汽车超载行驶对简支梁桥振动响应的影响分析

针对汽车超载行驶对简支梁桥振动响应的影响,建立了梁桥与行驶的多轴汽车相互作用系统模型.选取了三种不同的汽车荷载进行了数值计算,模拟了不同车速时汽车超载对梁桥的振动响应,得出了梁桥跨中位移的时程曲线,并分析了汽车超载对冲击系数的影响.研究结果表明:汽车超载会加大简支桥梁的振动响应,对桥梁跨中动位移的影响呈线性比例增加趋势,但两者增大的比例不一致,重车超载所产生的效应增大比例较大;对冲击系数的影响与车型的不同和车速变化有关,超载的增加与冲击系数增大的比例不一致,且超载的增加不一定导致冲击系数的增大.     

简支T梁横隔梁病害与维修加固

侨乐特大桥（多片式简支T梁）的横隔板连接状态差,对桥梁结构的运营安全性和耐久性造成直接影响。T梁横向连接病害主要表现在横隔梁不共面、横隔梁错台、横隔梁破损。通过对横隔梁的病害及其内力分析比较,提出了横隔梁维修加固方案。根据桥梁检测结果,对侨乐桥简支T梁横隔梁进行粘贴钢板加固,既解决了施工中不中断交通的难题,又使梁体间的横向联系状况较加固前得到很大程度提高。     

CFRP加固前后桥梁构件超载疲劳试验研究

为了精确评估桥梁服役期间超载运营引发的疲劳损伤和失效风险,在对车辆荷载调查的基础上开展了采用碳纤维布 (CFRP) 加固前后桥梁构件的疲劳试验,分别模拟了一般超载运营、严重超载运营和组合超载运营状态,测试了结构构件超载运营后的承载能力,并对超载运营中的截面应变、裂缝形态、最大裂缝宽度和挠度等参数随超载循环次数的变化规律进行了监测.试验表明：超载运营对桥梁结构的影响主要以疲劳损伤的形式体现,且影响结构的变形能力;单纯衡量结构构件的承载能力不能反映结构的真实服役状态.在模拟超载的低周高应力循环作用下,截面应变随着疲劳次数的增加而持续增长,可近似满足平截面假设.超载运营下桥梁构件的疲劳性能应以钢筋应变和跨中挠度为主要控制指标.     

在役混凝土T梁疲劳刚度退化及寿命预测方法

为获取在役混凝土T梁疲劳刚度退化规律,开展疲劳寿命预测,基于损伤力学理论构建了考虑开裂损伤的混凝土T梁阶梯刚度模型,通过对3根10 m钢筋混凝土T梁足尺模型进行静力和疲劳破坏试验,获取了疲劳剩余刚度随荷载作用次数的演化规律。引入疲劳损伤系数和刚度退化系数,建立了在役混凝土T梁疲劳寿命预测模型。分析结果表明：随着荷载作用次数的增加,桥梁剩余刚度呈现三阶段衰减,其中疲劳初期和后期阶段衰减较快,但占总寿命比重相对较小,而疲劳中期阶段呈线性稳定退化,约占疲劳总寿命的80%以上,为桥梁服役的主要阶段,疲劳破坏时剩余刚度约为初始刚度的82.7%。最终,针对在役混凝土T梁桥工作性状,提出了在役钢筋混凝土梁桥寿命预测方法,相关研究成果可为此类桥梁寿命预测研究提供理论支持。     

翼缘刚接混凝土T梁桥结构体系损伤评价研究

以16 m跨径的T梁桥标准图为基础,按1:4的缩尺比例,采用焊接钢板的连接方法设计了一座5片T梁桥模型。通过不同的钢板连接方式,对横向连接损伤对翼缘刚接T桥梁桥承载能力的影响进行了试验和有限元分析,研究了不同损伤工况对翼缘刚接T梁桥荷载横向分配的影响。提出了活载横向分布调整系数,为现实中的T梁桥承载能力评估、加固提供定量的评判标准,为损伤状态下刚接梁桥的体系可靠性评估提供借鉴。     

