2026年 01期
钢-混混合梁连续刚构桥先中跨后边跨合龙方案研究
宋超;杨名智;张玉平;潘治力;储永豪;在地形、地质和水文条件限制下，钢-混混合梁连续刚构桥先边跨后中跨合龙施工方案可能并非最优方案。为此，以某钢-混混合梁连续刚构桥为例，建立了施工全过程的有限元模型，论证了先中跨后边跨合龙方案的可行性，分析了关键参数对其跨中合龙口竖向挠度和纵向变形的影响。结果表明：两方案相比，主梁应力变化有限，最大变化为跨中钢主梁的3.3 MPa,主墩应力、墩顶位移及过渡墩支反力等变化较小；考虑施工全过程的主梁恒载累计位移有一定差别，但可通过反向预拱抵消，因此两种方案均为可行方案，通过技术论证与现场施工实际情况确定了最优方案。钢梁自重和主梁混凝土弹性模量是影响合龙口竖向挠度的主要参数，前者变化5%、后者变化10%时挠度影响值分别为7 mm和6 mm;环境温度对合龙口纵向变形影响较大，13℃的温度变化可导致约20 mm变形；明确了该桥施工主要控制参数后便可指导主梁施工。左幅桥面铺装后标高和应力实测与计算数据的对比分析表明，先中跨后边跨合龙施工方案是安全可靠的。
基于保角变换的隧道渗流解析方法与工程应用
史晓琼;胡楚维;张鹏;王木群;傅鹤林;隧道建设设计过程中渗流的影响不可忽略，不合理的渗流分析将会导致隧道出现严重的渗漏水危害。目前对于隧道渗流场的求解追求准确和效率，相应的解析分析方法亟待提出。基于复变函数保角变换理论和分离变量方法推导隧道渗流解析解，包括二次衬砌背后水压和涌水量公式，依托一隧道案例对计算结果进行实例验证，并对设计过程中防排水设计的敏感性参数开展讨论，以期指导隧道的防排水系统设计。结果表明：(1)推导的渗流解析公式具有一定的精确度，理论数据与实际监测数据相比，计算误差为4%～17%;(2)围岩渗透系数、注浆圈渗透系数和初支渗透系数的增加会使水量和二次衬砌背后水压增加后稳定，转折点为合理的取值参数；(3)注浆圈厚度和初支厚度的增加使水量和二次衬砌背后水压减小，但也趋于稳定；(4)敏感性参数分析结合隧道限排与水压标准的优化反演，可以实现隧道防排水设计的动态优化。
活载扰动对拼宽桥梁UHPC接缝弯曲性能影响研究
张鑫敏;马林;吴朝源;邱弘宇;鲁飞;冷景晨;邹杨;桥梁拓宽通常需要在不中断交通的情况下进行，这导致拼宽接缝处浇筑的混凝土在具备一定强度和变形能力前会受到行车活载扰动的影响。为明晰硬化阶段活载扰动对接缝试件弯曲力学性能的影响，设计了一种新型扰动试验装置，能够模拟硬化阶段拼宽桥梁接缝混凝土实际所受的活载扰动。通过对硬化阶段扰动后的UHPC接缝试件进行四点抗弯试验，从扰动幅值、扰动频率两个因素对各组试件的荷载位移曲线、抗弯承载能力、刚度、钢筋应变等多方面进行了分析。结果表明：UHPC接缝试件破坏时接缝区域基本未出现裂缝或破坏现象；预制段的纯弯区段内出现初始裂缝和主裂缝且靠近顶部混凝土被压碎，预制段和接缝黏结面部分或全部分离；活载扰动频率控制在1.5Hz时可以提高接缝试件的抗弯极限荷载；低幅值的活载扰动(≤1 mm)会提升接缝试件的抗弯强度，高幅值的活载扰动(≥5 mm)会降低接缝试件的抗弯强度，可为今后桥梁改扩建接缝设计提供参考。
大跨度后张预应力梁管道摩阻损失足尺试验
