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2022年  第22卷  第5期

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“无伸缩缝与可持续发展桥梁技术”专刊
2022, 22(5): .
摘要(427) HTML (264) PDF (765KB) (63)
无伸缩缝桥梁研究综述
(双语出版: English)
陈宝春, 黄福云, 薛俊青, 罗小烨, 庄一舟, 刘永健, 徐明, 赵秋红, BRISEGHELLABruno
摘要: 综述了无伸缩缝桥梁(简称“无缝桥”)技术发展，介绍了无缝桥优点、应用和研究热点，分析了无缝桥纵桥向受力特点、桩-土相互作用、台后土压力与抗震性能，指出了新技术研发与应用的现状与发展方向。分析结果表明：无缝桥技术受到许多国家的重视，已开展了大量的实桥监测和其他研究；在纵桥向受力方面，温度变形是其主因，现有规范中所给出的平均温差与实桥监测结果相差较大，应研究精度更高的计算方法；桩-土相互作用是整体桥受力的特点与研究的难点，在计算土抗力时，m法应限于小位移的无缝桥，位移较大时宜采用p-y曲线法；桥台桩基受力复杂，H型钢桩存在屈服、疲劳、屈曲的破坏可能，混凝土桩则易出现开裂病害；无缝桥温升时台后土压力...
2022, 22(5): 1-40. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.05.001
摘要(2113) HTML (520) PDF (10451KB) (300) 引用 (11)
模拟酸雨侵蚀环境下钢筋混凝土结构长期性能研究综述
(双语出版: English)
任青阳, 靳红华, 肖宋强, 王飞飞, 陈斌
摘要: 为深化对酸雨侵蚀环境下钢筋混凝土结构长期性能演变机制的认识，论述了酸雨侵蚀作用下混凝土材料腐蚀机理、侵蚀模型和物理力学性能时变过程；分析了酸雨锈蚀钢筋的溶液腐蚀机理和大气动态冲刷机制，总结了锈蚀钢筋形貌表征与锈蚀率指标定量化研究成果，归纳了已有锈蚀钢筋力学性能退化模型和本构模型，概述了钢混界面黏结性能演变规律和黏结-滑移本构关系模型；梳理了梁、柱构件及结构静、动力学性能演变规律的室内试验结果、理论计算方法和数值仿真结果的最新研究进展与不足，并展望了未来的研究方向与重点。研究结果表明：酸雨腐蚀混凝土可归因于酸雨离子成分的交互作用，亟需适用性较强的理论模型以揭示腐蚀和扩散机制；室内加速试验揭示了酸...
2022, 22(5): 41-72. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.05.002
摘要(1816) HTML (468) PDF (21527KB) (124) 引用 (9)
Theoretical model of drying shrinkage behavior of recycled coarse aggregate concrete
CHOI Donguk, ENKHBOLD Odontuya, YANG Sungchul
摘要: To investigate the drying shrinkage behavior of recycled coarse aggregate concrete, 12 studies and 32 sets of shrinkage data were collected and compared. The test period was between 41 and 480 d, and the analysis parameters were as follows: the water-cement ratio (0.36-0.68), compressive strength of...
2022, 22(5): 73-84. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.05.003
摘要(582) HTML (270) PDF (3859KB) (63) 引用 (1)
陕西地区混凝土无伸缩缝桥梁的温度作用及其区划
(双语出版: English)
刘永健, 马志元, 刘江, 朱伟庆, 王旭, 李明辉
摘要: 为研究混凝土无缝桥温度作用取值的地域差异性，对一整体式无缝桥开展了长期温度测试，基于实测数据验证有限元温度场模拟方法的准确性；调研陕西省及周边省份46个国家基准气象站1993~2015年气象数据，对其中缺失太阳辐射数据的站点进行了补充，并将气象站日值数据分解为逐时数据用于温度场分析；利用气象数据进行了23年长期温度场模拟，并基于新西兰规范温度梯度模式，进一步通过广义帕累托模型计算了有效温度和温度梯度作用具有50年重现期的代表值；采用空间插值方法绘制了温度作用等值线地图，并对等值线地图进行简化得到了温度作用分区地图；考虑不同梁高和铺装厚度参数对温度作用模式进行了修正，并最后给出一个分区地图的应用...
