基于可靠度理论考虑验证荷载的既有桥梁评估分项系数研究

为准确评定既有桥梁的运营安全性能,基于可靠度与贝叶斯更新理论提出了综合考虑评估基准期与历史服役荷载的评估分项系数取值方法.根据5种不同风险准则确定相应基准期下目标可靠度,利用抗力优化法对构件进行评估分项系数取值分析,引入贝叶斯更新理论分析考虑历史服役荷载的评估分项系数取值,并与规范法、设计值法计算的评估系数在某一简支T...     

基于荷载分项系数提高对于框架结构设计的影响

依据修改后的现行《建筑结构可靠性设计统一标准》规范,结合不同设防烈度条件下的实际工程模型案例,利用PKPM软件,分析荷载分项系数提高前后对框架结构指标、各主要结构构件配筋增幅以及成本的影响.通过模型计算对比分析表明:荷载分项系数的提高对结构设计指标如受剪承载力之比、刚重比、轴压比有一定影响,尤其是刚重比的影响较大,对于...     

船撞偶然荷载作用下连续梁桥的分析方法探讨

在评估船撞偶然荷载作用下连续梁桥的结构响应时,不同于连续刚构桥的分析,一般取单个桥墩作为分析对象,船舶撞击力作用于桥墩上,并不考虑桥梁上部结构将船撞力传递至相邻墩的贡献.实际上基于桥梁上部结构与下部结构的连接强度以及可能被撞桥墩的相对刚度,可将桥梁上部结构纳入船撞力的传递路径中.该文基于一连续梁桥工程实例,针对船撞荷载工况,分别用单墩模型和桥梁整体模型进行了分析,通过对比研究认为,当连续梁桥有船撞风险时,可以采用桥梁整体分析的方法,考虑桥梁上部结构对船撞力的分配,并且桥梁上部结构和下部结构之间应设置可靠的连接构造.     

桥梁船撞力计算模型研究进展

桥梁船撞问题是工程设计中必须考虑的课题,为研究桥梁在船舶撞击作用下的动力需求,对国内外相关的研究成果进行了分类总结,将船撞力计算方法分为静力计算方法、动力简化计算方法、高精度有限元计算方法3个方面进行阐述.分析认为,静力计算方法无法详细考虑结构的动力效应,且各类静力计算公式数值差异较大;动力简化计算方法可考虑动力效应,计算效率与精度介于上述3种方法之间;高精度有限元计算方法精度较高,但效率较低,需要计算人员具备较高分析能力,且需耗费极大机时.最后,对这3种方法的使用以及今后需继续研究的内容提出了建议.     

桥梁船撞的非线性有限元数值分析

介绍了几种常用的船桥碰撞力计算公式。以某实际工程为研究对象,建立起3 000t代表船舶撞击桥梁的非线性有限元模型。采用LS-DYNA软件计算了船舶在4 m/s冲击速度下与桥墩的碰撞力时间历程,将最大碰撞力计算结果与经验计算公式进行了对比研究;并分析了船速、撞深、能量转化、结构变形和应力等特征。结果表明:船桥碰撞有限元模型可完整的再现船舶撞击桥梁的全过程,碰撞力按各经验公式计算离散性较大,船桥碰撞的损伤具有局部性。     

基于可靠度的木结构荷载持续作用效应

木材在长期荷载作用下强度会逐渐降低,在工程设计中需考虑该效应的影响来确定木材强度设计值。为探究荷载持续作用对木材强度的影响,基于现行木结构设计标准规定的木结构极限状态设计及荷载的概率统计模型,采用JC法和Foschi-Yao累积损伤模型,针对我国恒荷载、楼面活荷载以及南京、哈尔滨、北京、上海和金华的雪荷载条件,对不同荷载工况、活荷载与恒荷载比率ρ及木材强度变异系数等对木结构荷载持续作用效应的影响进行研究,给出了不同工况下的荷载持续时间影响系数。结果显示,当荷载比率较小时,荷载持续时间影响系数K_DOL随ρ的增大而增大;荷载比率较大时,K_DOL不随ρ值变化;且材料强度变异系数对K_DOL的影响随着荷载比率的增大而减小。     

