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老旧预应力空心板梁非常规裂缝产生机理分析

上海公路 2024年第1期 56-61,M0005页

作者：王嘉祺彭崇梅赵辛玮上海城建城市运营(集团)有限公司上海200120

混凝土开裂是老旧预应力空心板梁典型病害之一,通常表现为跨中底板弯曲裂缝和近支座腹板剪切裂缝。在多榀简支空心板梁的小剪跨比区段,发现了非常规的弯剪裂缝。利用空间杆系模型和精细化实体有限元模型,对先张预应力空心板梁的开裂机... 详细信息

混凝土开裂是老旧预应力空心板梁典型病害之一,通常表现为跨中底板弯曲裂缝和近支座腹板剪切裂缝。在多榀简支空心板梁的小剪跨比区段,发现了非常规的弯剪裂缝。利用空间杆系模型和精细化实体有限元模型,对先张预应力空心板梁的开裂机理进行分析。结果表明,设计缺陷和重载车辆是板梁底板和腹板贯通开裂的主要原因。其中,预应力端部应力集中,诱发了非常规弯剪裂缝产生;车辆荷载则加剧了薄弱截面裂缝的扩展。

关键词：桥梁工程老旧桥梁空心板梁开裂机理数值模拟

盾构快速穿越法超浅覆土及负覆土隧道施工预测分析

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上海大学学报（自然科学版） 2015年第4期21卷 454-466页

作者：赵辛玮马永其滕丽上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海大学理学院上海200444 上海城建(集团)公司上海200122

盾构快速穿越(ultra-rapid under pass,URUP)法隧道施工技术是一种盾构机从地表直接始发掘进,最后在设定目标地点直接掘进到地表的新型施工方法.以南京机场城轨URUP法隧道示范工程为背景,利用三维非线性有限元方法(finit element method... 详细信息

盾构快速穿越(ultra-rapid under pass,URUP)法隧道施工技术是一种盾构机从地表直接始发掘进,最后在设定目标地点直接掘进到地表的新型施工方法.以南京机场城轨URUP法隧道示范工程为背景,利用三维非线性有限元方法(finit element method,FEM),对URUP法隧道施工过程进行了数值模拟.预测分析了隧道施工过程中超浅覆土和负覆土区间的地表变形规律、施工影响范围以及最终沉降值.分析结果与实测数据比较吻合,说明了数值模拟的有效性和预测分析的可信性.

关键词：预测分析盾构快速穿越法三维有限元模拟地表沉降

钢桥面板与纵肋双面焊焊接细节应力强度因子有限元分析

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公路与汽运 2023年第4期 100-102页

作者：赵辛玮上海城建城市运营(集团)有限公司上海200023

正交异性钢桥面板疲劳开裂严重影响结构安全。为研究钢桥面板与纵肋双面焊接细节的疲劳开裂机理,文中运用有限元软件,采用相互作用积分法对顶板-纵肋内侧焊缝典型疲劳裂纹应力强度因子进行数值计算,分析裂纹扩展变化规律并对疲劳寿命进... 详细信息

正交异性钢桥面板疲劳开裂严重影响结构安全。为研究钢桥面板与纵肋双面焊接细节的疲劳开裂机理,文中运用有限元软件,采用相互作用积分法对顶板-纵肋内侧焊缝典型疲劳裂纹应力强度因子进行数值计算,分析裂纹扩展变化规律并对疲劳寿命进行评估。

关键词：桥梁钢桥面板纵肋双面焊接细节疲劳开裂应力强度因子

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氯离子在混凝土中双时变扩散分析研究

中国市政工程 2022年第4期 59-63,124页

作者：赵辛玮上海城建城市运营(集团)有限公司上海200023

氯离子侵蚀是除冰盐环境下混凝土结构耐久性劣化的主要原因。目前多采用Fick第二定律及一维稳态扩散模型对混凝土中的氯离子浓度进行预测与耐久性评价,但分析结果与实际氯离子侵蚀情况存在偏差。为更准确地描述氯离子扩散的时变规律,基... 详细信息

氯离子侵蚀是除冰盐环境下混凝土结构耐久性劣化的主要原因。目前多采用Fick第二定律及一维稳态扩散模型对混凝土中的氯离子浓度进行预测与耐久性评价,但分析结果与实际氯离子侵蚀情况存在偏差。为更准确地描述氯离子扩散的时变规律,基于氯离子瞬态扩散理论和非稳态扩散方程,推导出前期时变与后期恒定的氯离子扩散系数模型的修正表观扩散系数公式以及表面氯离子浓度为指数及幂函数模型下的修正解析表达式,并与时变扩散有限元方法结合应用到实桥分析中,解析解与数值分析结果吻合较好,验证修正表观扩散系数与解析公式的正确性以及氯离子时变扩散有限元分析方法的适用性。

