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极端气候下小箱梁截面平均温度简化计算方法研究 被引量：8
1
作者 薛俊青 林健辉 +2 位作者 黄福云 briseghella bruno 陈宝春 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期53-59,共7页
为准确预测混凝土小箱梁桥主梁顺桥向的温度胀缩变形,对极端气候条件下该类桥梁主梁截面平均温度计算方法进行研究。以某座混凝土小箱梁桥为背景,采用MIDAS软件建立小箱梁截面有限元模型模拟其温度场,计算极端气候条件下小箱梁截面平均... 为准确预测混凝土小箱梁桥主梁顺桥向的温度胀缩变形,对极端气候条件下该类桥梁主梁截面平均温度计算方法进行研究。以某座混凝土小箱梁桥为背景,采用MIDAS软件建立小箱梁截面有限元模型模拟其温度场,计算极端气候条件下小箱梁截面平均温度极值。提出基于100年重现期的环境温度极值和日太阳总辐射最大值的平均温度简化计算方法(方法1)、月平均日气温极值和日太阳总辐射最大值的平均温度简化计算方法(方法2)。结果表明:建立的有限元模型能准确模拟结构实际温度场,建议采用极端气候条件下截面平均温度极值预测混凝土小箱梁桥主梁顺桥向温度胀缩变形;小箱梁截面平均温度极值与环境温度极值呈线性正相关;方法1可较精确地预测极端气候条件下小箱梁截面平均温度极值,但较复杂;为便于应用,可采用方法2,但其精度稍低于方法1。 展开更多
关键词 混凝土桥 小箱梁 截面平均温度 极端气候条件 环境温度 日太阳总辐射 月平均日气温 简化计算
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无伸缩缝桥梁动力特性与抗震性能研究 被引量：7
2
作者 郭维强 briseghella bruno +3 位作者 薛俊青 罗小烨 黄福云 魏标 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2021年第4期89-100,共12页
以福建某简支梁桥为研究背景(该桥在实际工程中已被改造为半刚性整体桥),采用MIDAS/Civil软件将原简支梁桥改造为整体桥、半整体桥与延伸桥面板桥,分别建立了5座桥的全桥有限元模型,分析了它们在地震荷载下的受力差异。结果表明:简支梁... 以福建某简支梁桥为研究背景(该桥在实际工程中已被改造为半刚性整体桥),采用MIDAS/Civil软件将原简支梁桥改造为整体桥、半整体桥与延伸桥面板桥,分别建立了5座桥的全桥有限元模型,分析了它们在地震荷载下的受力差异。结果表明:简支梁桥在地震荷载作用下易引起主梁在桥台处的落梁现象,而无缝桥可有效防止该现象的发生,其中的整体桥表现出更优的抗震性能,更适用于强震区;在地震荷载作用下,无缝桥与简支梁桥的桩基有效作用长度均在0~10 D(D为桩径)埋深范围;整体桥桩基在大震作用下的受力性能较好,可更好地保护桩基不被破坏;延伸桥面板桥与传统简支梁桥台底桩身受力相近,其设计可参考现行有缝桥设计规范;无缝桥与传统简支梁桥的墩底弯矩均最大,在该处易形成塑性铰;纵桥向地震荷载作用下,简支梁桥与延伸桥面板桥的主梁受力最不利位置分别出现在跨中与墩顶处,而整体桥、半刚性整体桥与半整体桥出现在台顶处,其受力不利部位在设计中应引起重视;该研究结果可为无缝桥的设计计算与相关规范的制定提供参考。 展开更多
关键词 无缝桥 有缝桥 抗震性能 动力特性 有限元分析
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带小直径纵筋并外包CFRP的RC圆墩抗震性能研究 被引量：4
3
作者 薛俊青 DAVIDE Lavorato +3 位作者 聂尚杰 陈俊臻 briseghella bruno NUTI Camillo 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期124-135,共12页
