大跨度上承式拱桥施工监控技术

大跨度上承式拱桥的结构复杂,施工难度大,为保证桥梁施工安全,必须制定合理的施工监控方案.以大同市御河桥为研究对象,选择了7个应力监测断面和56个应变监测点模拟进行桥梁应力及应变的监测,并用有限元理论,模拟了该桥在10个特定工况条件下的受力及变形,分析显示模拟结果与实际情况较为接近.结果表明,御河大桥的监测断面及监测点选择合理,模拟方法合适,御河大桥的监测方案可为其他相似形式桥梁的施工监测提供借鉴.     

海沧大桥140m连续刚构桥施工挠度变形监测的理论与方法

讨论大跨度连续刚构桥上部构造施工中挠度变形的成因、监测的必要性、监测的理论与方法，并结合厦门海沧大桥西航道140m连续刚构桥施工挠度变形监测的实践，验证上述理论，总结监测中应采取一些有效措施，该桥较好的合扰精度表明，上述理论和方法可供同类桥型施工监控时参照。     

钢拱塔斜拉桥的温度耦合效应和索力预测

钢拱塔斜拉桥的受力体系与传统斜拉桥有所不同,为研究环境温度变化对这种异形桥塔斜拉桥主要受力部件的影响,以某钢拱塔斜拉桥为工程背景,首先基于在线监测获取的环境和部件温度数据,分析斜拉索索力、拱塔倾角和主梁应变的温度时变效应;然后以斜拉索为研究对象,通过该桥的有限元模型升降温模拟,分析各部件温差引起的温度耦合效应对拉索索力的影响;最后以环境温度、主梁温度、桥塔温度为输入,索力为输出,利用长短期记忆神经网络对实测索力-温度数据进行映射,实现数据压缩和特征提取,建立温度-索力预测模型,再对网络模型输入新的温度监测数据,以预测索力。研究结果表明：主梁和钢拱塔温度变化具有周期性,且滞后于环境温度;主梁应变与环境温度的变化趋势基本一致但具有一定的滞后性,环境温度变化对拱塔倾角的影响很小且没有周期性规律;索力与环境温度呈线性负相关,且需要考虑斜拉桥各部件的温差所引起的温度耦合效应;长短期记忆神经网络对带有时序特性的数据训练效果好,建立的温度-索力关系模型准确度高,可用于该桥索力的实时预测。     

基于灰色系统理论的寒冷地区斜拉桥索力状态预测方法

基于灰色系统理论,建立了斜拉桥索力状态预测模型,该模型采用全桥索力的灰色关联度作为索力状态的评价指标。由于寒冷地区,索力所经受的环境温差较大,因此,分析了环境温差对索力状态的影响程度。利用温度影响规律对索力状态预测模型中的原始序列进行加权,剔除了预测模型中环境温度的影响,提高了预测精度,使得预测模型能够适用于寒冷地区的索力状态预测。最后以某斜拉桥的索力监测工程为例,验证了预测方法的正确性和可行性。     

基于模型试验的FRP加固钢筋砼梁抗弯疲劳性能预测

为了解决循环荷载作用下纤维增强复合塑料（FRP）加固钢筋砼桥梁构件疲劳性能问题,根据FRP抗弯加固钢筋混凝土梁的疲劳试验资料,建立FRP加固梁式构件疲劳寿命预测模型、钢筋峰值应变累积并模型和构件挠度累积模型,并与既有相关模型的预测精度进行比较.研究结果表明：以钢筋峰值应变和挠度作为基于变形的疲劳性能指标,不仅可以与传统的基于应力的指标相似的精度预测FRP加固构件承受的循环荷载次数,还可与结构监测系统信息结合,实现疲劳失效预警.     

利用模态应变能指标的斜拉桥拉索损伤识别

由于拉索是大跨度斜拉桥的主要承重构件之一,拉索中的损伤对于大跨度斜拉桥结构的安全会产生不利的影响.为实现对斜拉桥拉索损伤识别确保结构的安全,首先给出单元模态应变能定义,然后分析了基于单元模态应变能的损伤识别机理,提出了基于单元模态应变能变化率斜拉桥拉索损伤识别的实用方法,并以国内某重点斜拉桥为试验对象模拟3种不同的损伤工况情况,研究该方法的适用性.试验研究结果表明,单元模态应变能变化率指标是斜拉桥拉索损伤很好的敏感标识量,对单位置拉索损伤能够准确地给予识别,对于多位置拉索损伤识别,指标也能给予较好识别效果.该方法为斜拉桥拉索损伤检测提供了一条可靠有效的途径.     

基于钢束优化配置的PC梁桥长期变形控制

针对大跨度预应力混凝土箱梁桥普遍出现的长期变形过大的问题,通过对预应力钢束配置进行优化,降低最大悬臂施工阶段的初始位移,进而减小过大的长期变形,达到挠度控制的目的.构建单位预应力的挠度矩阵,以挠度为控制目标,利用ANSYS进行钢束优化求解得到钢束最优配置.结果表明,优化设计后的挠度较恒载零弯矩法减小40%.利用ANSYS进行钢束优化设计的方法对预应力混凝土箱梁桥的长期变形控制具有良好的效果.     

