为探求钢管混凝土拱桥施工过程中需要重点关注的关键环节和部位,分析扣索索力对累计变形的影响,以及钢管和混凝土两种材料各自承担的应力比例和应力变化幅度.以一座中承式钢管混凝土系杆拱桥为例,针对各个施工阶段,采用有限元软件MIDAS/Civil进行结构变形、应力计算及稳定性分析.结果表明:该桥应力及稳定性满足JTG/T D65-06-2015《公路钢管混凝土拱桥设计规范》要求;钢管拱肋的吊装阶段和核心混凝土的灌注阶段,受力复杂,须要严格监测和控制;在拱肋吊装阶段,拱肋的竖向位移随施工推进而逐渐增大,施工过程中应实时监测拱肋线形并适时调整扣索索力,避免累计变形过大(可达到L/800以上,L为跨度);在施工过程中,拱脚截面为较薄弱截面,往往出现最大内力和压应力;钢管应力约为混凝土应力的6倍,且钢管应力变化幅度大于混凝土;各工况下稳定系数均大于规范值4.0,拱肋上弦管混凝土灌注(联合前)阶段更易发生失稳,其一阶模态稳定系数为29.33.
现有的轨道检测系统对曲线相关参数检测准确性不高,尤其是5 000 m以上大半径曲线,导致曲线数据报表利用率较低.针对这一问题,提出在使用经典DP(Douglas-Peucker)算法提取粗略曲线线型变化特征点的基础上,在该特征点周围窗口内使用角度阈值法提取角点,将角点连线成走向段,通过顺次寻找极值走向段的方法,确定曲线线型变化的直缓点、缓圆点、圆缓点、缓直点四大特征点,从而准确计算曲线平均半径、长度等参数,提高系统曲线检测准确性.将本文算法应用到车载轨道检测系统曲线参数检测中,并与现有算法及只采用DP算法提取的特征点进行对比.结果表明,使用本文算法对大半径和小半径曲线参数检测准确率均能达到95%以上,本文算法具有良好的适应性.
岩溶地区桥梁大直径桩基础受桩底岩溶威胁大,桩基施工过程中,在桩底狭小空间、泥浆沉渣富集等环境下,难以实现桩底三维精细探测.基于此,根据桩底探测环境和岩溶发育特点,提出了基于电磁波的桩底瞬变电磁方法和基于弹性波的桩底超声成像方法.通过建立足尺桩基岩溶模型,与现有地质雷达法和桩底声呐法对比,分别试验了所提方法对溶腔模型的探测效果,并总结出不同探测方法适用的桩基类型与异常解释原则.从适应环境、操作难度、探测深度、盲区、分辨率、解译、三维成像等方面比较不同桩底岩溶探测方法,综合来看,桩底超声成像方法有明显的优势,为大直径桩底岩溶探测提供了简单、有效的探测手段.
为研究不同憎水剂对隧道溶腔填充泡沫混凝土防水性能的影响,通过单掺甲基硅酸钠、纤维素、硬脂酸钙、硅氧烷、渗透结晶型活性硅五种憎水剂,对泡沫混凝土的流动度、吸水率和力学性能展开试验,并采用CT(Computed Tomography)测试技术及图像分析软件Avizo分析单掺不同憎水剂对泡沫混凝土孔隙结构的影响.研究结果表明:除甲基硅酸钠外,其他四种憎水剂与泡沫的兼容性较好,流动度均满足技术规程要求;单掺纤维素、硬脂酸钙、硅氧烷和渗透结晶型活性硅均可提高泡沫混凝土的干密度与抗压强度,泡沫混凝土的防水性能、孔隙结构和连通性能也得到改善,其中单掺硅氧烷防水效果最好.
为研究乌龙江大桥的全桥受力性能,在ABAQUS中建立了一种适用于连续梁拱组合体系的全桥杆系模型.对MIDAS/Civil模型与ABAQUS杆系模型进行线弹性分析,以验证ABAQUS有限元模型的准确性.计入全桥结构非线性以及几何非线性,揭示连续梁拱组合体系的受力性能.结果表明:在线性阶段,两种模型在各施工阶段的截面内力较为吻合,应力分布基本一致;考虑非线性后荷载比例系数最大降幅为16.7%,说明结构非线性对受力性能影响显著;不断提高破坏区域截面抗弯刚度,全桥杆系模型由中跨支点处首先破坏逐渐变为次中跨支点处首先破坏,随后逐步降低主梁截面整体刚度,拱肋由于连续梁抗弯刚度大幅降低而承担更多的压应力,当主梁刚度降低至初始刚度的68.5%时,拱肋先于主梁发生破坏.