桥梁震害调查显示,钢筋混凝土(RC)桥墩易受损,影响震后救援和灾后重建。采用小直径纵筋替换受损纵筋并外包碳纤维布(CFRP)的技术修复受损桥墩可缩短震后修复周期,节省重建费用。以某不规则连续梁桥的RC圆墩为工程背景,选择小直径纵筋的... 桥梁震害调查显示,钢筋混凝土(RC)桥墩易受损,影响震后救援和灾后重建。采用小直径纵筋替换受损纵筋并外包碳纤维布(CFRP)的技术修复受损桥墩可缩短震后修复周期,节省重建费用。以某不规则连续梁桥的RC圆墩为工程背景,选择小直径纵筋的长度和直径、外包CFRP层数为参数,开展7根缩尺比例为1∶6的RC圆墩试件的拟静力试验;选用OpenSees建立有限元模型,采用试验结果验证其准确性,并开展参数分析。研究结果表明:设置小直径纵筋的桥墩的塑性变形集中在小直径纵筋高度范围内,桥墩破坏被限制在塑性铰区域内;与未设置小直径纵筋的桥墩相比,小直径纵筋使桥墩承载力降低20%~27%,但桥墩位移延性提高42%~85%,曲率延性提高47%~242%,耗能性能提高32%~56%;在满足桥墩承载力设计要求的情况下,使用小直径纵筋可有效提高桥墩抗震性能;设置小直径纵筋的桥墩在小直径纵筋区域内的实测CFRP最大应变明显大于未设置的试件,说明对设置小直径纵筋的桥墩外包CFRP,可防止桥墩过早破坏,提高延性;随着小直径纵筋长度增大或直径减小,桥墩耗能性能先增大后减小;建议以钢筋疲劳寿命需求为下限,塑性铰长度为上限选择小直径纵筋长度;选择满足保证塑性铰以外的纵筋受力始终在弹性范围内的条件下的最大直径为小直径纵筋直径;增大修复区域的混凝土强度可弥补设置小直径纵筋造成的桥墩承载力降低。 展开更多
关键词 桥梁工程 抗震性能 拟静力试验 钢筋混凝土圆形桥墩 小直径纵筋 碳纤维布
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扩孔隔震桩-土相互作用受力性能拟静力试验 被引量：4
4
作者 薛俊青 林毅标 +1 位作者 briseghella bruno 黄福云 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期153-165,共13页
整体桥上部结构在温度及地震作用下所产生的纵桥向变形极易导致混凝土桩的顶部区域发生破坏。扩孔并填充阻尼材料可形成扩孔隔震桩,提高整体桥中混凝土桩的抗震性能。以某整体桥的桥台下单桩为工程背景,考虑不同扩孔直径和阻尼填料(橡... 整体桥上部结构在温度及地震作用下所产生的纵桥向变形极易导致混凝土桩的顶部区域发生破坏。扩孔并填充阻尼材料可形成扩孔隔震桩,提高整体桥中混凝土桩的抗震性能。以某整体桥的桥台下单桩为工程背景,考虑不同扩孔直径和阻尼填料(橡胶颗粒和泡沫),开展扩孔隔震桩-土相互作用受力性能拟静力试验研究。研究发现:达到最大荷载时,无扩孔试件出现桩-砂土分离现象;当扩孔直径为2倍桩径时,试件出现桩-阻尼填料和阻尼填料-砂土分离现象,当扩孔直径为3倍桩径时,填充橡胶颗粒的试件的桩身水平位移完全被橡胶颗粒所吸收。故扩孔直径是影响桩身水平位移在阻尼填料中传递方式的关键参数;与无扩孔试件相比,扩孔隔震试件的滞回曲线更加饱满且等效黏滞阻尼比更大,可以发挥阻尼材料的耗能特性;填充橡胶颗粒的耗能效果优于填充泡沫,这是因为松散橡胶颗粒的变形能力和自动复位特性有利于能量耗散,而泡沫的整体性使其黏滞性和减震性不能完全发挥;在扩孔深度范围内,扩孔隔震试件的p-y曲线刚度明显低于无扩孔试件(最大降幅达到45.1%);随着扩孔直径增大或阻尼材料刚度减小,地基土模量系数减小;与无扩孔试件相比,扩孔隔震试件最大荷载略大,初始刚度和桩身最大弯矩略小。 展开更多
关键词 桥梁工程 扩孔隔震桩 拟静力试验 桩-土相互作用 阻尼材料
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主梁截面温度场数值模拟的太阳辐射计算方法 被引量：2
5
作者 薛俊青 李哲熙 +1 位作者 briseghella bruno 黄福云 《贵州大学学报（自然科学版）》 2021年第1期79-84,共6页