关键词：混凝土耐久性氯离子 Fick第二定律时变扩散系数

常温养护型超高性能混凝土组合桥面板收缩性能研究

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中外公路 2020年第3期40卷 100-108页

作者：赵辛玮肖汝诚孙斌王俊颜马骉陈钒同济大学土木工程学院上海市200092 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司中电建路桥集团有限公司

针对常温养护型超高性能混凝土(NC-UHPC)新材料,设计钢-NC-UHPC组合桥面板节段试验模型,通过足尺收缩试验和有限元数值模拟,研究NC-UHPC材料收缩对钢桥面板受力变形的影响。结果表明:钢桥面板各部件的变形在NC-UHPC龄期达28 d左右时,变... 详细信息

针对常温养护型超高性能混凝土(NC-UHPC)新材料,设计钢-NC-UHPC组合桥面板节段试验模型,通过足尺收缩试验和有限元数值模拟,研究NC-UHPC材料收缩对钢桥面板受力变形的影响。结果表明:钢桥面板各部件的变形在NC-UHPC龄期达28 d左右时,变形虽继续发展但已基本趋于稳定,NC-UHPC收缩对桥面板的边侧剪力钉受力较为不利,边侧剪力钉竖向应变分布为一侧受拉一侧受压,处于明显受剪状态;钢筋网和顶板则以整体受压为主。铺装层的收缩主要对层内的剪力钉和钢筋网的受力变形产生较大的影响,而对钢顶板和纵肋的影响有限。数值模拟结果的应变分布趋势和数值大小与试验测点数据有较好的一致性,考虑到试验需耗费大量时间与经费,采用有限元数值模拟作为NC-UHPC组合桥面板收缩试验的辅助研究手段是合理可行的。

关键词：超高性能混凝土组合桥面收缩试验常温养护数值模拟

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某钢筋混凝土简支斜板桥失效原因分析

上海公路 2022年第2期 53-60,M0005页

作者：彭崇梅赵辛玮上海城建城市运营(集团)有限公司上海200126

以某高速失效简支钢筋混凝土斜空心板梁为研究对象,建立三维非线性分离式有限元模型,考虑材料非线性与接触非线性,并在支座和混凝土梁底相应部位建立绑定接触,以避免应力集中导致非线性计算难以收敛。重点分析了混凝土空心板梁受力情况... 详细信息

以某高速失效简支钢筋混凝土斜空心板梁为研究对象,建立三维非线性分离式有限元模型,考虑材料非线性与接触非线性,并在支座和混凝土梁底相应部位建立绑定接触,以避免应力集中导致非线性计算难以收敛。重点分析了混凝土空心板梁受力情况、混凝土裂缝分布、板梁变形与刚度验算以及钢筋应力分布情况。计算结果与失效板梁实际情况吻合较好,表明所建模型及模拟方法是可行有效的。模拟方法与所得结果对该工程具有积极的指导意义,对其他类似工程的分析也具有一定的借鉴作用。

关键词：简支斜板桥桥梁工程三维非线性有限元数值模拟

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氯离子侵蚀下UHPC梁的耐久性研究

工程技术研究 2022年第12期7卷 92-94页

作者：金恩赵辛玮上海城建城市运营(集团)有限公司上海200023

文章以超高性能混凝土(UHPC)梁为研究对象,通过耐久性对比试验得出UHPC梁较普通混凝土梁,其抗氯离子侵蚀能力更强,在严酷的氯盐环境下更适合采用UHPC梁。同时,提出基于性能的UHPC梁的耐久性设计,将UHPC梁劣化过程的各个临界状态作为耐... 详细信息

文章以超高性能混凝土(UHPC)梁为研究对象,通过耐久性对比试验得出UHPC梁较普通混凝土梁,其抗氯离子侵蚀能力更强,在严酷的氯盐环境下更适合采用UHPC梁。同时,提出基于性能的UHPC梁的耐久性设计,将UHPC梁劣化过程的各个临界状态作为耐久性极限状态的基准值,根据UHPC梁在不同阶段的使用性能进行动态设计。结果表明,在梁表面采用涂层工艺,可有效降低氯离子侵入UHPC梁内输运的可能性,提高UHPC梁的耐久性。

关键词：超高性能混凝土氯离子耐久性

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预应力混凝土连续刚构景观桥的三维仿真分析

交通科技 2019年第4期29卷 20-25页

作者：赵辛玮袁鹏肖汝诚庄冬利同济大学桥梁工程系上海200092 上海市市政工程管理咨询有限公司上海200093

城市景观桥梁往往会使用异形断面来提升桥梁的视觉效果,其受力较常规桥梁结构更为复杂,设计中应对该类桥进行空间有限元分析。本文以某桥面带天井的预应力混凝土连续刚构景观桥为工程背景,建立三维实体有限元模型,对该桥从施工、成桥及... 详细信息

