简支桥梁预应力损失计算方法

针对桥梁预应力损失计算的复杂性和不易测量性,本文基于光纤光栅传感技术,在一座预应力简支梁跨中埋设光纤光栅应变传感器和静力水准仪,对跨中应变和竖向位移进行了5年的监测,考虑预应力和自重长期作用,对桥梁结构进行变形几何分析和受力分析,建立了简支梁跨中截面应变、位移和荷载之间的关系,提出了预应力简支梁跨中截面预应力损失计算方法。利用桥梁长期实测应变和位移,计算得到成桥四年后桥梁的预应力损失为14.6%。与规范方法计算结果基本一致,验证了该方法的可靠性和有效性。相比规范中的方法,该方法所需参数少,计算简便,且是基于实际桥梁参数,具有一定的准确性;通过在实际桥梁中布设传感器,可对大范围内预应力简支梁预应力损失进行分析,并可实现对简支梁桥预应力变化的长期监测和桥梁健康状态的评估。     

旧桥加固检算方法研究与应用

为了进一步修正桥梁承载能力,以旧梁式桥结构为例,介绍了加固时进行承载能力评定的一种新方法;并结合计算实例,简述了该方法在旧梁式桥简支变连续加固过程中的具体应用.     

钢筋混凝土梁式桥地震安全性分析及评价

针对桥梁的地震安全性问题,依据可靠度理论,考虑对结构抗力有重要影响的材料强度随机性和计算模式的不确定性,本文分析了桥梁的破坏机理,使用响应面法计算了梁式桥的桥墩、支座、上部结构和基础在多遇地震、偶遇地震和罕遇地震下的失效概率。得到了构件在设计基准期内不同破坏等级的地震可靠度,研究并给出了钢筋混凝土梁式桥重要构件及桥梁系统的安全等级划分,以此评价桥梁的地震安全性水平。建立了钢筋混凝土梁式桥模型,给出了该桥的安全等级,判别了其地震安全性水平。结果表明:该桥在设计基准期内地震作用下的安全水平较高。     

基于LSTM神经网络的多源数据融合桥梁变形重构方法

桥梁变形是桥梁状态评估的重要指标,在测量桥梁位移时,直接测量方法如LVDT、RTK-GPS、LDV等在实际应用中有很多局限性。由于从所测得的动应变中获得实时的位移模态和应变模态较为困难,而且大多数应变测量的采样频率较低,基于应变的间接桥梁变形重构方法在应用中仍存在一定的不足。提出一种基于长短时记忆(LSTM)神经网络重构桥梁变形的方法,该网络融合应变和加速度数据在训练后可以用作测量数据实时重构桥梁的变形。在应变模态、位移模态以及桥梁中性轴未知的情况下,该方法可以准确地重构变形。通过数值模拟和试验验证了重构结果的准确性,结果表明,基于LSTM的数据融合方法在不同条件下都可以实现高精度的桥梁变形重构。     

温度和车辆作用下梁式桥梁结构固有频率分析方法

针对桥梁结构损伤识别和状态评估过程中测得的固有频率受到温度和车辆作用的显著影响,导致频率测试结果出现误差的问题,引入频率变异系数,基于温度理论分析模型和车辆参数规律对桥梁频率理论公式进行简化并提炼出关键影响因素,形成剔除温度与车辆作用的桥梁频率变异系数的经验公式。通过简支梁桥和门式刚构桥算例验证了剔除方法的准确性,结果表明,利用经验公式计算的频率与理论计算结果相差较小,能够很好地表征纯净的梁式桥频率,提高利用频率变化评估桥梁安全性的精确度。     

基于位移的适应谱Pushover方法及其应用

文章基于非弹性位移反应谱来定义结构的位移模式,通过对一个6层框架结构的动力特性进行分析,提出了基于位移的适应谱Pushover方法(DASPA法)。利用DASPA法和传统的Pushover方法分别对一高架梁式桥进行静力弹塑性分析,并将计算结果与非线性时程分析的结果进行对比。结果表明,由于DASPA法考虑了高阶振型的影响以及结构屈服后振动特性的改变,其计算结果比传统的Pushover方法更加准确合理。同时,由于DASPA法直接基于位移来控制结构在地震中的行为,因此概念清晰,计算过程简单,更适用于工程实际。     

灰色关联度在预应力连续梁桥运营监控中的应用

为了尽早发现桥梁在其使用过程中存在的危险,确保桥梁结构的安全性,以某市绕城高速公路互通式立交桥的健康监测作为依托背景,根据现场大量的温度、位移和应变的实时监测数据,利用灰色关联分析法对所获得的监测数据进行分析研究.结果显示,第23跨温度对位移和应变的灰色关联度分别为0. 835 4和0. 894 5;第24跨温度对位移和应变的灰色关联度分别为0. 796 3和0. 929 9.结合实测数据的特征参数,表明温度对混凝土应变的影响大于温度对位移的影响.     

