高填方路堤结构具有沉降量大、沉降不均匀等特点,极易产生路堤病害.为解决此类问题,文中以十巫北高速公路工程为依托,对绢云母片岩土石混合料高填方路堤在不同工况下填筑过程中的变形特征及其规律进行研究.结果表明,在填筑过程中,路堤最大沉降随填筑层厚的增加而增大,而层厚对侧向位移没有明显影响;高填路堤填筑高度与沉降和侧向位移呈正相关,坡脚附近出现了隆起,且隆起值也与填筑高度呈正相关;路堤的沉降和侧向位移随弹性模量的提高逐渐减小,在弹性模量大于 15MPa后,对路堤沉降和侧向位移影响明显变小;路堤的最大沉降量、侧向位移随着路基坡度的减缓而增大;路堤中心沉降和侧向位移随着压实度的增大而减少;现场观测数据验证了模拟的准确性,说明路堤沉降的规律为沉降在前期发展较快,后期逐渐减缓趋于稳定.
大跨度斜拉桥作为A类桥梁,通常采用黏滞阻尼器进行耗能减震,以控制E2 地震作用下结构的内力及位移.为研究不同的阻尼参数对钢混组合梁斜拉桥的的影响规律并得到最优阻尼参数组合,采用midas Civil 2021 程序建立某 390 m跨组合式钢混组合梁斜拉桥有限元分析模型,应用非线性时程分析法,计算结构的地震响应并对其进行阻尼参数敏感性分析.对主塔进行弹塑性分析,得到截面的屈服弯矩.结果表明,黏滞阻尼器对钢混组合梁斜拉桥地震作用下的内力和位移控制效果较好,安装黏滞阻尼器后的桥梁主塔处于弹性状态,结构受力满足要求.
为解决正交异性钢桥面采用传统沥青混凝土容易导致钢桥面早期破坏的问题,提出一种高强耐磨复合铺装体系(PCMA),由水泥基中间层、剪切螺柱接头及 SMA-13 表面层组成.采用有限元法对正交各向异性钢桥的受力特点进行力学分析.另外,采用热相容试验、高温车辙试验和疲劳试验研究复合铺装体系的性能,并将其与传统的双层沥青混凝土铺装层进行比较.结果表明,该种高强耐磨复合铺装体系的性能比传统铺装体系更优.
缆索吊装索鞍一体组合式锚碇是一种新型锚固结构,其工作阶段受力十分复杂,结合四川某大跨钢管混凝土拱桥建设工程并基于midas GTS NX有限元软件,对不同荷载组合下的新型组合式锚碇进行数值模拟,对其最大应力分布位置及锚索荷载占比进行分析.结果表明,新型组合式锚碇在复杂地形中具有更好的适用性,在不同荷载组合下,其最大拉应力及压应力均出现在荷载施加位置;增加主缆荷载会增大锚索的受力分配比例,增加扣索荷载会增加桩基及承台的受力分配比例;主缆荷载的增大会增加后排锚索的索力占比,扣索荷载的增大会增加前排锚索的索力占比.
现阶段桥梁结构横桥向等效静阵风荷载计算过程需要不断查阅图纸与规范,且变截面结构的等效静阵风荷载计算量巨大,计算过程相当繁琐.为降低工程人员计算难度,提高计算效率,利用Python语言及PySide2 开发了桥梁结构精细化横桥向等效静阵风荷载计算程序,该程序针对midas Civil结构模型中各单元具体尺寸及实际地形计算构件尺寸、构件基准高度等参数,进行横桥向等效静阵风荷载计算,无需大量翻阅设计资料数据、规范计算参数.针对某刚构桥对该程序进行应用,对比传统简化自主计算,效率提高了 16.6 倍,且准确性得到保障,实现了横桥向等效静阵风荷载加载的便捷性和高效性.
为合理分析城市道路交叉口交通安全事故的起因,降低交通事故率,以建设路与仙衣路交叉口为研究对象,采用交通冲突率作为评价指标对现状交叉口及优化后交叉口的交通安全性进行评价,并将评价结果进行对比分析.结果表明,合理分析现状交叉口的实际使用情况,就相关缺陷做针对性补充与完善,如增设右转渠化岛、增设交叉口信号配时、完善相关交通设施的布设等,可充分发挥道路及附属设施的实际功能,有效提高道路交叉口的交通安全性.
进行旧桥评估时,现有的评估方法主观性过强,需要评估人具有一定的专业知识且步骤繁琐.采用BWM方法(best-worst method)对旧桥进行评估,结果客观且可靠.文中基于湖北省境内中小型桥梁的病害统计,构建旧危桥评估体系;通过分析 BWM方法在旧桥评估中相校其他方法的优势,简明阐述其操作流程;将其引入旧桥评估体系,并列举实例进行验证说明.