基于损伤累积理论的多轴疲劳寿命预测方法

为估算工程构件的疲劳寿命,建立一种基于损伤累积理论的多轴疲劳寿命预测方法.利用有限元法和疲劳损伤累积理论对6种损伤参量进行修正,计算得到在单轴、双轴比例、双轴非比例、三轴比例和三轴非比例循环载荷作用下疲劳损伤累积规律,建立一种幂指数形式的损伤演化方程,估算疲劳寿命,并与试验结果进行比较.计算结果表明:单轴疲劳载荷作用时,损伤累积规律是线性的;多轴疲劳载荷作用时,损伤累积规律是非线性的;由这种方法预测的双轴比例、非比例加载的疲劳寿命与试验值吻合得很好.得到一种可解决三轴非比例加载疲劳问题的寿命预测方法,这种方法所需由试验确定的常数少.     

横隔梁损伤对桥梁结构横向受力性能的影响研究

为研究横隔梁损伤对桥梁结构横向受力性能的影响,利用有限元软件ANSYS建立能够模拟横隔梁损伤桥梁横向受力的模型,分析各主梁横向影响线的变化.结果表明,横隔梁损伤会对桥梁结构横向受力造成不利的影响,其横向传递荷载的能力随损伤程度的加大而被减弱;且横隔梁损伤程度的大小直接影响各主梁所分配到的荷载;此外横隔梁的损伤会对不同位置的主梁产生不同程度的影响,距离损伤横隔梁越近的主梁,受到的影响越大.     

装配式T梁桥主梁损伤后的横向力学性能

为研究主梁损伤对装配式T梁桥横向分布系数的影响,基于刚接梁法建立了主梁损伤后的桥梁横向力学模型,分析了主梁损伤后横向分布系数的改变程度。结果表明：主梁损伤程度越大、损伤梁数量越多,损伤梁的横向分布系数降低越大,而周围完好梁的横向分布系数增大越大,且增大率与距损伤梁的横向距离成反比;但主梁刚接时,损伤梁的横向卸载能力及其影响区域均比铰接时的大。如未及时加固损伤梁,则距损伤梁越近的完好梁越先破坏。     

空气悬架系统关键承载构件动载荷仿真及疲劳寿命计算

为研究某重型载货汽车空气悬架关键承载构件--平衡梁的疲劳寿命特性,首先在ADAMS环境下建立了试验场典型耐久性数字化路面,通过车辆在虚拟试验路面的仿真得到平衡梁薄弱位置在整车行驶状态下的动载荷,应用LMSTecWare软件对疲劳损伤进行了计算,并与实车实验结果进行了对比.结果表明,两者平衡梁薄弱位置疲劳累积损伤分布趋势...     

有无横隔板曲线梁桥车桥耦合振动的响应分析

为研究横隔板对曲线梁桥车桥耦合振动的影响,以曲率半径250 m的三跨连续单箱双室曲线梁桥为研究对象,建立其COMSOL有限元模型和车辆移动系统模型。首先分析横隔板对曲线梁桥振型和固有频率的影响,然后利用COMSOL和MATLAB全过程分离迭代法计算程序,对C级不平度路面下有、无横隔板的曲线梁桥进行动力学响应对比研究。结果表明:横隔板可使曲线梁桥各阶固有频率变低,尤其对竖向弯曲振动的影响较为明显;动载作用下,横隔板在一定程度上能够减小各跨跨中竖向位移的冲击系数和扭转角,同时能有效降低边跨跨中应力,使曲线梁桥更加稳定。研究结果可为新建曲线梁桥的结构改进以及桥梁的维修与加固提供初步理论依据。     

