008,25(7):81~84,-0001,():

摘要

重点研究了一种基于灵敏度矩阵对桥梁进行损伤识别的方法。基于振动分析的矩阵摄动理论,首先讨论了求取模态参数对结构物理参数灵敏度矩阵的方法,形成灵敏度矩阵的过程中避免了偏微分计算;基于灵敏度矩阵,建立了桥梁的损伤识别模型,并给出了此模型具体的求解方法;然后利用Guyan 缩减的方法来缩减结构的模态自由度,保证了在进行损伤识别的过程中利用较少的模态参数,进而提高了方法的实用性;最后把所述方法应用于三跨预应力混凝土连续箱梁桥的实际损伤诊断工程。结果表明,利用所述方法进行预应力混凝土连续梁桥的损伤识别是有效的。

关键词: 桥梁工程 损伤识别, 灵敏度矩阵, 混凝土桥梁, Guyan 缩减

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2011年02月18日

【期刊论文】预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的经典层合理论力学解析

程永春, 李春良, 何峰

中国公路学报,2009,22(1):60~65,-0001,():

摘要

为揭示预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的弯曲变形规律,将层合理论应用到预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁的结构分析中。建立了集中荷载作用下梁内任意点的挠度、应变及层间应力等计算公式,并对预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁的力学性能进行了相应的计算;同时利用基于该理论所建立的公式解释了碳纤维布与混凝土的剥离、碳纤维布断裂以及混凝土压碎等试验现象的发生过程。结果表明:计算结果与试验结果相吻合,说明采用该理论分析碳纤维布加固的钢筋混凝土梁是正确的。研究结果为预应力碳纤维布加固混凝土结构的分析提供了新的途径。

关键词: 桥梁工程 钢筋混凝土梁, 经典层合理论, 预应力, 碳纤维布

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2010年02月01日

【期刊论文】高强钢-混凝土组合梁受力性能分析

王春生, 宋天诣, 冯亚成, 徐岳

交通运输工程学报,2008,8(2) :27~33,-0001,():

摘要

为研究高强钢-混凝土组合梁中结构几何参数及材料强度对组合梁受力性能的影响,建立了14组构件在跨中两点对称荷载作用下的有限元数值模型,对其受力性能进行了分析。分析结果表明: 在承载能力极限状态下,钢梁的贡献占竖向抗剪强度约7710%;在弹性与塑性阶段,不同材料强度的组合梁的跨中最小与最大挠度比值分别为7915%和2810%;在塑性状态下,不同混凝土板横向配筋率和宽度的组合梁的跨中最小与最大挠度比值分别为6211%和5313%,不同材料强度、混凝土板宽度、横向配筋率和厚度的组合梁的最小与最大纵向滑移量比值分别为2510%、4119%、6312%、7017%。可见,提高钢梁强度或增大钢梁尺寸可显著提高组合梁竖向抗剪能力;材料强度对组合梁弹性工作阶段的跨中挠度影响较小,混凝土板横向配筋率及其宽度对塑性状态下跨中挠度有较大影响;弹性工作阶段材料与几何参数对组合面滑移的影响不明显,塑性状态下材料强度、混凝土板宽度、横向配筋率及厚度对纵向滑移影响较大。

关键词: 桥梁工程 高强组合梁, 参数分析, 抗剪性能, 挠度, 纵向滑移

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2010年02月01日

【期刊论文】带管翼缘的钢-混凝土组合梁抗弯性能试验研究

王春生, 王艳丽, 翟晓亮, 段兰, 李宝瑞

交通运输工程学报,2008,8(6):63~69,-0001,():

摘要

为了研究带钢管混凝土上翼缘的钢-混凝土组合梁在静载作用下的抗弯性能,进行了组合梁静力试验,建立了组合梁有限元模型,进行了非线性静力变参数分析。基于钢材的理想弹塑性模型和圆形钢管约束混凝土模型,建立了正截面抗弯承载力理论分析模型。研究结果表明:新型组合梁满足平截面假定,抗弯承载力大,延性好,钢管内填混凝土与管壁无滑移;极限抗弯承载力随含钢率与钢材的屈服强度的提高而增大,管内填混凝土强度的提高对极限承载力影响不大,但可以显著提高其延性,因此,在新型组合梁设计过程中要考虑内填混凝土强度和上翼缘钢管屈服强度之间的匹配关系;极限抗弯承载力试验值与理论计算值的比值为1.07,说明理论分析模型偏于安全。

关键词: 桥梁工程 钢-混凝土组合梁, 钢管混凝土, 上翼缘, 试验研究, 非线性分析, 抗弯承载力

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2010年02月01日

【期刊论文】基于断裂力学的老龄钢桥剩余寿命与使用安全评估

王春生, 陈艾荣, 陈惟珍

中国公路学报,2006,19(2):42~48,-0001,():