为提出适用于中国不同地域的桥梁混凝土主梁截面温度场数值模拟的太阳辐射计算方法,实地采集中国4座城市的逐时太阳辐射,与不同数值方法的计算值进行对比。建立中国12座桥梁的混凝土主梁截面有限元模型。结果表明:采用间接法计算的逐时... 为提出适用于中国不同地域的桥梁混凝土主梁截面温度场数值模拟的太阳辐射计算方法,实地采集中国4座城市的逐时太阳辐射,与不同数值方法的计算值进行对比。建立中国12座桥梁的混凝土主梁截面有限元模型。结果表明:采用间接法计算的逐时太阳辐射与实测值吻合较好,但计算过程较为复杂,且可能出现太阳散射辐射为负数的情况;直接法中,采用美国ASHRAE方法和北京ASHRAE方法计算的逐时太阳辐射与实测值误差较大;采用H-L方法计算逐时太阳辐射建立有限元模型得到混凝土主梁截面温度计算值与实测值吻合良好。建议选用H-L方法为太阳辐射计算方法,开展位于中国不同地域的桥梁混凝土主梁截面温度场数值模拟研究。 展开更多
关键词 桥梁工程 太阳辐射 计算方法 太阳总辐射 太阳直接辐射 太阳散射辐射 混凝土主梁截面温度场
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材料热工参数对混凝土箱梁横截面温度场的影响 被引量：4
6
作者 林健辉 布里斯杰拉·布鲁诺 +2 位作者 薛俊青 黄福云 陈宝春 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第1期53-60,共8页
为研究导热系数和比热容对混凝土箱梁横截面温度场的影响,总结了国内外文献中导热系数和比热容的取值范围,实测了某座混凝土桥的箱梁横截面温度日变化曲线,建立有限元模型开展参数分析。分析结果表明,随导热系数增大或比热容减小,顶板... 为研究导热系数和比热容对混凝土箱梁横截面温度场的影响,总结了国内外文献中导热系数和比热容的取值范围,实测了某座混凝土桥的箱梁横截面温度日变化曲线,建立有限元模型开展参数分析。分析结果表明,随导热系数增大或比热容减小,顶板和腹板上部的温度日变化曲线峰值增大,峰值出现时间提前。材料热工参数对腹板下部和底板温度日变化曲线的影响可忽略。当导热系数介于1.0~2.0 W/(m·℃)或比热容介于800~1000 J/(kg·℃)时,温度日变化曲线有限元计算值与实测值吻合较好。材料热工参数对横截面平均温度曲线最大值的影响可忽略,但对横截面竖向正温度梯度曲线影响较大。随导热系数或比热容增大,顶板和底板正温差减小,对腹板影响可忽略。比热容的影响小于导热系数。 展开更多
关键词 热工参数 导热系数 比热容 箱梁 横截面温度场 温度日变化曲线 截面平均温度 竖向温度梯度
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中欧规范RC桥墩抗震设计及验算方法对比研究
7
作者 薛俊青 邵恒 +3 位作者 陈俊臻 briseghella bruno Nuti Camillo 黄福云 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2022年第3期127-137,共11页
地震作用下钢筋混凝土(RC)桥墩容易损坏。为完善RC桥墩的抗震设计及验算方法,对比最新中国和欧洲规范中关于RC桥墩的延性抗震设计及验算方法的不同之处。基于Midas/Civil软件所建立的常规连续梁桥有限元模型,对比分析采用中欧规范开展... 地震作用下钢筋混凝土(RC)桥墩容易损坏。为完善RC桥墩的抗震设计及验算方法,对比最新中国和欧洲规范中关于RC桥墩的延性抗震设计及验算方法的不同之处。基于Midas/Civil软件所建立的常规连续梁桥有限元模型,对比分析采用中欧规范开展的RC桥墩延性抗震设计及验算结果。结果表明:中欧规范中关于RC桥墩的延性抗震设计理念、抗剪和变形验算方法及延性构造细节均有区别。基于中欧规范设计的RC桥墩配筋情况存在差异。与中国规范相比,欧洲规范关于RC桥墩的横向钢筋配筋率和纵筋最小配筋率要求较高,有利于保证结构的抗剪强度和延性;箍筋最大间距要求较低,不利于防止纵筋压曲。 展开更多
关键词 钢筋混凝土桥墩 抗震设计及验算 对比研究 中欧规范 配筋率
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钢木混合结构在不同性能水准下的层间位移角限值
8
作者 王希珺 briseghella bruno +2 位作者 Nuti Camillo 李征 孙永良 《建设科技》 2019年第17期64-68,79,3,共7页