高架桥钢轨伸缩调节器的光纤光栅监测技术

城轨连续梁高架桥梁缝和钢轨伸缩调节器的轨温、钢轨位移、梁体位移、钢轨和尖轨应变监测采用了光纤光栅传感技术。通过监测,使运营和管理部门掌握桥梁和钢轨在长期运行过程中结构的变化规律,以确保城轨的运行安全。应变检测采用预制的光栅应变片;位移检测采用受力环的光栅位移传感器;温度检测采用管状光栅温度传感器。参考光栅的应用抵消了环境温度变化产生的影响。全部光纤光栅悬空粘贴,避免了布喇格反射峰的啁啾化,提高了检测精度。几种传感器经历了冷热气候的检验,监测结果与手测值以及理论计算值相吻合。     

基于柔度曲率差的桥梁健康诊断方法

本文在柔度矩阵基础上,用柔度曲率差为识别指标研究了桥梁结构多位置的健康诊断,并以几种梁式桥为例进行有限元仿真验证。结果表明,柔度曲率差具有良好的坐标指示能力,在损伤位置处,指纹有明显突变,损伤增大突变也相应增加,利用该方法进行梁式桥损伤识别可获得很好的识别精度,采用三次样条函数拟合柔度值的方法可有效解决解决噪声的干扰问题。     

基于应变率相关动力特性的岩体爆破破坏区范围研究

岩体动态强度特性及受力变化规律是研究炮孔近区岩体破坏特征的关键,采用合理的动态强度模型直接决定了炮孔破坏区范围计算结果的正确性.因此,利用理论分析与现场试验相结合的方法,研究了基于应变率相关动力强度特性下炮孔破坏区范围的计算方法.利用柱面波的位移协调方程,推导了炮孔近区岩体质点的应变率计算公式,并应用于岩体应变率相关的...     

基于激光条带追踪的桥梁振动非接触测量方法

针对基于计算机视觉的结构位移测量方法存在对靶点要求高及光照依赖性强的问题,提出了一种通过竖直投射激光条带于桥梁结构表面,追踪光带中心以分析桥梁振动的新方法。通过大功率线激光器投射激光线至梁底面或顶面,倾斜拍摄激光线连续影像,利用改进灰度重心法亚像素追踪激光条带中心线位置在图像上的改变,几何换算得到桥梁振动位移时程曲线,进而可分析获得桥梁结构的动力参数。在室内实验条件下对简支梁模型桥进行了锤击强迫振动试验,以SONY 4K摄像机作为影像采集设备,LVDT位移传感器和加速度传感器作为传统数据采集设备进行了同步数据采集实验。分析结果表明,动位移测量结果以LVDT采集数据为参考,SONY摄像机所得结果相对误差极值为3.17%。模态分析结果以加速度传感器为基准来比较,摄像机对前二阶频率识别的相对误差极值为1.81%,表明动位移测量与低阶模态参数识别都取得了理想的效果,不同于加速度传感器所得模态振型空间精度受限于传感器数量,本文方法所得模态振型空间精度可达像素级,且几乎无环境光照改变干扰实验结果的困扰。该方法为非接触测量以识别桥梁自振特性提供了一条经济高效的新思路。     

九度地震区高铁组合减隔震体系桥梁振动台试验研究

为研究一种组合减隔震体系在九度地震区高铁简支梁桥中的可行性及适应性,以某九度强震区高铁典型32 m简支箱梁为原型,开展了1∶10缩尺模型的3跨简支梁全桥振动台试验。采用15组近断层地震波按多遇、设计、罕遇地震强度进行纵向+竖向、横向+竖向联合输入,采集试验过程中桥梁关键构件地震位移、加速度、钢筋应变等响应数据,观测各地震输入工况后桥梁损伤情况,综合分析试验现象和实测数据。结果表明:采用双曲面减隔震支座+榫形金属减震限位装置+钢防落梁组合减隔震体系后,多遇地震下,桥墩保持弹性状态,墩梁相对位移较小,主梁横向和竖向加速度分别控制在0.3g和0.5g以内,保障了行车安全;设计地震作用下,组合减隔震体系发挥了良好的减隔震效果,耗散了地震能量,墩梁相对位移控制在20 mm以下,桥墩发生轻微损伤,其位移延性比小于1.2;罕遇地震作用下,组合减隔震体系稳定工作,保证了主梁不发生落梁震害和跳梁风险,桥墩发生中等损伤,其位移延性比控制在2.2以下,没有倒塌风险。组合减隔震体系实现了9度地震区高铁32 m跨简支箱梁各项抗震性能目标,可为今后9度地震区高铁简支梁桥减隔震设计提供试验依据。     

