小跨径桥梁静挠度观测实用方法探讨

桥梁的静挠度反映桥梁结构整体竖向刚度,是桥梁安全性评价的重要指标,也是桥梁荷载试验必须检查的项目.针对中小跨径桥梁,采用水准测量法和悬锤法分别对小跨径梁桥、拱桥进行了静挠度观测.通过实测数据,分析了两种测量方法的误差特性,总结了两种方法的优缺点,并提出了两种方法的选择依据,为桥梁荷载试验静挠度观测方案的选择提供参考.     

桥面铺装对中小跨径PC梁桥校验系数影响分析

为了研究中小跨径预应力混凝土梁桥桥面铺装层对桥梁结构荷载试验校验系数的影响,以114座预应力混凝土连续箱梁及空心板桥作样本,分别计算在不考虑桥面铺装、考虑一半铺装和考虑全部铺装下桥梁结构的横向分布系数的变化,基于不同的保证率给出了3种情况下桥梁结构应变和挠度校验系数的统计规律及统计参数,最后分析了铺装层对桥梁结构校验系数的影响程度,并提出了中小跨径预应力混凝土梁桥考虑铺装不同作用程度的常见校验系数范围.分析结果表明:混凝土铺装厚度对预应力混凝土梁桥横向分布影响很小,而对其结构校验系数的影响程度较大.对于预应力混凝土空心板桥,与不考虑混凝土铺装相比,考虑全部混凝土铺装时的应变校验系数提高约24%,挠度校验系数提高约45%;对于预应力混凝土箱梁桥,与不考虑混凝土铺装相比,考虑全部混凝土铺装时的应变校验系数提高约11%,挠度校验系数提高约21%.其结论可为同类梁桥荷载试验承载能力评定作参考.     

圆弧曲杆有限元法在曲线梁桥受力分析中的应用

随着高速公路及城市立交的快速发展,曲线梁桥结构得到了广泛地应用.文章针对曲线梁桥结构受力的复杂性,以翘曲扭转理论为基础,建立圆弧曲杆有限元模型,分析曲梁结构在荷载作用下的受力状态,并结合曲线梁桥工程实测实验数据,验证圆弧曲杆有限元计算方法在曲线梁桥中应用的合理性.     

新黄河特大桥主桥1孔156m简支钢桁梁设计

随着高速公路及城市立交的快速发展,曲线梁桥结构得到了广泛地应用.文章针对曲线梁桥结构受力的复杂性,以翘曲扭转理论为基础,建立圆弧曲杆有限元模型,分析曲梁结构在荷载作用下的受力状态,并结合曲线梁桥工程实测实验数据,验证圆弧曲杆有限元计算方法在曲线梁桥中应用的合理性.     

独柱墩桥梁上部结构抗倾覆稳定性分析

独柱墩桥梁有施工方便、结构轻巧、占地量小的优点,也有抗扭能力弱、偏心荷载作用下倾覆问题突出的缺点,以某曲线独柱墩梁桥为依托工程,提出了4类独柱墩桥梁破坏形式;将车道荷载、车辆荷载、车队行车荷载和车队停车荷载做为4个加载工况,以有限元模拟软件为工具,求解了结构自重及二期恒载作用下以及最不利荷载作用下的桥墩各支座反力,得出桥梁上部结构在荷载作用下发生扭转变形,支座所受的力在次边墩最大;计算了依托工程在四种工况下的箱梁抗倾覆稳定系数,为今后独柱墩桥梁的抗倾覆稳定性验算提供参考。     

应用神经网络评估叠合结构的耐久性

由于叠合结构在预制和现浇两阶段受力截面高度不同,在荷载的作用下叠合结构产生的裂缝宽度、挠度、曲率总是大于钢筋混凝土和预应力混凝土在相同条件下产生的相应数值.而且在实际操作中,只是按照结构规范简单地将荷载作用下的两阶段结果叠加,导致误差很大,很难准确地进行叠合结构的耐久性评估.为此,作者提出了应用神经网络技术对叠合结构进行耐久性评估新方法.该方法以叠合结构的裂缝宽度、挠度作为结构耐久性评估的网络输入,对网络采用动量法和自适应学习率调整的方法,从而较好地解决了数据空间分布不均对网络收敛速度及精度的影响问题.计算结果与试验结果较好吻合,真实地反映了叠合结构二次受力的实际情况,能准确地预测出叠合结构的裂缝宽度、挠度,且避免了实际操作中人为因素、环境因素的影响,是一种有效的评估方法.     