孙一星;魏巍;段元锋;王昌将;余茂峰;管道摩阻损失作为主要的短期预应力损失，直接影响到预应力混凝土梁的张拉质量。现阶段预应力管道摩阻损失计算方法主要应用于中小跨径预应力混凝土梁，在大跨度后张梁的适用性需要得到进一步验证及评估。为此，研究设计并建造了80 m足尺矩形试验梁，用以研究大跨度后张梁的管道摩阻损失。设置了多个预应力管道线型工况，搭建了电磁弹预应力监测系统并进行现场摩阻试验。利用电磁弹传感器完成了体内预应力钢束各级张拉力的采集，计算了金属波纹管内预应力钢束的摩阻损失并分析了管道线型对摩阻损失的影响。摩阻试验结果表明，利用电磁弹传感器可以完成预应力钢束各测点处的张拉力采集，大跨度后张梁的预应力管道实测的摩阻损失低于现行规范的理论值，且摩阻损失率并非定值；预应力管道弯曲段占比越大，摩阻损失提高越显著。需要根据实测张拉力值进一步完善适用于大跨度后张梁的摩阻损失系数取值及计算方法。
荷载及箍筋对钢筋混凝土构件腐蚀特性的影响
刘博;左宇欢;周颖欣;刘天志;杨建宇;为研究荷载形式及箍筋布置对钢筋混凝土梁腐蚀劣化特性的影响，进行了无荷载、单轴压荷载和双轴压荷载条件下的恒流加速腐蚀试验，并以无箍筋试件为对照组，分析了不同荷载作用下梁顶部的膨胀应变及保护层剥落特性。研究表明，具有正常箍筋的试件膨胀应变显著高于无箍筋试件；单轴压荷载条件下，膨胀应变相较无荷载试件有所降低，而双轴15%抗压强度荷载下膨胀应变最小，表明荷载压实效应对裂缝扩展具有一定抑制作用。此外，双轴荷载条件下，当荷载水平提高时，泊松效应导致混凝土垂直方向的拉伸变形加剧，裂缝迅速贯通，保护层剥落范围和深度显著增加，表现出更严重的劣化特征。研究结果为钢筋混凝土结构在实际服役环境中的耐久性评估和维护策略制定提供了重要的理论依据，有助于推动基础设施工程的可持续发展。
混凝土孔隙率缺陷对钢-混组合梁静力性能及疲劳寿命影响分析
谢巍;石佳林;何靖;为深入研究不同混凝土初始缺陷下钢-混组合梁的静力与疲劳性能，基于钢-混组合梁梁式试验建立精细化有限元模型，对不同混凝土初始缺陷下的钢-混组合梁承载力、界面滑移、塑性中性轴、跨中钢梁挠度及疲劳寿命进行分析。研究结果发现：混凝土孔隙率对钢-混组合梁静力性能影响最为明显，当混凝土孔径为8～10 mm时，孔隙率分别为1%与10%的组合梁承载力分别下降了5.2%、10.0%;混凝土翼板的中性轴由距离钢梁顶板的0 mm增长至15 mm,钢梁中性轴由98 mm增长至106 mm,此时平截面假定不再适用；在荷载峰值处，K1-0.3、K10-0.3、K10-8的界面滑移相较于未损伤构件分别增加了6.3%、18.1%、38.1%,主要原因为混凝土翼板降低了对栓钉的约束，进而降低了组合梁的整体性。通过对组合梁施加0.35Pu～0.6Pu的疲劳荷载幅值，采用SWT参数判断出组合梁疲劳性能最不利位置为栓钉stud-1~#根部，此位置的疲劳寿命与试验值比值为1.00,证明了此方法的准确性；对不同混凝土初始缺陷下组合梁的SWT参数进行分析，钢梁跨中底板的增长速率为43%,远大于栓钉的增长速率，随着缺陷的加深，组合梁疲劳破坏位置最终由栓钉stud-1~#转变为钢梁跨中底板处。
高原地区不同养护环境下桥梁构件机制砂混凝土力学性能和耐久性能试验研究
胡孝望;张雷;孟庆领;苏乐;林海天;张宗星;近年来，西部地区基础设施建设快速发展，天然砂的枯竭和运费上涨使机制砂替代天然砂成为新趋势。西部地区气候复杂，对机制砂混凝土的基本性能和耐久性能要求很高。目前，桥梁构件混凝土早期开裂问题仍然是影响其耐久性的重要因素。通过模拟高原干燥环境对桥梁构件机制砂混凝土内部水分扩散与渗透变化规律的影响，这一模拟对研究服役在高原气候环境下的桥梁构件机制砂混凝土开裂机理具有重要的理论基础和现实意义。为研究高原养护环境对桥梁构件机制砂混凝土基本力学性能和耐久性能的影响，现采用2种不同环境温度及3种不同环境相对湿度的养护环境进行测试，通过抗压强度、抗氯离子渗透性能及各养护龄期微观性能试验结果，分析不同养护环境下的桥梁构件机制砂混凝土性能。结果表明，温度为55℃和30%环境相对湿度组的C35和C50混凝土桥梁构件机制砂混凝土各龄期抗压强度均高于其余4组；3种湿度(30%、60%、95%)环境下养护28 d龄期的C35和C50混凝土桥梁构件机制砂混凝土氯离子电通量分别为1 631.9 C和763.2 C、1 551.7 C和491.5 C、277.0 C和197.2 C,桥梁构件机制砂混凝土氯离子电通量呈现着随养护环境湿度的升高而降低的规律。