跨线钢箱梁桥顶推落梁过程的数值模拟

为了研究钢箱梁在高位落梁过程中的受力性能以及局部屈曲性能,以后丁香三号桥为工程背景,提出了一种新的交替式高位落梁工艺.基于ABAQUS有限元软件对落梁过程进行了数值模拟,建立了高位落梁过程三个工况的有限元模型,使用集中荷载模拟千斤顶对梁体的支反力.对三个工况的应力云图和屈曲模态进行分析,结果表明,模拟数据与监测数据吻合较好,结构的应力应变均能满足施工要求.本文提出的高位落梁工艺和数值模拟方法可为类似工程提供参考.     

Catastrophic model for stability analysis of high pile-column bridge pier

According to the engineering features of higher pile-column bridge pier in mountainous area, a clamped beam mechanical model was set up by synthetically analyzing the higher pile-column bridge pier buckling mechanism. Based on the catastrophe theory, the cusp catastrophe model of higher pile-column bridge pier was established by the determination of its potential function and bifurcation set equation, the necessary instability conditions of high pile-column bridge pier were deduced, and the determination method for column-buckling and lateral displacement of high pile-column bridge pier was derived. The comparison between the experimental and calculated results show that the calculated curves agree with testing curves and the method is reasonable and effective.     

基于ANSYS的连续梁可靠性分析

以某跨线大桥为研究对象,通过有限元方法建立连续梁的计算模型,对连续梁的受力按照最危险工况进行静力学分析。在静力学分析基础上,对连续梁的可靠性做出分析研究,得出最大应力和最大位移的分布函数及灵敏度系数,为大跨度连续梁桥的设计提供参考。     

裸梁静载试验加载控制弯矩确定方法

现有方法将加载控制弯矩简单视为未施工前作用裸梁上的恒载(主要为桥面铺装)和设计车辆荷载之和,未考虑桥面铺装的承载能力,致使试验结果不准确。提出了一种基于应变确定裸梁静载试验加载控制弯矩的新方法。基于成桥状态下设计车辆荷载及桥面铺装联合作用下的最大应变,根据其最大应变值通过裸梁截面惯性矩反向计算确定控制弯矩。该方法充分考虑了裸梁至成桥施工及受力过程,在桥梁施工过程中桥面铺装的恒载完全由裸梁承担,成桥后营运过程中部分桥面铺装与梁体协调工作、形成受力整体,共同承担设计车辆荷载。通过工程实例验证,本方法可实现裸梁静载试验控制弯矩的精准化、试验控制的精细化。     

斜腿刚架桥的受力变形计算方法研究

为了验证斜腿刚架桥的通常计算方法-强迫位移法的计算结果的可靠程度,采用有限元计算手段,对该种桥梁分别按强迫位移法和结构与土共同作用的方法进行了计算比较．结果表明：强迫位移法的计算结果改变了桥上荷载传递的方式,使其应力分布状态与真实应力分布状态有着比较明显的差别．通常情况下采用强迫法能保证桥梁结构的整体安全性,但在桥梁的局部（尤其是跨中位置）,该方法会使计算结果偏小,并且在温度变化较大的地区采用该方法进行设计时会使结构产生强大的水平力,甚至导致桥梁基础无法设计．在这种情况下,就必须仔细考虑上下部结构共同作用,来对桥梁进行设计分析．     

多跨曲线桥在集中荷载和变温作用下横向位移

应用在集中荷载和均匀变温作用下一次超静定曲线梁的跨中位移公式，对实际曲线桥进行分析求解。得出在均匀变温和各支撑柱顶部摩擦力共同作用下实际曲线桥跨中横向位移。并根据实际曲线桥结构建立有限元模型，将有限元解与应用结构力学方法求出的解析解进行比较，结果表明了这种计算方法的有效性和可行性。     

部分斜拉桥力学性能分析

平顶山市湛河一桥主桥为双跨独塔单索面矮塔部分斜拉桥,为了分析该桥梁的力学性能,采用大型有限元通用软件ANSYS进行建模,主梁和塔采用空间梁单元(beam188)进行离散,拉索采用只承受拉力的空间杆单元(link10)模拟,建立了该桥梁的有限元计算模型,分别计算了桥梁的内力、自振频率和振型.计算结果表明,对于该矮塔部分斜拉桥,拉索对主梁的轴力和弯矩影响较大,主梁的刚度对桥梁整桥自振频率影响较大,该桥梁低阶振动主要表现为桥梁的整体竖向振动和横向振动.计算结果可为该桥的施工控制及使用阶段的健康检测和维护提供参考.