摘要

提出了基于断裂力学评估老龄铆接钢桥剩余寿命与使用安全的基本方法。根据铆接构件的疲劳破坏特征,建立了铆接钢桥简化断裂分析模型。鉴于简化断裂分析模型的不足,建立了铆接构件断裂分析模型,该模型可合理计入铆接构造、钉载等对疲劳裂纹扩展的影响。运用板壳断裂力学有限元程序,经计算回归得到了铆接构件断裂分析模型的几何修正因子公式。按铆接构件简化断裂力学模型和构件断裂力学模型,计算了浙江路桥主要杆件的剩余寿命,结果表明: 按后者计算的剩余寿命均比前者降低约35%,可见钉载、钉孔应力集中等的影响是显著的。为保证正常使用功能,简化断裂分析模型和构件断裂分析模型的超声波探测间隔分别为4、2a;若按保证主桁结构承载安全,则探测间隔已超过100a,这样的探测间隔在一般情况下已无须考虑。

关键词: 桥梁工程 老龄钢桥, 断裂力学, 疲劳剩余寿命, 检测间隔, 断裂有限元模型

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2010年02月01日

【期刊论文】钢桥塔局部稳定试验与数值分析

王春生, 王茜, 俞欣, 任腾先, 徐岳

长安大学学报(自然科学版),2008,28(5):67~72,-0001,():

摘要

依据钢桥塔的结构形式和受力特点,设计了具有典型构造形式的钢桥塔节段模型。对模型进行了轴心受压试验,得到了构件破坏时的稳定承载力、局部失稳模态以及受力特征,揭示了钢桥塔局部失稳破坏机理,建立了钢桥塔节段的板壳有限元模型,分别进行了一类稳定和二类稳定计算。结果表明:考虑材料非线性、几何非线性以及结构初始缺陷影响的二类稳定计算结果与试验结果吻合较好;局部失稳的发生导致了结构的几何构形发生了改变,在局部变形不断增大的同时,钢桥塔壁板的轴向应变分布也由均匀变为不均匀;基于模型试验和数值分析结果,对钢桥塔的稳定性分析和设计提出了建议。

关键词: 桥梁工程 钢桥塔, 局部稳定, 模型试验, 有限元, 稳定分析, 非线性

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2010年02月01日

【期刊论文】铆接钢桥的系统疲劳可靠度评估

王春生, 陈惟珍, 陈艾荣

中国公路学报,2008,21(5):45~49,-0001,():

摘要

针对铆接钢桥的疲劳失效特点,在建立铆接钢桥构件整体断裂力学数值分析模型的基础上,提出铆接钢桥构件、结构系统疲劳断裂可靠性分析模型。基于Monte Carlo算法,编制用于铆接钢桥系统疲劳可靠性分析的大型程序。将铆接钢桥系统疲劳可靠性分析模型应用于浙江路桥的系统疲劳可靠度评估,概率剩余寿命评估结果表明: 若按保证桥梁的正常使用功能,超声波探测间隔为1.5年,该值要比按构件简化断裂力学分析模型计算的系统探测间隔(4年) 短,可见铆接构造、钉载等对概率疲劳寿命的影响是显著的。

关键词: 桥梁工程 铆接钢桥, 概率断裂力学, 系统疲劳可靠度, Monte Carlo算法

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2010年02月01日

【期刊论文】钢桥塔的塔形力学特性分析

王春生, 黄本才, 俞欣, 张子华, 徐岳

长安大学学报(自然科学版)2007,27(4):46~51,-0001,():

摘要

采用空间梁单元建立了几种典型钢桥塔的数值分析模型,对不同塔形进行静力和稳定分析,得到了不同塔形、相同塔形采用不同构造的静力和稳定特性。分析结果表明:不同塔型、构造对索塔的稳定性具有显著影响,在抵抗面内失稳、扭转失稳的能力方面,倒V形、A形桥塔具有明显优势;H形桥塔随横梁的上移,其抵抗面内失稳和抗扭转能力明显增加;对于A形桥塔,横梁的上移,降低了抵抗面内失稳能力;可以根据工程要求选择不同塔形。将采用空间梁单元进行第二类稳定分析得到的极限承载力与采用板壳单元分析模型得到的结果进行了对比。结果表明: 局部失稳比整体失稳早先发生,局部失稳控制钢桥塔的设计;在稳定极限承载能力状态下,两种模型计算得到的桥塔应力分布规律接近,两者进入塑性区域的位置基本一致。

关键词: 桥梁工程 钢桥塔, 塔形, 有限元模型, 静力分析, 第一类稳定, 第二类稳定

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2009年06月19日

【期刊论文】钢桥全桥全壳单元模型的空间计算方法

唐继舜, 郑凯锋*, 王应良

铁道工程学报,1997(2):17~22,-0001,():

