基于实测车辆荷载的等高度连续刚构桥动力响应分析

通过利用成熟的元胞自动机模型中的双车道模型(NaSch)结合实测车辆荷载数据进行演化,生成基于实测车辆荷载信息的随机车流数据,而后赋予它实时位置变换信息用以模拟实际交通流的行进过程.把这个车流盒子信息加载到ABAQUS已经建立好的等高度连续刚构桥模型中,进行动态响应分析.再利用MIDAS软件,依据规范中关于静载的加载方法在同样的桥梁模型中加载,并得出静载作用下的数值结果的模拟路面上的车流荷载,最后把两个数值分析结果进行对比分析可以得到:等高度连续刚构桥在实际车辆运行过程中,桥梁各跨跨中位移的敏感性超过各跨跨中应力的敏感性.     

大跨度钢桁拱桥节点疲劳性能试验研究

重庆朝天门大桥是当今世界第一大跨度拱桥,其下弦节点直接承受公路荷载与轻轨荷载的双重作用,下弦节点连接处应力幅大,目前大跨度钢桥中未曾有类似的设计及试验,因此,该文对其下弦节点连接进行了高周疲劳试验以确定其连接的可靠性。首先通过相关规范及朝天门大桥的交通量确定出模型的试验荷载,并完成从实桥节点到模型的转换,然后对模型进行正常设计荷载下的200万次疲劳试验,该试验验证了设计寿命期内朝天门大桥节点连接的安全性,并用空间有限元分析结果验证了试验数据的真实性。最后进行了该模型的疲劳破坏试验,得出了这类节点的疲劳破坏规律,为该类桥梁以后的设计及监测提供了数据及参考意见。     

基于ANSYS的钢管混凝土拱桥吊杆受火力学性能研究

高温下钢管混凝土拱桥力学性能易发生变化而丧失承载力。为对探求合理的防火设计方法提供支持,运用ANSYS热分析模型开展钢管混凝土拱桥吊杆受火力学性能研究。通过数值模拟与试验数据对比验证ANSYS热分析模型的合理性,在此基础上分析吊杆受火对钢管混凝土拱桥桥面、拱肋线形及吊杆内力影响。研究表明:吊杆受火对距其30 m以内的桥面变形及吊杆轴力影响较大。本文研究可为此类桥梁防火设计及灾后修复提供借鉴与参考。     

下承式拱桥吊杆的破损安全研究

为研究吊杆破断对下承式拱桥静力响应的影响以及是否是破损安全的。以新建铁路马道口下承式拱桥为背景,采用桥梁专业软件MIDAS/CIVIL,运用准静力法对吊杆破断进行模拟。分析计算了单根吊杆破断和多根吊杆破断对桥梁结构的影响。结果表明:单根吊杆破断对下承式系杆拱桥静力响应影响较小,吊杆破断是破损安全的;当有连续的3对吊杆破断时,其相邻吊杆的安全系数严重降低,应力幅增量很大,会引起吊杆的连锁破断,对桥梁结构造成严重的损伤。     

拱桥吊杆的常见病害分析

重点分析了拱桥吊杆的常见病害类型如：锚头部位病害、护套病害、吊杆索体病害,其中索体的钢丝锈蚀是降低吊杆承载能力和使用寿命的直接原因。在分析各种病害成因的基础上提出了改善措施来减小吊杆的病害。     

疲劳荷载下锈蚀钢筋混凝土粘结性能研究

为研究复合作用对混凝土与钢筋间粘结性能的影响,设计制作了一批变形钢筋混凝土粘结试件.在疲劳和加速锈蚀同时进行后,通过粘结试件的拔出试验得到混凝土与钢筋间粘结应力-滑移曲线,分析了复合作用对粘结应力-滑移曲线影响,并且总结了钢筋混凝土粘结试件破坏模式.试验研究表明:在复合作用下,钢筋混凝土试件的失效模式大致可分为两类:劈裂破坏、剪切破坏.其中低循环疲劳荷载作用下的试件多出现劈裂破坏,而高循环疲劳荷载作用下的试件多为剪切破坏;在单一因素作用下,试件的粘结应力分布基本呈"单峰"分布,而在复合作用下,应力分布曲线呈"双峰"分布;复合作用后,极限粘结应力及试件破坏时滑移值都出现了一定程度的降低.     