某鱼腹式连续箱梁桥静载试验及分析

阐述了某鱼腹式连续箱梁桥静载试验的方法、内容和实际加载方案,为检验该类桥的静力性能,对跨径为30 m＋48 m＋30 m的某鱼腹式箱型截面连续梁桥进行静载试验。测试了结构的应变（应力）、挠度等,并将实测值与有限元计算的理论值进行了对比分析。结果表明,应变与挠度测试结果与理论数据相符,应变校验系数在0.60~1.00之间,且卸载后无残余变形,该桥承载力处于安全的状态.     

斜拉桥主梁节段施工过程标高与索力控制可靠度分析

鉴于大跨度斜拉桥结构响应难于显式化、结构非线性程度高,而有限元计算量庞大,以至大跨度斜拉桥施工控制可靠度分析具有复杂性,采用一种改进的可靠度分析方法,即响应面-蒙特卡罗法,进行大跨度斜拉桥施工控制可靠度分析。该方法是结合了大跨度斜拉桥施工过程有限元仿真分析、传统响应面法及蒙特卡罗法,能反映结构几何参数、材料参数和荷载参数变异性影响的大跨度斜拉桥施工控制可靠度分析方法。相对于传统响应面法,该法具有精度高的优点;相对于传统蒙特卡罗法,本方法具有计算量少的优点。将本文方法应用于国道主干线广州绕城公路南环段甘竹溪特大桥斜拉桥施工控制实践中,实现了该桥的施工控制可靠度分析,获得理想的结果,为该桥施工控制目标的制定提供了科学依据,同时也显示了本文方法的正确性与实用性。     

温度作用下斜拉桥挠度的时间多尺度分析

为研究斜拉桥挠度的温度效应,获得信号中的响应分量,以南京长江第三大桥为研究对象,分析长期挠度监测信号的时间多尺度特性.采用小波多尺度分析方法,将挠度信号在两个时间尺度（日周期和年周期）上进行重构,实现温度效应的分离.以长期监测数据为基础,研究日温度效应在太阳辐射作用下的特点.结果表明:日温度效应在年周期内存在季节差异性,在日周期内相对太阳辐射具有滞后性. 排除滞后影响,日温度效应与太阳辐射强度呈强正相关关系.考虑季节、大气温度以及太阳辐射的影响,提出了预测误差低于2 cm的日温度效应多折线模型,可实现日周期中任意时刻日温度效应的预测.     

减隔震混合装置对大跨度斜拉桥地震响应的影响

为研究减隔震混合装置对大跨度斜拉桥的减震限位效果,以一座(67+110+360+110+67)m的大跨斜拉桥为研究对象,采用ANSYS有限元软件建立了全桥动力分析模型,基于非线性时程分析法研究了采用摩擦摆支座和液体粘滞阻尼器的减隔震混合装置对大跨度斜拉桥抗震性能的影响,并通过参数分析确定了较为合理的减隔震装置参数。研究结果表明:主桥纵桥向布置减隔震混合装置可以有效解决大跨斜拉桥的抗震问题;相比单独采用液体粘滞阻尼器,减隔震混合装置改善了桥塔和过渡墩的受力,进一步减小了主梁及塔顶的位移;综合考虑结构的地震响应和工程造价,该桥减隔震混合装置中阻尼指数α取0.4,阻尼系数C取12000 kN/(m·s~(-1))~(0.4)时可以取得较好的减震效果;减隔震混合装置中摩擦摆支座和液体粘滞阻尼器可以协同作用,减震耗能明显。     

大跨度下承式钢箱系杆拱桥施工监控技术研究

在施工过程中大跨度系杆拱桥一般采用逐步拼装法进行安装,导致实际施工中材料力学参数与设计有一定的差异。该项目为大跨度下承式钢箱系杆拱桥,为保证桥梁在施工过程中所经历的体系转变趋于稳定,需采用一定的技术手段对其全程进行监控。采用Midas/Civil有限元分析软件建立计算模型,通过监控计算和施工监测,对施工过程中的结构内力和位移进行有效地分析、计算和预测,控制大跨度拱桥的最终线形在设计允许的误差范围内,从而保证桥梁在全生命周期的安全性和耐久性。研究表明,软件计算值与实际监测成果较为符合,为现场施工提供了一定的理论支持。     

基于因子分析的滑坡位移多模型预测综合评判

单一的预测模型准确地预测滑坡变形发展趋势是不充分的,为解决这一问题进行了滑坡位移多模型预测结果的综合评判,从而优选最佳的模型。以三峡库区八字门滑坡为例,选取3种模型对其变形趋势进行预测,并将多元统计学中因子分析引入到对3种模型预测结果的综合评判中,建立了模型精度评价矩阵,计算了主因子得分及各模型综合得分。结果显示:对于监测点ZG110,PEARL生物生长模型为最佳预测模型,对于监测点ZG111,PEARL生物生长模型和BPNN神经网络模型为最佳预测模型。     