摘要

文章指出现有钢桥结构计算方法存在不能准确反映桁架杆件之间和杆件与桥面之间的连续性能、忽略桁架杆件横向尺寸效应等问题,分析全壳单元模型对常用钢桥结构的适用性,提出建立与实现大跨钢桥全桥全壳单元模型的方法,同时分析指出这一结构分析计算新方法所具有的通用性。

关键词: 桥梁工程 钢桥, 结构分析, 全壳模型

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2009年06月19日

【期刊论文】铁路钢桥的全桥结构仿真分析研究

唐继舜, 郑凯锋

铁通学报,1999,21(1):62~67,-0001,():

摘要

全桥结构仿真分析的技术思想是建立完整、境一的整座桥梁结构分析体系,在该体系下构造全桥所有承载构件的组合形式数学模型+由此克服传统桥梁计算由于计算体系假设、计算平面假设、铰接或阿 接假设、边界条件假设和平截面变形假设等带来的不足+运用限制变形一还原内力原理确立结构仿真分析的初始形态+在此基础上进行大规模的全桥结构效应分析计算,使分析结果详尽、精确、可靠。本文建立大跨铁路钢桁粱桥和钢板梁桥全桥结构仿真分析数学模型,说明了钢桁梁桥杆件和节点板详细应力分布、平面框架详细变形与应力分布和有变形缺陷钢板梁桥重要部位应力的仿真分析结果等问题。

关键词: 桥梁工程 结构仿真, 铁路钢桥

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2009年04月12日

【期刊论文】钢-混凝土连续组合梁滑移与挠度耦合分析

余志武, 周凌宇, 蒋丽忠

工程力学,2004,21(2):76~83,-0001,():

摘要

钢-混凝土连续组合梁界面滑移在一定程度上减小组合梁刚度,增大变形,影响构件性能。为定量研究组合梁界面滑移对构件性能的影响,对11根钢-混凝土连续组合梁进行了静力试验,描述了连续组合梁的滑移和挠度分布规律,建立了不同边界条件和不同荷载作用下的简支组合梁滑移挠度联合微分方程组,利用叠加法建立了钢-混凝土连续组合梁滑移和挠度的解析解计算公式。利用解析公式对17根连续组合梁试件进行了计算,计算结果与实测值吻合较好。计算结果表明,剪力连接程度对挠度有一定影响,当剪力连接度达到完全连接后,增大剪力连接度对挠度影响很小;当剪力连接度在0.6~1.0范围内时,界面滑移引起的挠度增量小于5%;同时,随连续组合梁剪力连接度的降低,连续组合梁界面滑移逐渐趋近于无剪力连接的叠合板滑移值。

关键词: 桥梁工程 钢-混凝土组合梁, 解析法, 剪力连接度

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2009年03月31日

【期刊论文】配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱梁纯扭试验研究

方志, 祝明桥, 胡秀兰, 程火焰

中国公路学报,2005,18(3):43~47,-0001,():

摘要

研究了配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱梁纯扭的受力性能;介绍了试件设计及其材料力学性能、施扭装置和各种测量方法;分析了各级扭矩荷载作用下,构件线扭转角、跨中截面畸变、钢筋(纵筋和箍筋)的应变、构件混凝土开裂后截面不同位置处裂缝沿纵向夹角的规律;探讨了配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱形梁受扭破坏机理并提出了相应的开裂扭矩和极限扭矩计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。

关键词: 桥梁工程 箱梁, 试验研究, 纯扭, 钢纤维高强混凝土

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2009年03月31日

【期刊论文】体外预应力高强混凝土薄壁箱梁试验研究

方志, 祝明桥, 胡秀兰, 徐昌慧

中国公路学报,2004,17(3):25~30,-0001,():

摘要

进行了体外预应力高强混凝土薄壁箱梁从预应力钢绞线张拉到承载力极限破坏这一全过程的试验研究,研究了体外预应力损失及应力增量、跨中截面应力一应变分布以及跨中挠度和抗裂性能等问题。研究结果表明:体外预应力高强混凝土薄壁箱梁预应力损失实测值与现行规范计算值基本吻合,探讨了其截面受压翼缘有效分布宽度和体外预应力筋应力增量的变化规律,初步揭示了体外预应力高强混凝土薄壁箱梁在混凝土开裂前和受拉非预应力钢筋屈服后混凝土受压翼缘存在不同的剪力滞效应,并提出了相应状态下的受压翼缘有效分布宽度系数。

关键词: 桥梁工程 箱梁, 试验研究, 体外预应力, 高强混凝土, 预应力损失, 剪力滞

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2009年03月31日

【期刊论文】钢筋混凝土连续宽箱梁受力性能试验

方志, 曹国辉,

中国公路学报,2006,19(5):46~52,-0001,():

