PC斜拉桥辅助墩拉力摆断裂后的状态模拟

以天津永和大桥拉力摆断裂为例,介绍辅助墩拉力摆的断裂情况及其成因.为实现拉力摆断裂后的结构状态模拟,分析了拉力摆断裂引起的结构状态指标(桥面线形、塔顶偏位、索力及辅助墩支座脱空等)的变化,给出拉力摆断裂后结构状态模拟的目标和误差控制准则.在分析斜拉索索力与结构变位指标相关性的基础上,研究了拉力摆断裂后结构状态模拟的实现途径及步骤,形成一种基于现状检测结果和索力调整的PC斜拉桥结构状态反演分析技术.模拟计算结果表明,该分析技术能较全面反映检测结果,与结构实际受力状态吻合,有工程应用价值.     

混凝土梁桥支承体系使用现状及评估技术进展

为评价既有梁桥支承体系的技术状况,分别以正交梁桥、斜梁桥以及弯梁桥为分析对象,系统介绍了我国混凝土梁桥支承体系的使用现状,包括典型病害形式、病害形成机制及其对全桥结构性能的影响,阐述了现有支承体系技术状况评价的一些措施方法,提出了今后的发展趋势。     

基于模态柔度参数的连续梁桥损伤识别方法

针对桥梁结构损伤识别技术的局限性和识别范围不确定性等难题,利用环境振动测试所得的结构动力响应数据,基于归一化振型的结构模态柔度矩阵法,提出以均匀载荷面(ULS)曲率改变量作为损伤的识别指标。以两跨钢筋混凝土连续梁为例的数值模拟计算表明:结构模态柔度对结构损伤的识别具有更高的敏感性,基于ULS曲率改变量的损伤指标在损伤位置、损伤范围等识别性较高,具有识别结构刚度损失量值的能力;基于ULS曲率改变量的损伤指标能够准确识别出结构的单、多处损伤,满足结构损伤检测工作的技术要求,便于安全评估的工程应用。     

运营状态下悬索桥钢桥面板疲劳效应监测与分析

基于润扬大桥悬索桥7个月的长期疲劳效应监测结果,建立了铺装层-钢桥面板一体化疲劳分析模型,并研究了两类关键焊接细节的疲劳效应与车流量、环境温度间的相关性关系。结果表明,两类焊接细节的应力循环次数与车流量线性相关而与环境温度无关,等效应力幅与环境温度线性相关而与车流量无关。由疲劳设计指南推荐的疲劳效应计算模型得到的应力循环次数较监测结果偏低,顶板-纵肋焊接细节的等效应力幅与监测结果吻合良好而纵肋对接焊接细节的结果较为保守。上述分析结果为疲劳设计指南的进一步改进和完善提供参考和依据。     

多塔斜拉桥风致抖振响应的粘滞阻尼器控制研究

以六塔斜拉桥型的嘉绍大桥为工程背景,基于ANSYS瞬态动力学分析功能进行了嘉绍大桥风致抖振响应的非线性时域分析,在此基础上研究了采用粘滞阻尼器的多塔斜拉桥结构减振控制效果。研究结果表明:1) 多塔斜拉桥主梁和桥塔风振控制存在最大减振率,阻尼指数α愈小,最大减振率对应的阻尼系数c也愈小;2) 嘉绍大桥主梁跨中处设置刚性铰使主梁横桥向抖振响应显著增大,设置粘滞阻尼器后主梁中跨横向位移的最大减振率达到近50%;3) 嘉绍大桥采用次边塔与主梁固结的部分约束体系,使得次边塔的塔底内力明显大于其余塔的塔底内力,设置粘滞阻尼器后次边塔塔底内力的最大减振率达到近55%;4) 设置粘滞阻尼器使得多塔斜拉桥各塔和各梁跨的风振响应幅值趋于一致。因此,对于抖振响应相对较小的塔和梁跨其减振效果相对较小。     