考虑行波效应对多跨简支梁桥的抗震影响研究
屈俊童;秦天阳;补孟强;苗如松;周春雷;汪超群;为了研究多跨简支梁桥在地震作用时所产生的行波效应对其抗震方面的影响，以某跨河多跨梁桥实际工况为研究对象，采用OpenSees建立桥梁模型并进行非线性时程分析，在不同梁端碰撞间隙条件的前提下，对比分析地震行波效应对桥梁地震响应的影响。分析表明行波效应对全桥的动力响应影响明显，在不同梁端碰撞间隙条件下，桥墩位移随碰撞间隙的增大先增大后减小，并存在最不利碰撞间隙。考虑地震行波效应后，在同一碰撞间隙条件下，桥墩位移随地震波速的增大而先减小后增大，并逐步逼近不考虑地震行波效应时的响应结果；且当地震波速较小时，行波效应会导致桥墩位移响应增大，并对桥墩墩底内力影响较大。综上所述，在设计此类多跨简支梁桥的抗震措施时，应合理设置碰撞间隙，并对跨中桥墩与边墩进行适当加固。
天山胜利隧道多线小净距施工交互影响研究
王贺起;郭会杰;刘伟伟;罗彦斌;李坤;对于小净距多线并行隧道，其先后开挖过程会对围岩造成多次叠加扰动，使围岩经历复杂的应力重分布，相邻隧道之间产生显著影响。这会导致并行隧道变形规律明显区别于单洞隧道，表现为围岩位移显著增大，进而影响施工安全。以乌尉高速公路天山胜利隧道工程为背景，分析总结了邻近隧道施工相互影响机理，利用FLAC3D对隧道施工过程进行模拟，研究了小净距条件下三线并行公路隧道施工交互影响，分析了围岩变形规律及支护受力特性，并给出了先后行洞施工的合理纵向间距。研究结果表明：先行隧道围岩位移显著受后行隧道施工的影响，且竖向位移受影响程度要明显大于水平位移，而后行隧道围岩位移受先行隧道施工的影响相对较弱。先后行隧道围岩位移主要受隧道净距和纵向间距的影响，隧道净距越小，相互影响越大，纵向间距增大时，影响逐渐减小，当纵向间距超过30 m时，影响显著减弱；后行隧道的开挖显著影响TBM隧道的衬砌结构受力，对衬砌弯矩的影响明显大于对轴力的影响，弯矩和轴力最不利内力组合为最大开挖线与拱脚位置。建议隧道入口小净距段的先后行洞掌子面纵向间距宜控制在40 m,隧道中间段的先后行洞掌子面纵向间距宜控制在30 m。研究成果可为类似小净距多线并行公路隧道的施工提供重要借鉴。
基于点云曲面拟合的桥梁拉索成像位姿精确估计方法
彭帝;朱英硕;夏晓华;邓一豪;贾昕宇;苗龙龙;桥梁拉索成像位姿估计是利用图像实现拉索表面缺陷几何参数测量的前提条件，其位姿估计精度决定了尺寸测量的准确性。针对现有方法存在的精度不足问题，提出了一种基于点云曲面拟合的拉索成像位姿精确估计方法。该方法首先利用直通滤波算法获得深度相机采集的圆柱表面单侧点云，然后通过基于RANSAC算法的法线加权拟合算法对圆柱曲面进行准确重建，剔除点云异常数据对曲面拟合造成的不利影响，最后结合重建的曲面方程实现圆柱成像位姿估计。试验结果表明，该方法实现了0.38°以内的角度误差和0.43 mm以内的距离误差，与ICP点云配准和RANSAC拟合方法等当前先进的位姿估计方法相比具有更高的精度。此方法为基于机器视觉的圆柱表面缺陷几何参数测量奠定了基础。