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铁路薄覆土波纹管涵静力性能试验研究

铁道科学与工程学报 2024年第7期21卷 2790-2803页

作者：许见超董亮班新林葛凯中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

针对当前考虑铁路荷载特征的波纹钢管涵力学性能试验成果匮乏的问题,为支撑波纹钢管涵在铁路工程中的应用,开展铁路波纹钢管涵的力学性能研究。试验模拟铁路管涵结构构造,聚焦铁路活载作用响应,开展铁路薄覆土波纹钢管涵静力加载试验。... 详细信息

针对当前考虑铁路荷载特征的波纹钢管涵力学性能试验成果匮乏的问题,为支撑波纹钢管涵在铁路工程中的应用,开展铁路波纹钢管涵的力学性能研究。试验模拟铁路管涵结构构造,聚焦铁路活载作用响应,开展铁路薄覆土波纹钢管涵静力加载试验。研究结果表明:涵顶覆土0.6 m砂+0.3 m碎石及0.3 m砂+0.3 m碎石时均未出现涵-土脱离,试验覆土厚度能够满足波纹钢管涵发挥土-结构相互作用;但试验中管涵出现局部环拉-弯受力状态。随着覆土高度增加,恒载+活载作用下的管涵应力先减小后增大,本文工况拐点约在填土高度2~3 m;即从管涵受力角度,存在一个最优覆土厚度。随着荷载远离涵顶,管涵最大环向应力位置随之由涵顶向荷载侧45°偏移;当堆载位置在远离涵顶0.3 m位置时,管涵环向应力最大,设计时应考虑荷载偏心工况。随着涵周中砂密实度(弹模)增加,管涵环向应力最大值略有减小,管涵挠度明显减小;其原因应为涵周中砂局部进入屈服状态,故中砂压实度(弹模)对管涵最大应力影响较小,而整体上对管涵挠度响应明显。铁路波纹钢管涵采用公路相关规范的最小覆土厚度时,涵-土不会发生脱离,能够发挥土-结构相互作用;但铁路轨-枕-道床的荷载传递方式易引起管涵出现局部环向拉-弯受力状态,故建议采用更大的覆土厚度。

关键词：铁路波纹钢管涵试验研究数值分析

钢筋在超高性能混凝土中的锚固与搭接性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第9期45卷 100-112页

作者：郭保第丁然李玥一聂鑫许见超清华大学土木工程系北京100084 北方工业大学土木工程学院北京100144 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司高速铁路轨道技术国家重点实验室北京100081

为研究超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)与钢筋间的黏结受力性能,设计并制作了45个锚固试件和39个包含新旧UHPC界面的对称搭接试件,研究钢筋直径、保护层厚度、锚固/搭接长度、荷载形式、箍筋配置以及界面处理方... 详细信息

为研究超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)与钢筋间的黏结受力性能,设计并制作了45个锚固试件和39个包含新旧UHPC界面的对称搭接试件,研究钢筋直径、保护层厚度、锚固/搭接长度、荷载形式、箍筋配置以及界面处理方式对黏结性能的影响规律。结果表明:对于锚固试件,其破坏模式和黏结强度主要由保护层厚度和锚固长度共同影响,当保护层厚度小于3d(d为钢筋直径)时,均发生UHPC劈裂破坏,黏结强度均较小;保护层厚度达3d及以上时,锚固长度为5d的试件均发生钢筋屈服后的拔出破坏,黏结强度较大;锚固长度达10d及以上时,试件均发生钢筋拉断破坏,同时黏结强度平均降低幅度达50%以上;对于搭接试件,无箍筋配置的试件均发生界面劈裂破坏;当体积配箍率不低于0.2%时,搭接试件的破坏模式及黏结强度主要受搭接长度的影响,搭接长度大于6d时,破坏模式由钢筋拔出破坏转变为钢筋拉断破坏,且黏结强度明显降低。依据试验结果,对于拔出试件,建议保护层厚度取值为3d~5d,同时建立了最小锚固/搭接长度计算公式,并给出了临界黏结长度系数α的取值建议。