2022, 22(5): 85-103. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.05.004
摘要(801) HTML (287) PDF (27659KB) (81) 引用 (7)
全无缝桥梁用掺橡胶粉LEM-SHCC路桥连接板拉伸性能及其应用
(双语出版: English)
占雪芳, 王宪, 严亨利, 赵怡彬, 石缘圆
摘要: 为了解决全无缝桥梁路桥连接板裂缝宽度与板内力过大等问题，将橡胶粉等体积部分替代细砂掺入应变硬化水泥基复合(SHCC)材料可制备低弹性模量的SHCC材料(LEM-SHCC)，用于全无缝桥梁路桥连接板；进行了5种不同体积橡胶粉掺量(0、5%、10%、15%和20%)LEM-SHCC基本材性(密度、抗压强度和弹性模量)及拉伸性能试验，分析了橡胶粉掺量对LEM-SHCC的强度和变形性能的影响，并采用拉、压应变比差评价了橡胶粉掺量对SHCC材料的影响，获得了LEM-SHCC的最优配合比；针对橡胶粉掺量为15%的LEM-SHCC路桥连接板，研究了最不利荷载作用下(温降荷载)其吸纳变形能力、拉伸变形性能及开...
2022, 22(5): 104-118. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.05.005
摘要(605) HTML (279) PDF (13804KB) (62) 引用 (6)
整体式斜交桥中桥台钢桩地震响应
(双语出版: English)
赵秋红, 郭浩猛, 董硕, 王晴薇, 陈宝春, 周勇军
摘要: 采用有限元分析软件SAP2000建立了某整体式斜交桥的三维结构模型，通过离散非线性弹簧单元模拟桥台-台后土以及H型钢桩-桩周土的土-结构相互作用，通过一系列双向地震作用下的非线性时程分析，研究了桩的朝向、桩周土刚度及桩头转动刚度对整体式斜交桥中H型钢桩地震响应的影响规律。研究结果表明：双向地震作用下，H型钢桩的横桥向位移显著大于纵桥向，且受桩朝向的影响更为明显，强、弱轴弯矩均呈正反双向分布，屈服面函数最大值一般位于桩顶，另一峰值则位于桩身2~4 m埋深处；钢桩绕强轴弯曲布置时，桩顶纵桥向位移相比绕弱轴弯曲时降低18.2%，但横桥向位移增大47.7%，桩顶处绕强轴弯矩增加约3.9倍，桩身反向强轴...
2022, 22(5): 119-130. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.05.006
摘要(631) HTML (247) PDF (13959KB) (63) 引用 (1)
基于中长期环境温度变形效应的半整体桥台-土相互作用试验
(双语出版: English)
黄福云, 刘征峰, 宋大好, 林志平, 陈宝春
摘要: 为研究环境温度作用对半整体桥台与台后土之间相互作用机理的影响，以简化半整体桥台-土结构模型为研究对象，进行了基于位移的环境温度作用下半整体桥台-土相互作用拟静力试验。研究结果表明：半整体桥台的滞回曲线随季节性温度变化而变化，季节性升温和降温转化段对桥台-土相互作用的影响非常显著，而持续增加或减小段对其影响较小；一年中的第1个升温段对桥台-土相互作用影响更大，随着几个季度的温度加载，台后土逐渐被压实，土压力变化趋于稳定，增加趋势减缓；不同季节昼夜温度变化对桥台-土相互作用的影响不同，夏季白天升温对桥台-土相互作用的影响小，而夜晚降温的影响大，冬季则反之；随着季节性温度的逐渐升高，桥台-土相互作用...