城市景观桥梁往往会使用异形断面来提升桥梁的视觉效果,其受力较常规桥梁结构更为复杂,设计中应对该类桥进行空间有限元分析。本文以某桥面带天井的预应力混凝土连续刚构景观桥为工程背景,建立三维实体有限元模型,对该桥从施工、成桥及运营阶段全过程进行了受力分析,对比不同方案的计算结果,提出改善结构受力状态的若干优化建议。

关键词：桥梁工程预应力混凝土连续刚构空间实体单元数值仿真

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秸秆加筋红黏土水力和力学特性试验研究

秸秆加筋红黏土水力和力学特性试验研究

作者：赵辛金安徽建筑大学

学位级别：硕士

纤维加筋技术作为一种有效的土体改良技术,已广泛应用于房屋、道路路堤等工程实践中,并取得了不错的加固效果。目前,国内外学者分别研究了石灰、水泥、粉煤灰等材料对红黏土压实样的水力和力学特性改良效果,并取得了较好的研究成果。事... 详细信息

纤维加筋技术作为一种有效的土体改良技术,已广泛应用于房屋、道路路堤等工程实践中,并取得了不错的加固效果。目前,国内外学者分别研究了石灰、水泥、粉煤灰等材料对红黏土压实样的水力和力学特性改良效果,并取得了较好的研究成果。事实上,红黏土本身具有较好的力学特性,通过掺入秸秆纤维改善土体的裂隙性及收缩性,有效减少水分的入渗,可实现土体水力和力学特性改良的目的。该方法实现了农业废弃物的合理利用,是一种绿色环保的红黏土处治方案。本文以秸秆纤维改良红黏土压实样为研究对象,联合轴平移技术和蒸汽平衡技术,对掺入不同秸秆长度、秸秆比例的试样分别开展收缩试验、广吸力范围的持水曲线测定试验和等吸力三轴试验,探究改良红黏土的收缩特性、水力特性和力学特性随掺入秸秆长度和秸秆比例的演化规律。随后,根据核磁共振分析仪（NMR）测得的不同试样弛豫时间分布曲线,探讨掺入秸秆长度和秸秆比例影响红黏土压实样收缩、水力和力学特性的细观机理。具体结论如下:（1）收缩试验结果表明:掺入秸秆纤维能够有效地降低红黏土压实样的失水收缩变形。掺入秸秆纤维的长度相同时,试样的线缩率随秸秆掺量的增加而逐渐降低;掺入秸秆纤维的含量相同时,试样的线缩率随着秸秆纤维长度的增加,表现出先减小后增大的变化规律。而且,最小线缩率对应的秸秆纤维长度为2.0 mm。（2）广吸力范围的持水试验结果表明:秸秆纤维压实样的含水率和饱和度随着吸力的增大而逐渐降低。而且,持水曲线过渡段存在着2段斜率明显不同的下降曲线,属于典型的双峰型持水曲线。此外,秸秆纤维长度相同的条件下,秸秆纤维压实样的进气值随秸秆纤维掺量的增加而逐渐增大;秸秆纤维掺量相同的条件下,秸秆压实样的进气值随纤维长度的增加则出现先增大后减小的规律,最大值对应的秸秆纤维长度为2.0 mm。此外,当吸力大于残余值（80 MPa）后,不同试样的持水曲线基本重合,表明残余区的持水曲线不受掺入秸秆纤维长度和比例的影响。（3）广吸力范围的力学试验结果表明:随着吸力增大,秸秆压实样的应力-应变曲线逐渐由剪缩硬化型转向剪胀软化型。试样的峰值强度均随着吸力增大而逐渐增大。不同试样的峰值强度结果显示,中低吸力范围（s≤1.5 MPa）内,试样在相同吸力下的峰值强度随着纤维掺量或纤维长度的增加而逐渐增大。高吸力范围（s≥3.29MPa）内,相同吸力下的峰值强度随纤维掺量或纤维长度的增加逐渐降低,甚至低于没有加筋试样的峰值强度,这主要是由于加筋试样的持水性能较好,使试样在相同吸力下具有较高含水率所导致的。（4）核磁共振试验结果显示:不同试样的饱和状态下的弛豫时间T2分布曲线均为双峰型。相同秸秆长度时,随着秸秆纤维掺入量的增加,小孔隙的峰值信号强度逐渐增大,大孔隙峰值信号强度则逐渐降低,说明土体的小孔径含量随秸秆纤维掺入量的增加而增大。相同秸秆掺入时,随着秸秆纤维长度的增加,小孔隙的峰值信号强度先增大后减小,大孔隙峰值信号强度则先减小后增大,在长度2.0 mm时,土样内部小孔隙体积达到最大值。由于掺入纤维后,试样中的小孔隙比例逐渐增加。因此,试样的进气值逐渐增大,失水速率逐渐变缓,持水能力增强。若含水率相同的试样,由于掺入秸秆纤维试样的小孔径累积体积的增加,因此,试样的峰值强度随着秸秆纤维的掺入而逐渐增大。图[82]表[8]文献[161]

关键词：加筋红黏土收缩性持水曲线力学特性细观结构