腐蚀环境相同应力水平砼梁的静动力性能研究

为了考察腐蚀环境对构件耐久性的影响,研究了在腐蚀环境、相同应力水平下构件的疲劳性能,包括预腐蚀梁、预裂预腐蚀梁在空气环境、淡水环境、3．5％盐水环境下的腐蚀疲劳试验研究,预腐蚀梁、预裂预腐蚀梁在空气环境中静承载能力的试验研究．结果表明,构件中钢筋在锈蚀率较低的情况下,构件的静承载能力没有降低,但其构件疲劳寿命有很大程度的下降,预裂裂缝对构件局部腐蚀影响比较大．在腐蚀疲劳情况下,构件的疲劳寿命依腐蚀环境的不同而不同,在盐水环境中疲劳寿命最低．     

基于实测车辆荷载的拱桥吊杆疲劳性能研究

拱桥吊杆是系杆拱桥的主要承重构件,对桥梁结构的安全性、完整性和使用寿命起着重要的作用。通过动态称重系统（ＷＩＭ）监测现场时变的车辆载荷,可以获得吊杆的时间应力。提出了一种利用动态称重数据的完整信息并结合有限元模型研究拱桥吊杆疲劳性能的新方法,该方法包括４个步骤：生成吊杆受力影响线;转换时变车辆荷载为吊杆拉力;计算吊杆的应力时程,讨论不同计算时间步长对吊杆时间应力历程的影响;评估吊杆的疲劳损伤和寿命。基于九堡大桥的动态称重数据与有限元模型,该评估方法可以逐日精确地评估吊杆的疲劳损伤程度,进而预测其疲劳寿命。     

强日照地区混凝土多主梁T梁桥横向梯度温度效应分析

与竖向梯度场相比,横向梯度温度对于混凝土桥梁的影响同样不可忽略.为了研究强日照地区横向日照温差和横向刚度对多主梁桥梁的温度响应,基于真实的强日照地区实际日辐射温度场参数和热学边界条件,建立反映混凝土连续T梁桥温度效应的数值模型,以日照时间和桥梁横向刚度为参数,进行了日照横向温度效应分析.分析表明,对多主梁桥而言,横向温度基本只影响第一片梁,对其它梁的温度影响较小;但在日照辐射较强的地区,横向温差对第一片梁所产生的温度内力和变形响应不可忽略,在日照5 h时其梁底温度拉应力峰值可达到2.5 MPa;横隔板数量和厚度会明显影响应力响应峰值大小,横隔板数量越少、厚度越小,峰值点越大;而T梁横向刚度对多主梁桥梁的横向温度应力影响不大;提出了基于强日照地区T梁桥横向梯度温度计算式,其中梯度温度中的T_1和T_2均日照时间正相关.研究成果对于研究桥梁的各类复杂温度效应有参考意义.     

多轴变幅加载下GH4169合金疲劳寿命预测

对于GH4169合金进行多轴变幅加载,非比例附加强化效应是影响疲劳损伤的重要因素.使用可反映非比例附加强化效应及体现材料弹塑性状态的疲劳损伤模型对损伤曲线法进行修正.修正的损伤曲线模型不仅可考虑多轴载荷路径与载荷幅值的变化对疲劳寿命的影响,又可考虑多轴非比例附加强化效应同时不含材料常数.通过GH4169合金多轴变幅载荷块数据对该模型进行验证,其结果令人满意。     

装配整体式浆锚插筋及钢板箍连接柱试验研究

为了研究装配整体式浆锚插筋及钢板箍连接柱的抗震性能,设计2根装配式连接柱与2根现浇柱足尺模型并进行了低周反复试验,对装配式连接柱与现浇柱的破坏机理、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、变形、耗能能力和延性进行了分析;研究了轴压比、钢板箍对装配式连接柱抗震性能的影响.试验表明装配式连接柱的破坏机理与形态和现浇柱有较大的区别,塑性铰区的发展方向完全相反;轴压比是装配式连接柱的延性系数主要影响因素之一,轴压比越小延性系数越大,反之亦然;钢板箍在高轴压比的情况下,更能提高柱子的抗震效果.     