摘要

为研究连续箱梁混凝土开裂后的内力重分布和翼缘有效分布宽度的变化规律,制作了钢筋混凝土(RC)连续宽箱梁模型,并对加载至混凝土开裂这一过程进行了试验,研究了均布荷载作用下连续箱梁各控制截面应力及应变分布规律、翼缘有效分布宽度、挠度和抗裂性能变化情况。基于换算截面法,运用变分原理对开裂混凝土连续箱梁的剪力滞效应进行了分析,并与规范方法和试验结果进行了对比。考虑弹性支座的影响,对连续箱梁的内力重分布与变形进行了分析,分析结果与试验结果吻合较好。

关键词: 桥梁工程 连续箱梁, 试验研究, 翼缘有效分布宽度, 内力重分布

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2009年03月20日

【期刊论文】大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装预测的迭代前进算法

袁海庆, 范小春, 范剑锋, 周强新

中国公路学报,2003,(16)7:48~51,-0001,():

摘要

讨论了大跨度钢管混凝土拱桥拱肋吊装施工的特点以及由此产生的吊装预测计算中的问题, 提出了基于迭代理论的前进算法, 较好地模拟了拱肋吊装施工过程, 计算拱肋吊装的预抬标高、各吊装阶段的扣索索力及控制点标高, 为施工和监控提供依据。

关键词: 桥梁工程 钢管混凝土拱桥, 迭代前进算法, 吊装预测

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2009年03月05日

【期刊论文】基于模糊神经网络的大跨度钢管混凝土拱桥安全性评价方法研究

刘沐宇, 袁卫国

中国公路学报,2004,17(4):55~58,-0001,():

摘要

在深入研究现有桥梁安全性评价方法的基础上,把模糊理论与人工神经网络技术结合起来应用于大跨度钢管混凝土拱桥的安全性评价,建立了一种基于三层神经元的多用途量化模糊神经网络评价模型,通过样本学习训练,获取评价专家的经验知识和直觉思维。工程应用结果表明:该方法降低了评价过程中的人为因素影响,保证了评价结果的客观性。

关键词: 桥梁工程 安全性评价, 模糊神经网络, 钢管混凝土拱桥

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2007年04月12日

【期刊论文】跨桁式钢管混凝土拱桥空间非线性有限元分析

邵旭东, 张阳, 蔡松柏, 胡建华

中国公路学报2006年7月第19卷第4期/China Journal of Highway and Transport July 2006, Vol. 19, No. 4,-0001,():

摘要

采用共旋坐标法导出钢管混凝土杆单元在大位移、大应变条件下的空间几何、材料非线性耦合的单元切线刚度矩阵;提出了在n+1维荷载一位移空间Rn+1求解非线性有限元方程组的位移增量法迭代格式,该格式保留了迭代刚度矩阵的部分带状性能;在此基础上编制相应的有限元程序NSTSAP(几何非线性)和NSTSAP2(双重非线性)。通过与湖南茅草街大桥拱顶节段试验模型进行对比分析发现:该方法能较好地反映桁式拱肋钢管混凝土拱桥空间受力的非线性性能。

关键词: 桥梁工程 钢管混凝土拱桥, 共旋坐标法, 几何非线性, 材料非线性

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2007年04月12日

【期刊论文】二次预应力组合结构试验研究

邵旭东, 李立峰, 张伟

中国公路学报2006年1月第19卷第1期/China Journal of Highway and Transport Jan., 2006, Vol. 19, No. 1,-0001,():

摘要

为了解决预应力混凝土结构中反拱过大的问题,提出了二次预应力组合结构的新概念;基于线性徐变理论和变形协调原理,推导了二次预应力组合结构的内力重分布计算公式;在此基础上,进行了二次预应力组合结构和常规预应力梁的对比试验,并进行了大量的数值计算和分析,得到了结构内力重分布结果和变形结果。试验结果和理论分析均表明:二次预应力组合结构可大大改善反拱过大等问题,值得进一步推广。

关键词: 桥梁工程 二次预应力组合结构, 试验研究, 收缩徐变, 内力重分布, 反拱度

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2006年04月04日

【期刊论文】地震作用下板式橡胶支座滑动的动力性能分析

范立础, FAN Li-chu, NIE Li-ying, LI Jian-zhong

中国公路学报,2003,16(4):30~35,-0001,():

摘要

采用双向滑动支座模型对城市立交桥板式橡胶支座抗滑性能不满足要求、发生滑动时的动力性能进行了分析。通过时单墩模型和一条全线简支梁实际结构的分析,初步得出了板式橡胶支座发生滑动时动力特性的规律以及对结构的影响。

关键词: 桥梁工程 板式橡胶支座, 动力性能分析, 地震作用, 支座滑动

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