高速铁路下承式板桁结合梁的受力分析

为了了解下承式板桁结合梁的受力性能,根据京沪高速铁路上的1座简支下承式板桁结合梁桥,设计制作了1个4节间下承式板桁结合梁模型,并分3个阶段10种荷载工况进行了模型试验,对主桁和纵梁的挠度,横梁的竖向、水平位移,纵、横梁、主桁各杆的应力,混凝土板上的应力、裂缝分布及宽度进行了分析,研究了混凝土板与主桁结点是否直接相连以及制动撑对结构的影响.试验结果表明:主桁的挠度和内力与按平面桁架计算的结果相比相差不大;在桥面系中,最大应力发生在横梁2上,混凝土的受力状态以竖向荷载作用下的弯曲为主;在竖向荷载作用下,制动撑的作用不大,但在水平荷载作用下,制动撑的作用明显;设计时可不考虑各种偏载的影响.     

横向联系损伤的既有T梁桥安全性分析

以一座既有钢筋混凝土简支T梁桥为例,分析采用不同横向联系模拟方式时有限元理论挠度与静载试验实测值之间的相符性,并采用直接概率分析法计算结构可靠指标,研究模型拟合程度对桥梁安全评价结果的影响,提出了荷载试验和可靠度理论综合评估方法,采用以实测值标定的理论模型进行结构可靠性分析,保证了基本随机变量统计参数的准确,实现存在横向联系损伤的T梁桥承载能力的正确判断。     

四角点简支和中点固定矩形板在方块匀布荷载作用下的弯曲

本文用伽辽金给出的简支边矩形板在板面局部方块匀布荷载作用下的一般解答作为基本解,利用叠加法求出四角点简支板在方块匀布荷载作用下的挠度、弯矩.作为实例,讨论了正方形板四角点简支在对称荷载作用下的弯曲,制出单位匀布方块荷载作用下挠度影响系数及中央最大弯矩影响系数.取u=0.25计算结果与精确解比较,几乎一致.此外,由四角点简支板的解再用叠加法还可得到中点固定板在正对称荷载怍用下的挠度影响系数及中央最大弯矩影响系数.本文所提的方法和表格,在采用链杆法计算基础板时能得到较好地应用.详细见另文,待发表.     

在役混凝土桥梁可靠度分析

桥梁结构在环境荷载与服役荷载的共同作用下,随着龄期的延长,出现耐久性能退化、承载能力降低的现象,利用可靠度方法研究了结构抗力的时变性能.通过建立荷载效应概率模型,实现对在役混凝土桥梁可靠度的分析.采用该方法对一座服役32年的钢筋混凝土简支T型梁桥进行了分析.结果表明,评估基准期内该桥梁结构的可靠指标的降低与抗弯抗力衰减规律一致,继续服役6年后结构的抗弯可靠指标不符合要求,需进行抗弯维修加固.     

变截面连续箱梁活荷载内力增大系数计算

为研究变截面连续箱梁在非对称荷载作用下的受力特性,将连续梁的各支座当作铰支,采用差分方法计算变截面连续梁各跨的抗弯惯矩修正系数;将连续梁的每跨两端当成固定端,计算变截面连续箱梁桥的抗扭惯矩修正系数;沿梁宽将桥分为8等分,画出9个梁位的影响线,按照可能布置的车道数分别布载,最终计算出各车道数对应的内力增大系数,并考虑按现...     

整桥-温度-重载耦合作用下钢桥面黏结层力学分析

建立了整桥鱼脊骨模型和基于复合材料层合板单元的铺装层体系计算模型.首先分析了整桥应力场及局部梁段的温度场对防水黏结层的作用效应以及最不利工况,然后得到黏结层在重载、整桥应力场及日照温度场耦合作用下的最不利层间剪应力.计算结果表明:整桥应力场作用时,黏结层在受扭梁段受层间横向剪应力为主,而在受弯及受拉梁段受层间纵向剪应力为主;当日照温度场作用时,受层间横向剪应力较大;重载作用下,黏结层层间横向剪应力明显大于纵向剪应力,且与荷载集度呈线性关系.在整桥-温度-重载多场耦合作用下,分析得到黏结层的最不利受力状态,并基于贡献率的概念,分析了整桥应力场、日照温度场及车辆荷载各自对黏结层层间剪应力的贡献情况.车辆荷载作用对黏结层层间横向剪应力的贡献率仅为80.1%,对黏结层层间纵向剪应力贡献率为89.3%.     