基于小波总能量相对变化的拱桥吊杆损伤识别

为了识别拱桥吊杆损伤,提出基于小波总能量相对变化的损伤识别方法.以一典型钢管中承式拱桥为研究对象,通过对测点处的加速度动态响应信号进行离散小波变换,计算出测点处的小波总能量.以结构未损伤状态为基准,构造基于小波总能量相对变化的损伤指标.用提出的识别方法研究冲击类型、加载位置、噪音信号及损伤程度等参数对识别结果的影响.结果表明:提出的损伤指标可识别出不同位置设定下吊杆损伤,并对损伤程度具有较强的敏感性;对于不同的冲击类型及加载位置均能识别出拱桥吊杆损伤,且在不同信噪比(0,5,10和20)下鲁棒性好.     

吊杆损伤下钢管混凝土拱桥的超载研究

目的 研究钢管混凝土拱桥在超载车辆作用下及短吊杆、1/4跨度处吊杆损伤时的吊杆应力变化,为钢管混凝土拱桥的安全运营提供依据.方法 建立钢管混凝土拱桥有限元模型,对钢管混凝土拱桥在2辆超载车一侧加载及吊杆损伤情况进行模拟研究.结果 有限元方法 计算得到的位移值与实测位移值相符,验证了分析模型正确性;超载作用下,短吊杆单独损伤45%以上时,短吊杆的应力超出许用应力;1/4跨度处吊杆单独损伤47%以上时,该处吊杆的应力超出许用应力;短吊杆、1/4跨度处吊杆同时损伤时,吊杆应力比相应的单独损伤情况的吊杆应力大,存在隐患更大些.结论 吊杆完好情况下,钢管混凝土拱桥通过超载车时没有安全隐患;当短吊杆、1/4跨度处吊杆存在一定损伤程度情况下,有超载车通过该桥时,存在一定的隐患;该研究对于吊杆损伤情况下拱桥超载方面的研究具有参考价值.     

吊杆拱桥更换拉索工程的施工工艺

以合肥市寿春路桥吊杆更换为例,较全面地阐述了换索原因、施工前期准备、施工工艺及施工监测等情况,以期为国内其它此类型桥梁换索维修提供借鉴。     

塘屿刚架拱桥的荷载试验研究

荷载试验是评估桥梁实际工作状态和承载能力最直接的方法,也是评定桥梁结构的使用状况的有效方法。文章以塘屿刚架拱桥为工程实例,通过对桥梁结构在荷载作用下的应变、变形、振动频率及振幅等实际响应的研究,阐述了荷载试验的静载试验和动载试验过程,分析了荷载试验结果,阐明了桥梁结构承载能力与工作状态。结果表明:静载试验中,荷载试验效率为0.96~1.00,测试截面的混凝土应力校验系数为0.23~0.82,钢筋应力校验系数为0.04~0.12,试验桥跨的强度能够满足设计荷载的使用要求;动载试验中,实测竖向变形校验系数均值为1.10,自振频率为3.91 Hz,冲击系数为0.35,均小于规范限值或理论计算值要求,使得桥跨的竖向整体刚度不足,冲击效应偏大。     

钢管混凝土拱桥锚箱式索梁锚固结构疲劳性能研究

为研究锚箱式索梁锚固结构的抗疲劳性能是否满足设计要求,结合马道口钢管混凝土系杆拱桥,利用有限元软件MIDAS/FEA对钢锚箱结构的受力状态进行理论计算分析,并进行了钢锚箱的足尺模型疲劳试验.结果表明:锚箱构件的应力受吊杆定位精度以及索力值的影响较大,实际施工过程中,必须精确定位安装吊杆锚固体系;经过200万次的循环加载后,锚箱构件所有测点的应力值都满足规范有关钢结构疲劳强度的要求,锚箱结构具有一定的抗疲劳安全储备.     