桥梁作为连接城区路网的关键节点,深度影响城区整体交通运行,如何在桥梁群拆除重建时采取有效措施保障路网在施工期间的通畅性,需要利用科技手段对其保通方案进行设计与验证.以平陆运河钦州城区段跨线桥梁工程为例,利用宏观+微观交通仿真软件与BIM软件相结合的仿真分析方法,对跨线桥梁群集中改建施工期间保通方案的合理性进行综合评价.结果表明,该方法可为城区桥梁施工保通方案设计提供理论参考并验证其合理性,有效支撑运河沿线关键桥梁重建施工期间的交通管理,减小因桥梁拆建施工对交通流的影响.
港珠澳大桥跨越崖 13-1 气田管线桥施工最大悬臂状态受静风荷载作用可能存在静风失稳问题,影响结构正常施工与安全性.为解决上述问题,首先采用静力三分力系数法分析该桥最大悬臂状态设计基准风速作用下的静风效应,明确主梁各断面水平、竖向和扭转位移在不同初始风攻角条件下的发展变化规律;其次,对该桥最大悬臂状态不同初始风攻角作用下的非线性静风稳定性进行分析,基于控制断面的风速-扭转角变化曲线明确结构扭转发散临界风速;最后根据非线性静风稳定性分析结果对该桥最大悬臂状态的静风稳定性进行分析评价.结果表明,在正攻角范围内(0°～5°),主梁横向位移与扭转角最大值分别为-1.47 mm 与 0.023°,负攻角范围内(-5°～0°),主梁横向位移与扭转角最大值分别为为 0.25 mm与-0.007°,在不同初始风攻角作用下结构稳定系数介于 1.53～2.58 之间.不同初始攻角作用下结构的临界风速介于 63～109.6 m·s-1之间,结构在负攻角范围内的临界风速计算值较正攻角高.
文中以开挖面积为 604 m2 的超大断面清水江通航隧洞为研究对象,以数值分析手段模拟超大断面软弱围岩隧道施工过程中围岩及支护体系受力变形特性.研究表明,隧洞开挖过程中,拱顶围岩变形影响区域较边墙大,但边墙处围岩受剪应力较拱顶围岩更高;采用长锚杆加固拱顶围岩,可取得较好效果,但长锚杆对边墙围岩加固作用不明显,边墙处更适宜采用短锚杆;隧洞临时支撑拆除前,下导坑临时侧壁弯矩、轴力急剧增大,接近屈服破坏;临时支撑拆除后,主洞初期支护受力明显增大,拱部和仰拱以受弯为主,边墙以受压为主,受力最不利位置为拱脚.
粗骨料活性粉末混凝土(CA-RPC)桥面板是一种新型高性能桥梁构件,文中对其结构行为开展试验研究和数值仿真分析.对带湿接缝 CA-RPC 桥面板试件和无接缝桥面板试件进行四点弯曲加载的对比试验,得到全过程荷载-位移曲线;在三维有限元模型中通过引入牵引-分离本构关系,进行加载全过程数值仿真分析.研究表明,相比于整块预制桥面板,带湿接缝的 CA-RPC预制桥面板的抗裂性、极限承载能力,以及延性均有所降低;有限元模型中材料特性和接触关系的合理设置,可较好地模拟CA-RPC预制桥面板的力学性能.结合试验结果和相关规范,提出了 CA-RPC预制桥面板及其湿接缝区域的抗弯承载力计算方法.
为探究沥青在酸性环境下抗疲劳性能的变化规律及其影响因素,通过配置不同 pH 值的硫酸溶液模拟酸雨环境,同时设置了中性水(pH=7.0)作为对照组,对 70 号沥青和 SBS改性沥青进行了为期 7,14,28 d的浸泡处理,然后通过动态剪切流变仪(DSR)对浸泡后的沥青进行温度频率扫描试验及线性振幅扫描试验,并对影响沥青疲劳性能的因素进行分析.结果表明,应变大小、温度等因素对沥青抗疲劳性能均有所影响,其中酸性环境对沥青抗疲劳性能影响最为显著;随着浸泡时间的增长,70 号沥青在硫酸环境下疲劳寿命下降更为明显;SBS沥青在相同的酸性环境下具有更优的抗疲劳性能,适合于酸雨地区的沥青路面材料设计.
某山区高速公路在连日降雨条件下,原 15m高的浆砌片石路肩挡墙发生水毁,路面结构尚完整但处于悬空状态,在对破坏形态和坍塌成因进行分析后,基于"快速修复"理念,提出了先快速施工挡墙形成早期支挡效果以开放交通,后及时施工桩基并适当反压以改善结构性能的应急处理方案.随后采用midas GTS NS有限元软件建立数值计算模型,根据当前破坏形态,对墙体参数进行折减反演,得出了现有挡墙的实际强度参数,并基于强度折减法对初步应急措施和后续补强措施施作后的结构整体稳定性进行分析.结果表明,初步应急措施完成后,结构安全系数为1.197,能够满足施工期临时需要;后续补强措施实施后,路堤整体稳定性提升至 1.681,能够满足工程长久使用要求.