钢筋混凝土桥梁疲劳荷载模型及应力水平研究

随着公路交通量的日益增加,车辆荷载的循环累积作用引起桥梁结构疲劳损伤,其安全运营与耐久性能受到严重影响,公路桥梁疲劳损伤问题受到普遍关注.目前,我国公路桥梁规范尚无疲劳车辆荷载模型的取值相关规定,通过国内外公路桥梁疲劳车辆荷载模型研究分析其适用性.针对量大面广的中小跨径混凝土桥梁选取三座典型桥梁,对其进行设计荷载、标准疲劳车荷载和实际调查运营荷载作用下的桥梁荷载水平进行计算与分析,提出混凝土桥梁设计荷载应力水平为0.5,实际运营调查荷载应力水平为0.55,可为既有公路钢筋混凝土桥梁疲劳性能的准确评估提供一定的理论依据与技术参考.     

装配式梁桥横向连接损伤识别方法研究

目前在役的装配式梁桥一部分已出现了不同形式和程度的病害,横向连接损伤是最为普遍的病害之一。利用横向连接损伤对应力横向分布系数的影响规律,提出一种基于BP神经网络的装配式梁桥横向连接损伤识别方法,采用应力横向分布系数作为神经网络的输入参数,横向连接损伤位置和程度作为输出参数。并针对BP神经网络存在的缺点,采用遗传算法优化BP神经网络的权值和阈值。使用训练后的神经网络进行吊水岩大桥横向连接损伤定位和损伤程度预测,结果表明该损伤识别方法识别精度较高,可应用于实际工程。     

海洋平台结构随机动力响应谱疲劳寿命可靠性分析

对随机波浪荷载作用下海洋平台结构动力响应和疲劳寿命评估理论作了简要叙述，通过对某深水导管架平台经损伤加固维修后整体结构的随机动力响应分析，应用随机波浪谱和线性疲劳累积损伤理论，进行了导管架结构构件和管节点的详细疲劳寿命评估，计算模型充分考虑了对平台结构动力性能和疲劳寿命有着显著影响的附属结构和质量，以及结构-桩-土的相互作用.计算结果表明,海洋平台结构的一阶模态对动力响应起主导作用；与受损构件相连接的构件疲劳寿命与损伤前相比有明显的降低，但都满足设计使用要求；频率数和频带宽的合理选取对随机波浪动力荷载作用下结构的响应有着显著的影响.     

人工消能塑性铰构造低周往复试验研究

为提高装配式钢筋混凝土框架结构的抗震性能,针对震后梁、柱构件损伤严重等问题,提出了一种新型框架梁端构造——人工消能塑性铰,即在框架梁端通过预埋机械铰实现梁、柱构件铰接,同时安装附加钢板承载并耗能.设计制作了8组不同截面形式和构造的附加钢板试件,并对装有不同附加钢板的人工消能塑性铰构造进行低周往复荷载试验,研究该构造的破...     

装配式混凝土预埋型钢铰接梁力学性能有限元分析

为使装配式混凝土梁-梁实现铰接连接,提出一种基于预埋型钢的装配式混凝土铰接梁。结合预埋型钢设计方法,分别设计5个基于预埋槽钢和5个基于预埋角钢分析模型,并采用校正的有限元法对其力学性能进行研究。结果表明：各模型荷载位移曲线均包括弹性、弹塑性和破坏阶段;基于预埋角钢与基于预埋槽钢的铰接梁最大荷载值仅相差1.04%。当预埋型钢面积不足时,出现预埋型钢破坏、混凝土梁与端部钢板分离、端部纵向钢筋屈曲、荷载-位移曲线末端承载力下降等现象。当预埋型钢面积满足要求时,装配式混凝土铰接梁与现浇混凝土铰接梁的损伤区域和损伤模式基本相同,端部预埋方式具有足够承载力。由此可知,预埋型钢面积是影响铰接梁破坏模式以及保证连接可靠的关键性因素。所提出的铰接梁具有端部连接可靠和施工简单等特点,可实现预期的力学性能。