近断层地震动作用下多塔悬索桥的地震反应分析

以泰州大桥为原型研究了多塔悬索桥近断层地震动作用下的地震反应特点,在此基础上以近断层地震动反应幅值与普通地震动反应幅值的比值作为放大系数,进一步研究了速度脉冲效应和场地土效应对桥塔和主梁地震反应的影响规律。分析结果表明:1) 近断层地震动作用下多塔悬索桥位移和内力的分布规律与普通地震动基本相同;2) 纵向+竖向地震输入下坚硬场地上近断层地震动对主梁竖向位移的影响最大,对主梁竖向弯矩的影响次之,对桥塔纵向位移和纵向剪力的影响相对较小。当场地土由硬变软时,边塔的地震反应增幅明显,中塔次之,主梁相对较小;3) 横向+竖向地震输入下坚硬场地条件上近断层地震动对中塔横向位移的影响最大,对主梁竖向位移的影响次之,对桥塔横向剪力和主梁横向弯矩的影响相对较小。当场地土由硬变软时,主梁的横向弯矩增幅明显,桥塔次之,主梁竖向位移相对较小;4) 在近断层地震动速度脉冲特性以及场地土固有周期特性的共同作用下多塔悬索桥边塔、中塔以及主梁的地震反应存在明显差异,在抗震设计时需要引起重视。     

三塔悬索桥桥塔适宜刚度体系研究

不同塔梁结合情况下的桥塔适宜刚度体系的研究对三塔悬索桥具有重要的意义。以泰州长江公路大桥为依托背景,针对塔梁固结体系、塔梁漂浮体系、塔梁半漂浮体系,通过改变中塔刚度,计算分析了中边塔刚度比、中塔刚度对跨中最大挠度和主缆抗滑移系数的影响。结果表明:主缆与鞍座间的摩擦系数取0.2的情况下,对于塔梁固结和半漂浮体系能够找到同时满足挠跨比限值（1/250～1/300）和抗滑移系数限值（2.0）的合理中塔刚度区间,对于塔梁漂浮体系不能找到同时满足挠跨比限值和抗滑移系数限值的合理中塔刚度区间。中边塔的刚度比不能有效反映桥塔刚度体系对跨中最大挠度和主缆抗滑移系数的影响,中塔的绝对刚度是二者的主要影响因素。适当地提高主缆与鞍座间的摩擦系数的取值能够增加中塔刚度的选择范围,具有较高的经济性和实用价值,建议三塔悬索桥中主缆与鞍座间的摩擦系数选取值可以放宽到0.25~0.3之间。     

结构连接对三塔悬索桥性能的影响线分析

为研究不同结构连接形式对三塔悬索桥静力性能的影响,进行了三塔悬索桥静力影响线分析.以泰州长江公路大桥为原型,考虑了不同的塔梁连接和缆梁连接形式,采用线性化有限位移法对反映结构性能的三塔悬索桥关键参数影响线进行了计算,分析了不同缆梁连接和塔梁连接对三塔悬索桥结构影响线的变化情况.结果表明:无中央扣时,塔梁连接形式对主梁跨中挠度、桥塔塔顶水平位移、中间塔主缆力差等的影响线无显著影响;设置中央扣时,影响线跨内部分的幅值、邻跨部分的形状具有显著变化,应引起重视.综合不同缆梁连接、塔梁连接下的影响线变化情况,采用柔性中央扣+弹性索的结构连接形式,对三塔悬索桥主梁竖向变形、中间塔受力状态及中间塔鞍座抗滑移均有利.     

在役预应力混凝土斜拉桥合龙段置换加固技术研究

以天津永和大桥维修工程为背景,提出了合龙段置换加固技术。它是在役预应力混凝土斜拉桥维修加固的一种新方法,其实现的技术途径主要包括原合龙段拆除、合龙段重建并加强。原合龙段的拆除是实现置换的先决条件。在对合龙段置换前的结构现状计算模拟的基础上,预测分析了合龙段拆除可能会引起的结构变化,同时,还建立了空间有限元计算模型,分析了合龙段拆除前后全桥整体稳定性和动力特性变化,最终实现了原合龙段的安全拆除。新老混凝土的黏结和合龙段预应力的恢复是合龙段重建的关键技术环节。采用扩大截面法和设置无黏结体外预应力对新合龙段局部进行加强是保证其受力状态的有效措施。合龙段置换是国内外桥梁维修加固领域前所未有的尝试和探索,开辟了在役预应力混凝土斜拉桥维修加固的新的技术途径。     

基于多阶段分区域动力测试的桥梁结构损伤评估

针对桥梁结构损伤评估时存在的传感器布置数目过多和测点最优化等问题,基于连续体位移协调条件和状态随机空间理论,通过引入子区域的概念,提出了多阶段分区域移动测试法,从而得到桥梁整体结构模态振型。建立了以模态柔度系数对角元素为损伤指标的诊断方法。分析结果表明:提出的多阶段分区域移动测试法,能以较少的设备条件获得完整的结构动态响应数据,方便快捷地实现桥梁的振动测试,并从仅有的输出移动测试数据中得到结构的模态柔度对角元素。算例表明:模态柔度系数能较好地反映结构损伤区域和程度。