基于长期实测的南京栖霞山长江大桥车辆荷载分析

为准确掌握南京栖霞山长江大桥车辆荷载的统计特性及变化规律,基于该桥动态称重系统记录的2014-2016年数据,研究各车道上不同轴数车辆的分布特点及变化规律,并分析不同轴数车辆各轴轴质量随车质量的变化规律.采用K-means聚类方法对同轴数车辆进行分类,将各类型车辆的轴距、轴质量参数与现行标准进行比较.结果 表明:在大桥所有通行车辆中,二轴车辆为主要类型且所占比例逐年增加,到2016年其通行数量占通行车辆总数的比例为87.42％;5种不同轴数代表车辆中二轴、六轴车辆参数与现行标准相近,与现行标准中三轴、五轴车辆参数相近的车辆不是桥上主要通行车辆类型;各轴数车辆代表轴质量均在轴荷载允许限值内.     

移动荷载作用下结构弹塑性安定分析方法及其应用研究

为了研究移动荷载作用下结构的安定性问题,以Melan静力型安定定理为基础,通过构造满足静力平衡条件的最佳残余应力场,并求解移动荷载作用下结构中的真实弹性应力场,发展了一种弹塑性安定性计算方法.该方法摆脱了传统安定性分析方法中的数学规划运算,解决了计算中维数障碍的问题.通过与前人研究结果对比,说明本方法的正确性.基于此方法,研究了列车荷载直接作用下路基的静力安定极限的第一类上限kI和静力安定极限kSD,进行轮载间距L和铁轨间距B对路基安定极限的敏感性分析,发现当轮载间距L和铁轨间距B大于等于10a时,轮载间距L和铁轨间距B对路基安定极限不再产生影响;通过分析材料泊松比v和内摩擦角φ对安定极限的影响,表明安定极限随着路基泊松比的增大略有减小,但随着内摩擦角的增大而有明显增加;并提出了一种基于安定极限荷载包络图的路基安定性评价方法和设计方法,据此可对铁路路基进行设计指导和安全性评价.     

腐蚀对风车联合作用下斜拉桥拉索 疲劳可靠性的影响分析

为探讨腐蚀对随机交通和风载联合作用下斜拉索疲劳可靠性的影响规律和机理,通过拉索高强钢丝的加速腐蚀和疲劳试验,提出了考虑腐蚀的斜拉索疲劳抗力模型;基于线性累积损伤准则,建立了考虑腐蚀影响的风车联合作用下拉索疲劳可靠性的分析方法和流程;依托工程实例,分析了腐蚀等级和时变腐蚀对拉索疲劳可靠性的影响.结果表明:随腐蚀加剧拉索动态疲劳可靠指标下降速率增大;等级达到Ⅲ级及以上的腐蚀对拉索疲劳可靠寿命影响显著,尤其对于靠近桥塔及辅助墩处拉索;Ⅳ级和Ⅴ级腐蚀时拉索疲劳寿命相对无腐蚀状况降幅最大分别达24%和44%;相对完好状况,时变腐蚀影响下拉索的动态疲劳可靠指标下降更为迅速,且降幅明显大于仅考虑腐蚀分级的状况.     

条形荷载作用下粘土边坡稳定特征数值分析

为分析坡顶条形荷载作用下的边坡稳定特征,运用有限元强度折减法,以均质粘土边坡为研究对象,在坡顶不同位置施加条形荷载,分析边坡稳定安全系数、坡体内最大剪应力、X方向最大位移以及潜在滑裂面位置4个指标的变化规律。结果表明,边坡稳定性与条形荷载值呈正相关,荷载距坡顶边缘越近,稳定性越差;坡体内最大剪应力、最大位移值与荷载值呈正相关,荷载离坡顶边缘较远时,最大剪应力出现在荷载右缘下方坡体中;坡顶边缘作用有大荷载时,坡体最大位移值增加较快;随着荷载向右移动,边坡潜在滑裂面也向右偏移。     

基于盒维数的锚杆工作荷载无损检测研究

为研究锚杆工作荷载,应用了分形理论中的盒维数方法。根据一维杆波动理论,在锚杆外露端头安装一个自激式加速度传感器,利用锚杆无损检测加载试验台分级加载、检测标定测得锚杆-围岩相互作用体系在激发荷载作用下的速度响应,计算其加速度响应曲线的盒维数,拟合得出荷载-盒维数曲线,直观地判断锚杆工作荷载和锚固质量。     

循环荷载作用下连续排水边界双层土一维固结

将连续排水边界引入双层饱和软土地基的一维固结理论.基于该边界,利用积分变换法推导出任意荷载作用下土体有效应力增量的解答,并分别给出了瞬时恒载和正弦波荷载作用下有效应力增量和总沉降的解答.将所得解答退化单层土的情况,并与已有解答进行了对比,验证了所得解答的可靠性.最后,对正弦波荷载作用下双层土的一维固结性状进行了参数分析,结果表明:当渗透性和压缩性更高的半层土一侧的边界的排水能力增强时,土体的总沉降可更快达到稳定状态,但固结前期的最大沉降量更大、起伏波动也更剧烈.此外,加载周期影响土体的最大沉降量,但不影响总沉降达到稳定状态所需的时间.     