军用桥梁疲劳可靠性设计方法和分项系数

为了提高军用桥梁的性能,应用可靠性理论对军用桥梁的疲劳抗力和荷载效应进行分析,对8种军用桥梁的疲劳可靠度进行了校准计算。采用加权平均法定出疲劳目标可靠度指标,推导了疲劳设计公式,并给出各分项系数的建议值。计算结果表明,该方法简单易行,可供新一代设计准则的修订时参考。     

山区通航桥梁船撞概率合理性研究

山区河流航道弯曲复杂并且多雾、滩多流急、船舶驾驶难度较大,加之理想桥位较为稀缺,往往在短距离内修建多座桥梁或将桥位布置在分汊河道上,极大增加了船舶碰撞桥梁的风险概率。目前业内广泛采用的美国AASHTO概率模型在计算偏航概率时,并未充分考虑山区河流建桥影响及航道特征等重要影响因素。通过分析桥梁间距、分汊等河道条件以及能见度对船撞桥风险的影响,提出了一个对偏航概率经验公式的修正计算方法。经选择山区航道上较为典型的石板坡长江大桥复线桥为代表,对修正前后的风险概率计算成果分析表明,考虑航道特征和建桥等影响后得到的风险概率评价结果较为合理。     

三峡库区桥梁船撞主要影响参数的概率模型

通过对三峡库区三座跨江大桥通航船舶的航迹进行实际观测,对船桥碰撞概率影响因素中的船舶航迹分布以及船撞力影响因素中的偏航角度分布和航速分布进行了统计研究,并采用拟合优度检验得到了各自的概率分布模型.船舶的航迹分布可采用正态分布模型,三峡库区可采用均值0.2w,标准差0.1w(w为航道宽度);船舶的偏航角分布可采用极值Ⅰ型分布模型,三峡库区参数可取为0.314,4.354;船舶上下水航速分布可采用正态分布模型.     

均布荷载作用下梁拱组合桥梁的实用计算

将外部静定、内部高次超静定的梁拱组合桥梁分解成梁拱闭合体和吊杆两种构件,并且将吊杆力假定为膜张力,通过力学方法求解得到下承式梁拱组合体系在均布荷载作用下挠度计算的实用公式及其修正系数,为设计人员理解梁拱组合体系的受力特性,在概念设计阶段确定较合理的结构参数提供了理论依据.     

叉热成像的桥梁防船撞预警系统

为了避免船舶撞桥灾难性事故的发生,利用远红外热成像摄像机可接收船体自身热辐射的能量、具有“全天候”工作能力的特点,研究桥梁防船撞远红外热成像预警技术,并进一步,将该技术应用于平潭海峡大桥.基于对单台远红外热成像摄像机对远距离目标定位精度的分析结果,提出采用多(双)台远红外热成像摄像机对远处目标船舶进行交叉成像的坐标定位技术.定量分析结果表明,采用双台远红外热成像摄像机能大幅度(数量级上)提高对远处目标的定位精度.     

运河桥梁浮式防船撞设施的模拟计算

为了避免船舶与桥墩的直接碰撞,达到既保护桥墩安全又保护船舶安全的目的,根据苏南运河桥梁防撞设计的特殊要求,利用船和防撞设施碰撞中走锚、浮体移动和锚链拉伸过程来消耗船舶动能的柔性浮式防撞原理,提出了桥墩防船撞设施方案;基于有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立了一艘1000 t级货船与防撞设施的碰撞模型,分析了撞击力、能量转换的特点和规律,并与船舶和桥墩直接碰撞的结果作比较,研究了浮式防船撞设施的工作效能.结果表明,浮式防船撞设施能够满足桥墩防撞要求,可为运河桥梁防撞设计提供参考.     

关于提高恒载加风载的荷载分项系数的建议

根据概率极限状态计算原则,计算了综合考虑3种不同荷载效应组合与单独考虑各荷载效应组合下的最优荷载分项系数,比较得出应提高恒革加风载组合下荷载的分项系数的结论。     

荷载效应组合系数的统计方法

根据实测数据,以多车道公路桥梁车辆荷载效应组合为背景,基于ＩＳＯ２３９４提出的原则,探讨了荷载效应组合系数的统计方法,以合理确定参与组合的各种荷载的设计值．     

内河桥梁船撞力计算方法比较分析

文章介绍了国内、外内河桥梁船撞事故,总结了现有的主要桥梁船撞力实用计算方法,并以淮河上某大跨度连续梁桥为背景进行了多种船撞力实用公式的计算,对计算结果加以比较并给出了建议.     