关键词：超高性能混凝土钢筋锚固/搭接长度黏结性能黏结强度

铁路桥梁抗震规范与新版公路桥梁抗震规范的比较

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世界地震工程 2021年第4期37卷 189-196页

作者：许见超中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

2020年6月交通运输部发布了新版《公路桥梁抗震设计规范》(JTG/T 2231-01-2020)(简称“《公规》”)。本文比较了现行《铁路工程抗震设计规范》(GB 50111-2006)(2009年版)(以下简称“《铁规》”)与《公规》的抗震设计相关内容,并分别采... 详细信息

2020年6月交通运输部发布了新版《公路桥梁抗震设计规范》(JTG/T 2231-01-2020)(简称“《公规》”)。本文比较了现行《铁路工程抗震设计规范》(GB 50111-2006)(2009年版)(以下简称“《铁规》”)与《公规》的抗震设计相关内容,并分别采用两本规范对25m墩高(D类)、35m墩高(C类)和40m墩高(B类)简支梁进行抗震设计,比较二者地震力和配筋设计结果差异。结果表明:《公规》和《铁规》的抗震设计框架和内容基本一致,在具体规定上如E2或罕遇地震设计最大加速度响应值以及桥墩强度和延性验算方法等方面不同;D类桥梁《铁规》地震力明显大于《公规》,C类和B类桥梁《铁规》和《公规》地震力相当;地震力相同时,《铁规》配筋率计算值大于《公规》,因《铁规》配筋设计基于容许应力法,而《公规》基于极限状态法。

关键词：桥梁工程抗震规范抗震设计铁路桥梁

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铁路工程技术接口工序质量管理研究

铁道学报 2023年第2期45卷 165-174页

作者：鲍学英贺振霞班新林许见超兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081 高速铁路轨道技术国家重点实验室北京100081

为提高铁路工程技术接口工序质量水平及管理能力,提出一种基于工序能力指数的技术接口工序质量链网络分析方法。通过梳理铁路工程技术接口,结合质量链理论,采用DSM方法建立技术接口工序质量链网络图,计算质量链网络图中各工序质量控制... 详细信息

为提高铁路工程技术接口工序质量水平及管理能力,提出一种基于工序能力指数的技术接口工序质量链网络分析方法。通过梳理铁路工程技术接口,结合质量链理论,采用DSM方法建立技术接口工序质量链网络图,计算质量链网络图中各工序质量控制点的基本过程能力指数、基于主成分的多元工序能力指数、综合多工序能力指数(CMPCI),定量判定施工单位的技术接口工序质量管理能力;从5M1E切入,采用因果分析法定性分析影响技术接口关键工序质量链的关键因素;以某段桥梁与四电工程技术接口为例进行分析,技术接口的CMPCI为1.118,工序质量管理能力为Ⅲ级,处于一般水平,基本满足质量控制要求,影响技术接口工序质量的关键因素是人为因素和环境因素,应将其作为铁路工程技术接口工序质量管理的重点。

关键词：铁路工程技术接口工序质量工序能力指数

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艰险山区铁路技术接口质量管理绩效评价研究

铁道科学与工程学报 2023年第7期20卷 2698-2707页

作者：文圆圆鲍学英班新林许见超兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 高速铁路轨道技术国家重点实验室北京100081

为提高艰险山区铁路工程技术接口的质量管理水平,满足质量管理的目标要求,提出适合于艰险山区铁路工程技术接口质量管理绩效评价的研究方法。基于艰险山区地质复杂、环境恶劣的自然环境特征,以及铁路工程技术接口质量管理的重要作用,通... 详细信息