连续刚构桥单箱两室截面主梁在偏载作用下的静力分析

为了研究连续刚构桥单箱两室截面主梁在偏载作用下考虑剪力滞效应的力学特性,依据能量变分原理,考虑桥墩弯曲变形和主梁剪力滞效应,建立了单箱两室截面连续刚构桥在偏载作用下的力学模型.以三角函数为基函数表示主梁的位移,以幂函数表示桥墩的位移,得到了结构的刚度方程.据此计算了新九江大桥6×50m引桥在成桥荷载试验下的应变和挠度,并与测试结果进行了对比.结果表明,偏载作用下,主梁应变横向分布不均匀,加载应变大于非加载侧;腹板变形符合平面变形假定;若不考虑桥墩的弯曲变形影响,将高估连续刚构桥主梁的最大位移和最大应变;本文结果与测试值较为吻合.     

梁式桥利用实测挠度值推算应力大小方法探讨

当前T梁、空心板以及等截面连续梁桥等的结构荷载试验比比皆是,要正确评定此类结构的承载能力,试验现场受条件的限制,准确测试梁的应变是困扰广大检测工程技术人员的难题.利用实测梁的变形来推算梁的应力方法可行,从理论上推导了简支梁、两端固结梁、两端固结梁、三跨连续梁分别在集中力、均布力的作用下的变形与应变关系式.利用某三跨等截面连续梁进行试验验证,第二跨实测与计算值应力与变形比分别为0.018 309、0.018 669,两者相差1.93%,第一跨、第三跨跨中应变和挠度比在0.018 750-0.019 607之间,与第二跨跨中的应变挠度比较为接近.推导变形与应变关系式可为T梁、空心板结构荷载试验的应变（动挠度）测量提供参考.     

考虑适用性的大跨桥梁主梁动态可靠性融合预测

为合理预测考虑适用性的大跨桥梁主梁动态可靠性,利用主梁控制监测点的动态极值挠度信息,建立了多维Gaussian Copula技术、多变量贝叶斯动态线性模型(MBDLM)以及一次二阶矩(FOSM)方法相融合地考虑控制点变形失效非线性相关的大跨桥梁主梁体系动态可靠性预测方法.采用某大跨桥梁主梁3个控制监测点的动态监测极值挠...     

基于神经网络的斜拉桥非线性随机静力分析

对于大跨度柔性斜拉桥的设计和结构分析来说，考虑结构几何非线性效应进行静力分析是一项重要的内容。但是，材料、几何尺寸、外部荷载等的随机性将影响计算结果。本文基于神经网络提出了斜拉桥非线性随机静力分析方法。通过若干次确定性有限元数值抽样对神经网络训练，训练后的神经网络能够模拟随机变量与结构响应之间的非线性映射关系。算例研究表明，各种随机变量的变异对斜拉桥结构响应影响规律不同。同其他随机变量相比，斜拉索弹性模量变异对斜拉桥跨中挠度影响最显著。主梁截面面积变异对斜拉桥跨中挠度和尾索索力具有显著的影响。     

钢筋混凝土双曲拱桥静载试验研究

桥梁静载试验是研究桥梁静力特性的有效手段。通过静载试验对某双曲拱桥进行承载力分析,记录应变及挠度,以便了解桥梁结构的实际工作性能。试验和理论计算表明：该桥在静载作用下桥梁控制截面的应力和变形满足设计荷载的安全承载要求。     

热变形参数对Ti-15-3合金流动应力的影响

在Ｇｌｅｅｂｌｅ－１５００热模拟机上对Ｔｉ－１５－３合金试样进行了热压缩试验,以获得不同应变、应变速率和温度下材料的流动应力。根据相应的应力曲线研究了该合金在高温时的流动特性,并采用神经网络的方法建立了该合金高温变形抗力与应变、应变速率和温度对应关系的预测模型。结果表明,神经网络能够较精确地预测材料的流动应力。     

大跨度CFST系杆拱桥静动载试验分析研究

包西铁路跨黄延高速公路大桥主桥为单跨128 m的钢管混凝土(CFST)系杆拱桥.通过对该铁路大桥进行实桥静动载试验,研究了在静动载作用下大跨度CFST系杆拱桥的结构特性、脱轨系数、加速度及振幅响应等关键参数,并与ANSYS有限元分析结果进行了对比.发现大跨度CFST系杆拱桥挠度和应力校验系数处于合理范围,结构各项关键参数满足规定要求.结果表明:该铁路大桥具有足够的强度和刚度,动力性能良好,满足设计的荷载等级和营运要求;有限元计算结果能够反映该桥梁结构静力及动力性能.本文研究结果对大跨度CFST系杆拱桥的竣工验收及鉴定评价有重要指导意义.