区域性场地土中桩基承载力可靠度及抗力分项系数的研究

通过使用静力触探方法统计了整个太原理工大学明向校区场地土的桩侧摩阻力和桩端阻力的变异情况,从而用可靠度方法提出了针对太原理工大学明向区场地土的桩侧桩端的抗力分项系数。最后用太原理工大学明向区图书馆主楼的灌注桩的载荷试验来验证了由本文提出的桩的抗力分项系数的合理性,证明单桩承载力设计值与试桩确定的单桩承载力特征值符合性较好,这样为区域性场地土中桩基抗力分项系数的确定提供了参考。     

基于SSD的桥梁主动防船撞目标检测方法与应用

针对现有桥梁主动防撞视频监测系统在精度、鲁棒性和效率等方面的局限性,提出基于SSD(Single Shot MultiBox Detector)目标检测的桥梁主动防撞视频监测系统框架,建立并使用海量船舶图像数据集对SSD模型进行神经网络训练,生成适用于复杂环境下的船舶目标检测模型,通过样本选取、数据增强、广域划分优化等技术手段,实现航区船舶目标的稳定、智能检测.与传统方法相比,提出的船舶目标检测方法在稳定性、准确性、高效性和智能化方面优势明显.以上海松浦大桥为工程背景进行了实桥试验,验证了该方法在桥区航道长期稳定监测的可行性,为进一步的航迹跟踪预测、防撞预警和航道监控提供信息支持.     

高桩承台桥梁船撞动力需求的时程分析法

船撞桥问题涉及到材料、几何和边界条件的非线性,造成了整船碰撞有限元模型不但计算效率低下,而且较难为工程师所接受。鉴于此,提出采用简化的时程分析法来帮助设计者快速准确地掌握桥梁结构在船撞作用下的动力需求。在构建时程分析法过程中,首先基于两自由度碰撞分析模型,建立了基本的能量守恒方程和动量守恒方程以能量守恒方程和构建的动力撞击力和撞深曲线(Pd-a曲线)为依据,确定了船艏的最大撞深,并对结构弹性变形能的考虑进行了讨论。根据假定的加载时撞深与时间的关系和卸载时撞击力与时间的关系,推导了船撞作用加载和卸载的持时计算公式。总结形成了基于时程分析法计算高桩承台桥梁船撞动力需求的一般性程序,并将其运用工程实例中。工程实例计算结果表明:时程分析法计算所得的结构动力响应与整船碰撞模型结果基本一致,且计算效率较高。     

隔离墩与自浮结构相组合的桥梁防船撞系统方案与评估

随着跨江跨海桥梁与船舶通航数量日益曾多,船桥碰撞的概率也日益增大,所以亟须提出桥梁防船撞设计方案。针对既有椒江大桥水中通航孔桥墩,首先通过规范和Midas/Civil软件计算出桥墩结构的自身抗撞能力;基于非线性动力软件ANSYS/LS-DYNA建立有限元模型计算得出典型桥墩遭受3 000 t级船舶正向和侧向撞击工况下的撞击力;通过比较桥墩自身抗力与船舶撞击力,提出了一种隔离式防撞墩与自浮式消能圈相组合的新型桥梁防船撞方案,然后对单独设置隔离式防撞墩和设置隔离墩与自浮结构组合防撞系统两种工况进行计算。结果表明:桥墩自身抗力为14.40 MN,而受船舶撞击所产生的最大撞击力为24.38 MN;设置组合防撞系统后,桥墩墩身所受的撞击力为0,隔离式防撞墩与自浮式消能圈有效保护了桥墩结构,且减小了船舶损伤。     

基于可靠度的桥梁使用寿命分析

为了对桥梁结构进行寿命分析,基于蒙特卡罗计算方法,运用了ANSYS有限元程序,以时间为基本变量的材料性能参数和荷载变化特征为变量,建立了桥梁结构的抗力与荷载模型,计算出桥梁结构的应力、变形值,再由2条桥梁可靠性判定准则推算出桥梁在不同运营时期的可靠概率,由此可以得出桥梁的时间-可靠概率关系曲线,从而可以从曲线图中读取不同使用期的可靠概率,推算出桥梁的使用寿命和剩余使用寿命。