基于有限测点的悬索桥位移场获取与安全评估

为对桥梁进行位移监测与安全评估,提出了基于有限点监测的桥梁位移获取技术和桥梁安全评估技术。首先通过实际的监测方案对有限点进行监测,反算荷载加载到有限元模型,实现全桥的实时有限元分析。接着将位移实测值经过处理后作为"实测值",分析得到各个截面位移所对应的"包络区间",最后将位移指标的包络区间是否能包络其对应的实测值作为评估的判断条件。综合分析表明:将六个监测点信息都用于反算,得到的监测点值与实测值基本符合,两者差值在5%以内,后续可采用临时监测信息来检验反算荷载的准确性;该大桥最大容许挠度为L/300=380×1 000/300=1 266.7 mm。从提取的历史数据中最大挠度为:1 029.3 mm,在容许挠度范围内,由此可见大桥运营状况良好。采用基于有限点监测的桥梁位移获取技术和桥梁安全评估技术,可以实现对桥梁进行位移监测和安全评估的要求。     

车桥耦合动力学系统模态综合分析

由于桥梁上的车辆荷载是一个带有质量的振动系统，从而使得桥梁在该荷载作用下的动力响应问题比一般结构动力系统的响应问题更复杂。车辆和桥梁可看成一个整体耦合动力学系统的两个分支，并引入模态综合法来分析其动力响应。结果表明利用模态综合法可以将车辆与桥梁之间的边界作为系统的内部耦合条件，从而使边界条件比较明确。     

简支T型梁桥典型病害加固设计分析

针对某简支T梁运营多年后桥梁跨中出现结构受力性裂缝和主梁钢筋锈蚀等严重影响桥梁的承载能力与耐久性的典型病害，根据荷载试验评定结果，设计了具有针对性的维修加固方案．加固后的检测结论表明，承载能力能够满足桥梁设计荷载．该加固方案具有较好的工程实用性，可为同类工程借鉴．     

基于随机有限元法的非机动车钢桥摩擦型高强螺栓可靠性分析

摩擦型高强螺栓连接是实现全拆装非机动车钢结构桥梁快速装配化建设的重要构件之一。为研究非机动车钢结构桥梁高强螺栓连接的可靠性能,首先,采用有限元方法建立高强螺栓数值模型,并对模拟方法进行了准确性分析;其次,在此基础上,利用响应面随机有限元法研究了随机变量对高强螺栓结构性能响应的影响,通过随机车流程序计算了非机动车桥梁荷载效应;最后,利用可靠度设计方法研究了钢板梁高强螺栓的抗力分项系数。结果表明：随机变量变异性对高强螺栓不同目标性能有不同程度影响,非机动车荷载作用下的钢桥高强螺栓设计承载力要稍高于现行规范理论公式计算值。     

湛河提篮式拱桥空间静力分析

以平顶山市湛河提篮式拱桥为工程实例,采用Ansys有限元软件建立了该提篮拱桥的空间有限元计算模型,分析了拱肋、系杆梁及吊杆等主要构件的受力与变形性能.计算结果表明:该提篮拱桥各构件的受力与变形基本关于跨中对称;全桥除端部2根吊杆张力较小外,其余吊杆张力分布较均匀,具有较大的安全储备;拱肋、系杆梁总体处于受压状态,在吊杆位置处弯矩发生变化,剪力产生突变;全桥以竖向位移为主,最大竖向位移发生在拱顶,拱肋横向位移偏向桥梁轴线方向,系杆梁竖向位移较小,基本维持在水平状态,该提篮拱桥各方向位移数值均小于规范规定的要求,桥梁线形控制较好.计算结果可为同类桥型设计提供参考.     

空间多点地震激励下简支梁桥碰撞响应数值模拟

为研究桥梁结构在空间多点地震激励下的碰撞响应，采用LS-DYNA建立了两跨简支梁桥三维精细化有限元模型，考虑了相邻桥跨之间面-面碰撞及偏心碰撞效应，计入了板式橡胶支座系统的非线性、钢筋混凝土在碰撞荷载作用下的材料非线性和应变率效应，详细分析了空间多点地震下桥梁上部结构的碰撞响应，研究了双向多点地震激励及局部场地效应对碰撞响应的影响。研究结果表明，碰撞会导致伸缩缝处桥梁上部结构的局部破坏；双向多点地震激励引起的桥梁偏心碰撞响应导致碰撞次数增加，但减小了碰撞力；局部场地效应对桥梁上部结构碰撞响应影响较大，基础场地条件越差，上部结构碰撞响应越大，碰撞引起的梁端局部破坏越严重。     

吉利黄河大桥主桥的有限元仿真建模

针对吉利黄河大桥预应力混凝土连续箱梁主桥移动模架法施工特点,借助于通用有限元程序ANSYS构建了全桥仿真分析模型.详细介绍了建模的过程和方法,为研究模架移动、桥梁自重、预应力施加、支座沉降、环境变化等因素对结构的作用效应规律奠定了基础.     

土体冲刷对桥梁桩基影响的三维差分模拟计算分析

桩基周围的土体在河水冲刷作用下流失或者在其它位置淤积,造成桩基边界条件的变化,这种变化将引起桩体应力和位移的重新分布,如果这种冲刷范围较大,将严重影响大桥的安全。本文以大桥通常情况下的受力为对象建立三维冲刷模型,采用有限差分法来计算冲刷导致边界条件的改变对桩基的影响,得到相应应力和位移变化的定量关系。