为提高艰险山区铁路工程技术接口的质量管理水平,满足质量管理的目标要求,提出适合于艰险山区铁路工程技术接口质量管理绩效评价的研究方法。基于艰险山区地质复杂、环境恶劣的自然环境特征,以及铁路工程技术接口质量管理的重要作用,通过对艰险山区铁路工程技术接口质量管理活动在人员、材料、机械设备、技术、环境、管理、参与方以及质量结果方面的影响因素分析,从质量目标、质量制度、质量意识、质量技术、质量过程、质量结果以及质量环境7个方面构建艰险山区铁路技术接口质量管理绩效评价指标体系。利用乘法合成法将C-OWA算子法和CRITIC-熵权法组合赋权,确定各评价指标的综合权重。运用云模型对艰险山区铁路工程技术接口质量管理绩效水平进行综合评价,采用MATLAB绘制出相应的评价云图,并与标准云图进行对比,确定最终的技术接口质量管理绩效评价结果。以拉林铁路DK263+844.62~DK303+105标段进行实证研究,结果表明:该标段技术接口质量管理绩效评价水平处于“优秀”和“良好”之间,且偏向于“良好”。该实例研究验证了该模型的适用性与有效性,为艰险山区铁路工程技术接口质量管理水平的优劣提供了评判依据,也促进了我国艰险山区铁路工程技术接口质量管理水平的提升。

关键词：铁路技术接口艰险山区质量管理绩效评价 C-OWA算子 CRITIC-熵权法云模型

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铁路工程技术接口工序工期缓冲管理研究

铁道工程学报 2023年第1期40卷 116-121页

作者：鲍学英左芯胡所亭班新林许见超兰州交通大学兰州730070 中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081 高速铁路轨道技术国家重点实验室北京100081

研究目的:为减少铁路工程进度管理中技术接口工序返工造成的工期延误,提出一种考虑不同重叠关系的关键技术接口工序的缓冲管理方法。研究结论:(1)基于技术接口交换概念,结合PDCA循环理论,构建铁路工程技术接口交换全寿命周期模型,通过... 详细信息

研究目的:为减少铁路工程进度管理中技术接口工序返工造成的工期延误,提出一种考虑不同重叠关系的关键技术接口工序的缓冲管理方法。研究结论:(1)基于技术接口交换概念,结合PDCA循环理论,构建铁路工程技术接口交换全寿命周期模型,通过分析不同重叠关系下的接口信息交换过程,发现信息传输是影响工期的根本原因;(2)运用DSM矩阵对技术接口信息交互所造成的返工风险与概率进行量化,确定返工时间和资源紧密性,并以拉林铁路巴玉隧道和巴玉雅鲁藏布江三线大桥为例,计算技术接口的缓冲大小与工期;(3)研究结果表明:运用该方法所得工期缓冲为18.56 d,总工期为112.63 d,对比于不考虑接口不同重叠关系的方法,接口总工期缩减5.23%,即该方法能有效缩短工期,促进工程按时完工率;(4)本文方法可为铁路工程技术接口进度优化与控制提供参考。

关键词：接口交换信息交互重叠迭代模型关键链

疲劳损伤RC梁氯离子腐蚀后疲劳性能和氯离子扩散性试验研究

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建筑结构学报 2022年第9期43卷 201-209页

作者：吴洁琼许见超刁波金浏杜修力北京工业大学建筑工程学院北京100124 北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

对于沿海地区具有疲劳损伤的在役钢筋混凝土(RC)桥梁结构,其在氯腐蚀后的疲劳性能和氯离子扩散性对于结构耐久性设计和评估至关重要。为此,通过试验研究15根不同初始疲劳损伤程度RC梁在氯腐蚀后的疲劳性能和混凝土中氯离子含量,试验参... 详细信息

对于沿海地区具有疲劳损伤的在役钢筋混凝土(RC)桥梁结构,其在氯腐蚀后的疲劳性能和氯离子扩散性对于结构耐久性设计和评估至关重要。为此,通过试验研究15根不同初始疲劳损伤程度RC梁在氯腐蚀后的疲劳性能和混凝土中氯离子含量,试验参数包括荷载水平(疲劳荷载上限与静载极限荷载之比,取0.2~0.5)、初始疲劳加载次数(1×10^(4)~120×10^(4))、氯腐蚀时间(90、180 d)和受拉纵筋配筋率(1.06%、1.59%和2.91%)。试验结果表明:疲劳损伤RC梁在氯腐蚀后进行疲劳加载时,梁挠度和混凝土应变等呈现典型的三阶段变化特征;荷载水平、初始疲劳加载次数、氯腐蚀时间和受拉纵筋配筋率均对其剩余疲劳寿命影响显著,荷载水平(不小于0.4)、初始疲劳加载次数(第一疲劳阶段)和氯腐蚀时间的增加均引起剩余疲劳寿命迅速降低,当配筋率增加到42%界限配筋率时,寿命有所增加;受拉混凝土氯离子扩散性的增加与RC梁剩余疲劳寿命的降低相关联,而受压混凝土的扩散性随荷载水平、初始疲劳加载次数和配筋率的增加而增加。