钢木混合结构是一种主要由钢框架、内填轻型木剪力墙和钢木混合楼盖组成的新型结构体系。抗震设计中,层间位移角是衡量结构和非结构破坏程度的重要指标。为获得钢木混合结构在不同性能水准下的层间位移角限值、定义钢木混合抗侧力体系... 钢木混合结构是一种主要由钢框架、内填轻型木剪力墙和钢木混合楼盖组成的新型结构体系。抗震设计中,层间位移角是衡量结构和非结构破坏程度的重要指标。为获得钢木混合结构在不同性能水准下的层间位移角限值、定义钢木混合抗侧力体系的屈服点,在有限元软件OpenSees中对120个不同参数的钢木混合抗侧力体系进行推覆模拟,得到具有95%保证率的屈服位移角为0.48%;为定义钢木混合结构倒塌极限状态性能点,选取10条不同地震记录,在有限元软件OpenSees中对考虑不同木剪力墙和钢框架抗侧刚度比的三层和六层钢木混合结构进行增量动力分析,得到具有95%保证率的倒塌极限状态层间位移角为2.43%。基于分析结果和已有试验现象,建议钢木混合结构立即居住和防止倒塌性能水准层间位移角限值分别取0.5%和2.5%。 展开更多
关键词 钢木混合结构 层间位移角限值 增量动力分析 立即居住 防止倒塌
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初始温度取值方法对混凝土箱梁温度场的影响 被引量：2
9
作者 薛俊青 李哲熙 +2 位作者 林健辉 布里斯杰拉·布鲁诺 黄福云 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第5期1188-1195,共8页
为了研究初始温度取值的准确性对混凝土箱梁截面温度场的影响,总结了国内外文献中初始温度取值方法,以深圳市某座混凝土箱梁桥为背景工程,实测了箱梁横截面温度场,并建立有限元模型开展参数分析。分析结果表明,采用连续计算多天的方法... 为了研究初始温度取值的准确性对混凝土箱梁截面温度场的影响,总结了国内外文献中初始温度取值方法,以深圳市某座混凝土箱梁桥为背景工程,实测了箱梁横截面温度场,并建立有限元模型开展参数分析。分析结果表明,采用连续计算多天的方法减小初始温度取值误差是必要的。采用不同初始温度取值方法并连续计算4 d的有限元模型计算温度场与实测值误差均较小。综合考虑数据采集难度、适用范围和计算精度,建议采用零点环温循环法(采用目标日期零点环境温度并循环采用目标日期的环境温度、风速和太阳辐射数据作为边界条件)作为初始温度取值方法开展混凝土箱梁截面温度场研究。 展开更多
关键词 桥梁工程 初始温度 箱梁 环境温度 循环输入
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无伸缩缝桥梁研究综述 被引量：5
10
作者 陈宝春 黄福云 +6 位作者 薛俊青 罗小烨 庄一舟 刘永健 徐明 赵秋红 briseghellabruno 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1-40,共40页
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... 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增大,是研究的热点与难点,它随水平变形量和往复变形次数增大而增大的机理、量值和分布未达成共识,有待今后深入、系统的研究;纵桥向受力分析应建立全桥有限元模型,考虑结构-土相互作用和节点非线性性能;钢主梁受压稳定性和混凝土主梁抗裂性能是研究与设计的关键;引板是无缝桥的病害易发构件,面板式引板应减小板底摩阻力,避免开裂和末端沉降,而斜埋入式引板应控制其末端之上接线路面的隆起和下陷;许多无缝桥新技术已被提出并得到应用,今后还需深入研究,如:新材料与新构造在无缝桥各组成部分、台背、桩基与引板中的应用等;无缝桥具有较强的结构强健性、抗倒塌和防落梁能力,抗震研究已取得可喜的进展,但许多国家尚未形成相关的设计规定,应继续研究,为将来的应用和规范制订提供科学依据。 展开更多
关键词 桥梁工程 无伸缩缝桥梁 整体式桥台 引板 温度效应 结构-土相互作用 土压力 超高性能混凝土 聚苯乙烯泡沫 抗震
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