交通运输日益呈现高速化、重载化及大流量化的趋势,车辆传递给道路结构的循环荷载效应日益显著,明确循环荷载下高填方风积沙路基变形规律是其合理应用的关键.以新疆阿乌高速公路某标段为依托,通过分析现场监测站数据和室内动三轴试验,揭示在循环荷载下高填方风积沙路基的变形规律,对比分析现场观测站的路基沉降数据和室内试验结果,得出以下结论:高填方风积沙路基在施工完成后初期的压缩变形量很大,工后一段时间后沉降量较小且沉降变形逐渐趋于稳定.工后沉降量约为路基高度的 0.3%;高填方风积沙路基的沉降量与其竖向填筑高度基本成正比.高填方风积沙路基沉降变形规律说明其工后沉降不会过大.
为探究键齿形式、深度、连接方式对节段预制 UHPC拼装梁接缝抗剪特性及破坏形式的影响,以某一级公路大桥引桥工程为依托,制作不同类型键齿接缝试件开展荷载实验,分析受力行为及破坏模式,结果表明,键齿形式对接缝承载能力与破坏形式有较大影响;从抗剪能力看,多键齿与大键齿优于单键齿,无键齿与单键齿相当;静力荷载下,单键齿、双键齿、三键齿为接缝滑移破坏,大键齿为键齿剪切破坏;瞬时冲击荷载下,以局部剪切失效破坏为主;胶接缝的承载与抗变形能力显著优于平接缝;键齿深度对接缝的影响较小.
为解决超浅埋隧道下穿对既有高速公路安全运营的影响,依托某超浅埋隧道下穿高速公路工程,提出隧道下穿施工的详细隧道支护方案、加固方案和开挖方案,同时建立三维精细化数值模型,对隧道下穿的整个建设过程进行模拟分析,结果表明,采用预制装配式波形钢与混凝土组合结构箱拱型钢通道施工工艺下穿的建设方案,可有效控制沉降,降低对既有高速公路安全运营的影响.
岸坡的整体稳定是深切峡谷区高速公路建设的关键因素,文中以某特大桥主墩选址为背景,根据国标中岩体结构的划分与Jcond89 对结构面等级划分方法,结合 RMR89 分类法中考虑地下水对结构面条件评分的影响,构建新的GSI量化取值表.基于Hoek-Brown强度准则,获取岩体在一定应力条件下的非线性强度参数取值.计算主墩的稳定性,并通过离散元数值分析方法进一步分析岸坡的变形与位移情况.结果表明,当主墩位于 K39+030 与 K39+580 时,两岸岸坡稳定性均满足安全控制标准,且桥基处竖向位移均为毫米级别,适宜桥基修筑.
为探究钛酸酯偶联剂改性玄武岩纤维对沥青混合料界面黏附性能的影响和作用机理,从纤维力学性能,纤维-沥青界面微观结构,混合料高低温性能的角度分析探究改性纤维对沥青混合料的改善效果.质量分数为 10%的钛酸酯偶联剂下浸润 60 min,纤维的处理效果最佳,具有良好的力学性能和黏附性能,在沥青混合料体系中起着良好的桥接增韧作用.钛酸酯偶联剂改性纤维优异的黏附性能增加混合料的内聚力和抗剪切变形能力,提高了高温稳定性和低温抗开裂能力,最大抗弯拉强度和最大弯拉应变值分别提升 10.1%和 15.2%.加入改性纤维提高了路面的耐久性,延长沥青路面使用寿命.
隧道支护结构对控制围岩变形、保障施工安全至关重要.为研究支护结构参数对围岩稳定性的影响,文中以九绵高速桂溪隧道为依托,使用midas GTS建立隧道模型,针对支护结构参数对千枚板岩隧道围岩稳定性影响进行研究,研究初期支护喷射混凝土厚度、锚杆尺寸、排距和环形间距,以及管棚支护布设范围和注浆厚度等支护参数.结果表明,在一定范围内,增加喷射混凝土厚度、提高锚杆长度、减小锚杆布设排距、减小锚杆环形间距、增大管棚支护施作范围,以及合理选择注浆厚度均能提高隧道围岩稳定性.
由于加筋土挡墙结构具有轻便、造价低廉、抗震性能优越等优点,被广泛应用于国内外工程实践中.文中以某高速铁路路基返包式加筋土挡墙为原型,运用有限差分软件 FLAC3D对其建模分析,并通过控制土体的抗剪强度指标的方法研究锚定板的增设对加筋土挡墙面板水平位移和格栅拉应力的影响,同时对土工格栅参数如加筋长度、格栅竖向间距指标对锚定板锚固效果的影响进行了相关研究.