刚架拱桥荷载横向分布系数研究

结合刚架拱桥的结构特点,应用大型通用结构分析程序ANSYS建立其空间结构分析模型,利用挠度法求出各计算点的荷载横向分布系数,根据计算结果绘制各种图表,其结果表明刚架拱桥荷载横向分布系数沿桥纵、横向的变化规律不同,采用单一的跨中荷载横向分布系数计算时,将与实际产生较大的偏差;总结刚架拱桥简化计算时荷载横向分布系数的基本取值原则:实腹段梁和中腹孔梁以及主拱腿(含拱脚)可取次边拱片的跨中荷载横向分布系数进行计算;边腹孔梁可偏安全地取中间拱片支点按杠杆原理法求得的荷载横向分布系数进行计算.     

圬工拱桥极限荷载理论分析研究

文章介绍国内外拱桥的模型试验,应用相关的拱桥分析理论,给出拱桥的破坏机理以及极限承载力计算方法。     

钢管混凝土拱桥吊杆钢丝腐蚀后静力力学性能试验研究

为了研究腐蚀作用对钢管混凝土拱桥吊杆高强度镀锌钢丝的静力拉伸性能的影响,利用盐雾试验机进行酸性盐雾腐蚀试验制作了6种不同腐蚀程度的钢丝,另取等长度的8根未腐蚀钢丝作为对照组,共计56根,对这些等长度的试样进行了室内单轴静力拉伸试验。分析了腐蚀程度对高强镀锌钢丝静力拉伸性能的影响和钢丝断口形貌。结果表明:腐蚀环境对高强钢丝的侵蚀使得钢丝的名义强度显著降低,腐蚀程度的增大会引起钢丝的延伸率和极限应变大幅下降,建立了名义强度和质量损失率的关系模型,为吊杆钢丝力学性能退化评估提供依据。     

基于准静态应变影响线的拱桥吊杆损伤识别及评估

为解决拱桥吊杆损伤的精确识别难题,建立了一种下承式系杆拱桥简化力学模型,并通过力法推导得到了下承式系杆拱桥吊杆应变影响线解析式,据此提出了一种基于下承式系杆拱桥吊杆准静态应变影响线指标的损伤识别方法。借助有限元法验证了该方法对于常规吊杆数目拱桥的适用性,并利用有限元模型算例研究了测试噪声、损伤位置、损伤程度、损伤类别对损伤评估结果的影响,提出了科学的车辆加载实施方案。研究结果表明：在10%的测试噪声内,准静态应变影响线差值曲率法能精准定位拱桥吊杆的局部损伤位置,并可定量评估其损伤程度,在系梁、风撑、拱肋等其他结构损伤时,该方法仍具有良好的识别效果。     

多车道荷载下组合梁斜拉桥疲劳性能分析

为了给大跨径钢-混组合梁斜拉桥抗疲劳设计提供依据,针对珠海某水道主航道桥,开展了多车道荷载下钢-混组合梁斜拉桥疲劳性能分析。首先建立全桥有限元模型,通过慢车道标准疲劳车移动荷载分析,获得最不利钢主梁、混凝土桥面板和斜拉索的具体位置。然后基于英国BS5400规范和Miner准则,考虑各车道的影响,获得了最不利钢主梁和斜拉索200万次等效疲劳应力幅以及混凝土桥面板的损伤度。结果表明:中跨455m处钢主梁和边跨ES3#斜拉索为疲劳关键部位,其运营期内200万次等效应力幅分别为61.03MPa和50.16MPa,均小于200万次疲劳破坏应力幅;塔梁结合处混凝土桥面板的疲劳损伤度为5.27×10-8,远小于1,均满足设计要求。研究成果对大跨径钢-混组合梁抗疲劳设计具有直接的指导作用。     

基于蚁群算法的车辆状态疲劳特征优化研究

针对疲劳驾驶引起的道路交通安全问题,提出一种改进蚁群优化(IACO)算法对车辆状态疲劳 特征进行优化。 将特征选择问题转化为全连接的无向图,引入 Fisher 分数与最大信息系数来提高搜 索效率、降低特征冗余度。 从车辆状态参数中提取疲劳特征,利用 IACO 算法对疲劳特征进行优化, 得到最优疲劳特征子集。 实验结果表明,IACO 算法的 SVM 分类准确率为 85. 6%、KNN 分类准确率 为 83. 2%,均高于其他常用特征优化算法的分类结果,说明 IACO 算法对疲劳特征的优化性能高于 其他常用特征优化算法。