2022, 22(5): 131-144. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.05.007
摘要(392) HTML (170) PDF (28674KB) (55) 引用 (2)
整体桥H型钢-RC阶梯桩与土相互作用拟静力试验
(双语出版: English)
庄一舟, 宋琨生, 宋永青, 陈国栋, 黄福云, 陈良
摘要: 以H型钢-RC阶梯桩模型试验为背景，进行了2根H型钢-RC阶梯桩(HS-RC-0.25、HS-RC-0.50)及1根H型钢桩(HS)的低周往复荷载拟静力试验；在桩顶施加水平位移荷载，埋设应变片与土压力计，采用特殊设计的桩身水平变位测试方法，得到了H型钢-RC阶梯桩桩身破坏特点、沿桩深方向的桩身水平位移与应变、骨架曲线和滞回性能曲线；利用OpenSEES对比分析了桩顶自由与固定条件下阶梯桩桩顶水平变位能力，得到了阶梯桩水平承载力折减系数与转化系数，对比了利用折减系数得到的模型桩水平承载力计算值与试验值。试验结果表明：H型钢桩的桩顶弹性变形为2~25 mm，其水平变形能力强，承载能力好，加载全过程...
2022, 22(5): 145-162. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.05.008
摘要(671) HTML (227) PDF (24667KB) (40) 引用 (3)
整体式桥台后土压力累积效应反分析
(双语出版: English)
徐明, 林勇志, 周文轩
摘要: 为了确定整体式桥台后土体在水平方向往复位移作用下的最终土压力，针对5组整体式桥台模型试验进行了有限差分数值模拟反分析；采用能够反映土体在小应变区间上高模量和高度非线性刚度特性的土体本构模型，考虑土体与桥台之间的界面特性，通过在桥台顶部施加水平位移，反分析模型试验中经过不同循环次数的台后土压力测量结果，获得了相应的土体小应变刚度参数，揭示每组试验中桥台后土体小应变刚度在往复加载过程中的演化规律；在此基础上，针对铰支座和扩展基础这2种不同的桥台底部约束条件，分别提出了估算整体式桥台后土体小应变刚度增大倍数的公式，进而提出了考虑桥台与土相互作用的整体式桥台后最终土压力的设计计算方法。研究结果表明：当...
2022, 22(5): 163-172. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.05.009
摘要(637) HTML (161) PDF (8175KB) (50) 引用 (2)
水平往复大位移作用下整体桥台后土压力计算方法
(双语出版: English)
李岚, 黄福云, 张峰, 刘征峰, 陈伟
摘要: 为研究强震和温度作用下，整体桥台产生的水平往复大位移对桥台与台后填土相互作用的影响，进行了整体桥台-H形钢桩-土相互作用拟静力试验，并基于试验结果研究了大位移作用下整体桥台后土压力的分布规律；根据台后土压力分布，提出了台后土压力合力作用点位置与加载位移之间的关系式，并在现有研究的基础上给出了改进的整体桥台后土压力计算方法。研究结果表明：正向加载(桥台挤压台后土)时，台后各处土压力随加载位移的增加先增大后减小；台背处和台后20%桥台高度处土压力受桥台位移的影响更大，沿深度方向呈梯形分布；台背处土压力分布中，由于台底H形钢桩的约束，最大土压力位于入土深度0.875 m处，台底位置的土压力则略有减小...
2022, 22(5): 173-183. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.05.010
摘要(591) HTML (194) PDF (11466KB) (51) 引用 (1)
埋入式H型钢桩-桥台节点受弯性能与承载力
朱伟庆, 时豪辉, 张冠华, 刘永健, 刘佳桐
摘要: 为研究整体式桥台无缝桥中埋入式H型钢桩-桥台节点的受弯性能，通过建立节点的有限元模型，分析了桥台厚度、混凝土强度、钢桩朝向、埋深比、钢材强度和轴压比6个参数对节点受弯承载力和破坏模式的影响，并在此基础上，针对不同的破坏模式提出了节点受弯模型与承载力计算公式。研究结果表明：绕钢桩强轴弯曲的节点在埋深比小于2.0时发生桥台混凝土承压破坏，增大钢桩埋深比和混凝土强度等级可有效提高节点受弯承载力；绕钢桩强轴弯曲的节点在埋深比大于2.0时，或绕钢桩弱轴弯曲的节点在埋深比大于1.0时，发生钢桩屈服破坏，提高钢桩的钢材强度等级可提高节点受弯承载力；随着轴压比的增大，发生绕钢桩强轴屈服破坏的节点的受弯承载力明...