关键词： RC梁疲劳加载氯离子腐蚀剩余疲劳寿命氯离子扩散

疲劳损伤与氯腐蚀作用后钢筋混凝土梁疲劳寿命预测

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建筑结构学报 2022年第S1期43卷 69-76页

作者：许见超吴洁琼陈圣刚刁波赵体波中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州211116 北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

为评估沿海或除冰环境下钢筋混凝土桥梁结构的疲劳寿命,考虑疲劳荷载水平(疲劳荷载上限与极限静力荷载的比值)、初始疲劳加载次数、氯腐蚀时间和配筋率的影响,基于Fick第二定律,计算了氯离子二维扩散状态下RC梁中的钢筋初始锈蚀时间,分... 详细信息

为评估沿海或除冰环境下钢筋混凝土桥梁结构的疲劳寿命,考虑疲劳荷载水平(疲劳荷载上限与极限静力荷载的比值)、初始疲劳加载次数、氯腐蚀时间和配筋率的影响,基于Fick第二定律,计算了氯离子二维扩散状态下RC梁中的钢筋初始锈蚀时间,分析了钢筋初始锈蚀时间和剩余疲劳寿命相关关系,提出了疲劳损伤RC梁在氯腐蚀后的疲劳寿命预测模型,并给出疲劳耐久性设计和评估建议。研究表明:疲劳荷载水平(不低于0.4)、加载次数(不超过40×10^(4))和氯腐蚀时间是影响钢筋初始锈蚀时间的关键因素,但初始疲劳加载次数为40×10^(4)~120×10^(4)和配筋率的变化对其影响不大;RC梁的钢筋初始锈蚀时间与剩余疲劳寿命呈指数相关,据此提出的疲劳损伤RC梁在氯腐蚀后的剩余疲劳寿命预测模型的计算值与试验值吻合较好,该寿命预测模型基于混凝土中氯离子扩散,对在役RC桥梁的疲劳寿命评估具有较好的实用性;钢筋混凝土桥梁耐久性问题在不直接接触海水区域(距离海岸2.84 km或以上)应被重视。

关键词：疲劳损伤氯腐蚀钢筋初始锈蚀时间疲劳寿命预测

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混凝土U形薄壁梁纯扭及弯扭承载力计算

建筑结构学报 2017年第2期38卷 99-105页

作者：陈圣刚许见超郭全全叶英华刁波北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100083 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640

混凝土U形薄壁梁在国内城市轨道交通中得到广泛应用,但是关于该类梁在纯扭或弯扭耦合作用下的翘曲扭转效应及其承载力计算的研究相对滞后。为此,基于6个钢筋混凝土U形薄壁纯扭构件和弯扭复合作用构件的试验结果,利用Vlasov开口薄壁结构... 详细信息

混凝土U形薄壁梁在国内城市轨道交通中得到广泛应用,但是关于该类梁在纯扭或弯扭耦合作用下的翘曲扭转效应及其承载力计算的研究相对滞后。为此,基于6个钢筋混凝土U形薄壁纯扭构件和弯扭复合作用构件的试验结果,利用Vlasov开口薄壁结构理论,并将截面弯矩和翘曲弯矩按刚度加以分配,提出了钢筋混凝土U形薄壁梁纯扭和弯扭承载力计算模型。对比了钢筋混凝土U形薄壁梁纯扭及弯扭承载力的计算结果和试验结果,两者吻合较好。

关键词：钢筋混凝土 U形薄壁梁弯扭作用承载力