竖向非均质饱和地基中埋置扭转荷载的动力响应

为探讨竖向非均质饱和地基中埋置简谐扭转荷载的动力响应,考虑地基为饱和半空间,并假定土体剪切模量随深度呈指数函数非线性分布,基于Biot固结理论与弹性动力学原理,建立饱和地基扭转振动的动力微分方程,引入边界条件并利用Hankel变换方法求解获得变换域内的剪应力、切向位移表达式,进而通过Hankel逆变换求得饱和地基内部的剪应力、切向位移解答,据此基于Mathematica编制出相应计算程序,并通过参数分析发现:地基土剪应力、切向位移沿径向呈现出明显的波动规律,曲线波动频率随荷载频率增大而增大;荷载作用面土体切向位移最大,剪应力发生突变,主要影响范围是荷载作用面上、下各两倍荷载作用半径(2a)区域;土体最大切向位移随荷载埋深h增大而减小,h=2a时最大切向位移下降90%,h 4a时,最大切向位移近似为零.     

衔架钢筋混凝土材料受力性能研究

为探讨带衔架钢筋混凝土材料的受力性能,设计了4组试验,现场预制4个混凝土构件,通过对4个构件的荷载-挠度试验、混凝土荷载-应变、下弦钢筋荷载-应变曲线对比分析,结果表明:1)在一定范围内,随施工荷载的增加,4个试件(S_1、S_2、S_3、S_4)的挠度呈线性规律增加,随后随荷载的继续增大构件裂缝逐渐增多,S_1、S_2、S_3、S_4构件彻底断了时施加的荷载分别为93.5 kN、113.8 kN、95.4 kN和107.2 kN,所对应的挠度分别为31.4 mm、41.5 mm、42.3 mm、45.1 mm;2)4个试件的挠度由0增至30 mm时,所需的荷载急剧增大,随后增大幅度有所减小;3)4个试件的应变均是随荷载增大逐渐减小,当荷载为0时应变也为0,随后几乎都是呈指数形式变化;4)S_1和S_2试件下弦钢筋的荷载为50 kN左右时,衔架钢筋完成了塑性状态到弹塑性状态的变化,当荷载为95 kN时又由弹塑性状态转变为塑性状态;S_3和S_4试件下弦钢筋在2种状态变化对应的荷载值分别37.5 kN和85 kN。     

考虑剪切变形的多梁式改进型波形钢腹板组合小箱梁桥荷载横向分布系数计算

目前有关钢-混组合箱梁桥的剪切变形对其荷载横向分布影响的研究较少。首先,在考虑自身剪切变形的基础上,采用正弦荷载得出刚度折减系数,并推导出了考虑剪切变形效应的偏心压力法、修正偏心压力法以及考虑剪切变形效应的刚接梁法等,用于计算多梁式波形钢腹板-钢底板-混凝土顶板(简称改进型波形钢腹板,即CSWSB)组合小箱梁桥横向荷载分布系数的方法的计算公式;然后,选取一多梁式改进型波形钢腹板组合小箱梁桥实桥进行了试验研究;最后将采用文中讨论的各计算方法计算得到的结果与有限元法结果、试验实测值进行了对比分析。结果表明:采用考虑剪切变形效应的刚接梁法得到的挠度值和Ansys模拟值更为接近,计算跨中的荷载横向分布系数时应采用考虑剪切变形效应的刚接梁法;当桥梁结构不满足窄桥条件时,宜采用考虑剪切变形效应的刚接梁法计算跨中截面的荷载横向分布系数;当满足窄桥条件时,可以采用考虑剪切变形效应的修正偏心压力法计算横向分布系数。     

考虑超固结比与泊松效应的荷载传递模型

为了分析超固结状态及泊松效应对砂土管桩界面剪切特性的影响，在传统双曲线荷载传递模型的基础上，采用考虑超固结比的侧向土压力系数，计入由泊松效应引起的侧向土压力增加值，建立能同时考虑砂土超固结比及管桩泊松效应的界面荷载传递模型，对其可靠性进行验证。通过算例对极限摩阻力影响因素进行分析，结果表明：超固结比从1.0增大到3.0，抗压桩和抗拔桩极限摩阻力近似呈线性增大，抗压桩提高约83.6%，抗拔桩提高约92.9%；泊松比从0.1增大到0.3，抗压桩极限摩阻力呈线性增大，提高约3.5%；抗拔桩极限摩阻力呈线性减小，降低约3.6%；桩土模量比从300增大到1 500，抗压桩极限摩阻力降低约7.6%；抗拔桩极限摩阻力提高约9.6%。