2022, 22(5): 184-199. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.05.011
摘要(580) HTML (216) PDF (23340KB) (44) 引用 (1)
波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁桥疲劳性能
陈康明, 黄汉辉, 吴庆雄, 陈宝春
摘要: 为研究波形钢腹板-钢管混凝土桁式弦杆组合梁的热点应力分布规律、疲劳性能演化和疲劳破坏形式，开展了波形钢腹板-钢管混凝土(CSW-CFST)桁式弦杆组合梁和波形钢腹板-钢管(CSW-ST)桁式弦杆组合梁疲劳性能试验和有限元分析；研究了CSW-CFST和CSW-ST桁式弦杆组合梁疲劳性能的异同，分析了弦杆内混凝土改善组合梁疲劳性能的本质原因，探讨了CSW-CFST桁式弦杆组合梁疲劳寿命的评价方法，并将采用美国石油协会(API)、国际管结构发展与研究委员会(CIDECT)和挪威船级社(DNV)设计标准所得CSW-CFST桁式弦杆组合的梁疲劳寿命分别与试验结果进行了对比。研究结果表明：采用线性外推方式...
2022, 22(5): 200-216. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.05.012
摘要(558) HTML (183) PDF (22851KB) (53) 引用 (4)
下承式拱桥合理拱轴线的解析解与计算方法
(双语出版: English)
张国靖, 刘永健, 刘江
摘要: 为了得到下承式拱桥合理拱轴线的解析解与计算方法，建立了恒载作用模式和合理拱轴线微分方程，得到合理拱轴线的解析解；在解析解的基础上，定义了主拱恒载占比系数，得到了基于矢跨比和主拱恒载占比系数的合理拱轴线快速求解计算方法；采用拱桥设计规范、工程案例与相关研究成果，验证了本文方法的可靠性。研究结果表明：下承式拱桥的恒载作用模式可等效为连续均布恒载+主拱恒载的形式，合理拱轴线为悬链线，相应的拱轴系数由矢跨比和主拱恒载占比系数共同决定；拟合出的不同矢跨比下的拱轴系数与主拱恒载占比系数的函数关系式为线性相关关系，决定系数大于0.99，说明拟合公式准确；工程中下承式拱桥矢跨比范围为1/3~1/8，相应的拱轴...
2022, 22(5): 217-230. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.05.013
摘要(1030) HTML (437) PDF (8795KB) (100) 引用 (12)
强腐后Q345钢力学性能退化试验
乔文靖, 杨帆, 胡启涵, 张浩, 焦雪峰
摘要: 系统研究了强腐后Q345钢表面形貌和腐蚀时间对其力学性能退化的影响；采用浓度36%工业盐酸在室温环境下快速腐蚀的方法，设计了腐蚀时间分别为0、1、2、4、8、12、24、48、72 h的9组钢试件；采用三维非接触激光扫描仪和扫描电镜扫描腐蚀钢，测量了最大蚀坑宽度、高度和腐蚀试件厚度，计算了最大蚀坑影响系数；开展了拉伸试验，结合扫描形貌与微观组织形态解释了强腐后Q345钢的力学性能退化机理；建立了浓度36%工业盐酸在室温环境强腐后Q345钢的腐蚀动力学曲线和本构关系模型，揭示了强腐后Q345钢的力学性能退化规律。研究结果表明：随着腐蚀时间的增加，Q345钢的腐蚀动力学曲线展示了腐蚀率的变化规律；...
2022, 22(5): 231-246. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.05.014
摘要(860) HTML (186) PDF (29311KB) (70) 引用 (5)

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