客运专线双柱式桥墩的地震损伤分析

依据我国现行的《铁路工程抗震设计规范》,合理地选取了强震记录作为地震输入,采用大型有限元分析软件,考虑柔性地基效应和地震动特性的影响,建立了某客运专线双柱式桥墩的有限元模型,并基于Park-Ang地震损伤模型和非线性地震响应分析,研究了客运专线双柱式桥墩的地震损伤全过程.分析结果表明:①桥梁结构的损伤破坏主要是发生在地震过程的中前期;②即使所采用的地震动记录的场地类型和PGA都相同,但它们对桥梁结构所造成的损伤还是有较大差异;③虽然PGA对桥梁结构损伤性能指标的影响十分显著,但它对结构最大损伤性能指标的发生时间并没太大的影响.     

铁路桥梁列车制动力的试验研究与计算分析

列车制动力是作用于铁路桥梁结构设计的重要荷载之一。通过对货运机车车辆制动参数和制动特性的试验研究,对列车单元车体最大制动力进行了理论分析和计算;编制了计算程序ZDL,通过对我国不同长度的现营重载货运列车编组的动力计算,得到了不同长度桥梁结构的最大制动力率为0.2和有效制动力率为0.17。与实际桥梁紧急制动试验结果值对比符合较好。进一步提出了对重载货运列车紧急制动进行全过程动态描述的动力计算方法。为确定我国铁路桥梁制动力荷载提供了实桥试验研究结果和理论分析依据。     

春季河冰流凌对桥墩撞击作用计算模型的研究

采用LS-DYNA显示动力分析软件就流冰对桥墩撞击力的计算机仿真模型进行了研究。提出了河冰的简化本构关系模型;建立了桥墩与流冰接触撞击的有限元分析模型。探讨了接触类型与算法、冰排网格密度、接触区域桥墩网格密度对桥墩撞击力计算结果的影响,并与实测结果进行了对比。得出如下结论：流冰及接触区域的桥墩可采用solid164单元;河冰材料可采用线弹性模型,最大拉应力失效准则;ASTS自动面面接触类型及对称罚函数接触算法就流冰对桥墩撞击力模型是适合的;与桥墩接触的近区冰排单元大小及接触区域桥墩网格密度对撞击力均有较大影响,应注意单元尺寸的合理选择。研究结果为流冰对桥墩撞击力的计算提供了新的方法,对完善流冰撞击力的计算方法具有理论价值及现实意义     

多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化

基于材料疲劳损伤和损伤累积的非线性模型,将混凝土损伤弹模和钢筋损伤剩余面积引入到截面刚度计算中,推导了预应力混凝土梁在多级变幅疲劳荷载下的刚度退化模型。结合遗传算法进行了参数拟合,提出了疲劳刚度损伤退化预测的神经网络方法,编制了相应的Matlab计算程序。通过预应力混凝土梁多级变幅疲劳试验对模型参数和结果进行了拟合、修正和验证。结果表明:多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化存在类似混凝土损伤发展的三阶段规律,混凝土材料应采用能体现损伤发展三阶段规律的损伤模型;刚度退化模型各参数物理意义明确,理论分析结果与试验结果偏差普遍在5%以下;基于遗传算法进行参数拟合方法和基于神经网络预测方法的结果具有较高精度,可以为预应力混凝土梁的疲劳耐久性评估提供一定的参考。     

变轴力钢筋混凝土墩柱抗震性能研究

为研究墩柱在变轴力往复荷载下的抗震性能,制作6个试件,1个承受恒定轴力,5个承受变轴力,对比研究恒定轴力和变轴力,变轴力墩柱的不同纵筋配筋率、箍筋体积配箍率、高宽比对墩柱抗震性能的影响,试验表明轴力变化对位移、残余变形、破坏程度有较大影响。建立OpenSees纤维模型进行数值模拟,理论值与试验值符合较好。根据试验和理论分析总结规律,基于性能化设计方法给出建议。     

大跨度双层桁架主梁三分力系数识别

采用风洞试验与计算流体力学（CFD）相结合的方法,对某公铁两用斜拉桥双层桁架主梁在?10°~10°风攻角下的三分力系数进行研究. 利用风洞试验技术测试成桥及施工阶段不同风攻角下主梁的气动力,并识别相应的三分力系数;基于标准k-ε双方程湍流模型建立三维数值计算模型,识别不同风攻角下三分力系数结果,并将其与风洞试验结果对比;结合2种方法研究雷诺数、桥面附属物和公路及铁路交通状况等因素对主梁气动特性的影响. 结果表明低风攻角下雷诺数对主梁气动特性影响较小,可忽略不计,并提出了高风攻角下识别双层桁架三分力系数最低雷诺数的建议值;桥面附属物对主梁阻力系数影响显著,下层桥面附属物有效降低了主梁升力系数;公路车辆对主梁气动系数影响较小,迎风侧列车对主梁阻力系数、升力系数影响显著,背风侧列车对主梁力矩系数影响显著.     

大跨度钢桁拱施工阶段空间受力特性分析

根据大跨度钢桁拱的施工特点和施工工艺,对朝天门大桥进行施工阶段静动力分析,探讨了大跨度钢桁架拱桥施工阶段的空间静动力特性,验证了拱上吊机悬臂拼装法施工的可行性.     

撞击荷载作用下高速铁路桥梁的动力响应及列车运行安全分析

建立了“列车-桥梁-撞击荷载”系统动力分析模型,通过在松花江大桥进行的现场试验,得到了流冰撞击力时程,施加到桥墩上作为系统的激励。编制了分析程序,以高速铁路5×32m预应力混凝土简支单线箱梁桥为算例,通过计算机模拟,对流冰撞击作用下桥梁结构的动力响应及桥上高速列车的运行安全问题进行了研究。分析了在有流冰、无流冰撞击作用两种情况下,桥梁结构关键部位的位移和加速度响应,以及桥上高速运行列车的车辆脱轨系数和轮重减载率等行车安全指标。计算结果表明:流冰撞击作用对桥梁结构以及高速列车的动力特性具有较大的影响,撞击作用使桥梁和车辆的动力响应大幅度增大。当流冰撞击荷载峰值达到4000kN时,车辆减载率已经超过了0.6的限值。撞击荷载作为一项特殊的作用力,在高速铁路桥梁的动力设计中应予以重视。     

自锚式悬索桥主要构件刚度对结构的影响分析

分别分析了自锚式悬索桥的主塔刚度、主缆刚度、吊索刚度和加劲梁刚度对桥梁的主缆、吊索、加劲梁、桥塔和桥墩内力、结构位移、结构动力特性的影响,讨论了设计中各构件尺寸确定的顺序.得出的有益结论可为该类桥的设计提供技术参数方面的参考.     

风险评估在地铁高架桥梁施工阶段的应用研究

为了降低桥梁施工阶段的风险事故发生的概率,确保施工过程中的人员和结构安全,在地铁高架桥梁施工阶段引入了风险评估.运用流程分解法对施工阶段各个分部分项工程进行分解,找出基本风险源;通过专家函询的方式咨询专家意见,对风险进行分析和估计;根据风险发生概率和风险程度的赋值,确定风险值;最终形成风险一览表.综合考虑风险的可接受程度,为决策者做出最优决策提供理论支持.风险评估在地铁高架桥施工阶段的应用,取得了较好的成果和结论.