自锚式悬索桥施工控制空缆线形计算

针对自锚式悬索桥的施工控制,提出了结合有限元施工控制模型与悬链线数值算法的空缆线形计算方法,解决了自锚式悬索桥施工控制残余误差的问题,为自锚式悬索桥施工控制空缆线形计算提出了一种新的思路.通过算例分析,验证了应用本文方法进行施工控制分析的精度以及效率,可供桥梁工程技术人员设计参考.     

考虑吊索拉伸效应的空间索面自锚式悬索桥无量纲连续体动力模型

连续体动力模型是连续参数化分析与健康监测基准校核的重要工具；缆-索的空间耦合性、各子系统间的内部自平衡性与弹性协调性，是制约空间索面自锚式悬索桥进行高精度自由振动连续体建模和求解的核心因素。该文拓展挠度理论至振动形态，推导考虑吊索拉伸效应的缆-索-梁空间耦合变形方程与考虑自平衡性的相容方程，建立可考虑吊索拉伸的自由振动连续体模型，并将其无量纲化以便于识别控制动力特性的特征参数。采用伽辽金方法将连续体模型转换为矩阵形式求解其模态频率与振型。分别利用文献的平行索面自锚式悬索桥算例与空间索面自锚式悬索桥有限元模型来验证该文方法的精确性与普适性，并对关键特征参数进行敏感性分析。研究表明：吊索相对弹性轴向刚度对主梁相对弹性抗弯刚度较为敏感，是否考虑吊索拉伸效应将影响高阶次模态频率，尤其影响反对称模态；空间索面倾角对模态频率影响微弱，高阶次频率基本不受其影响；主梁相对弹性抗弯刚度显著影响模态频率，且会导致模态交叉现象的产生，主缆弹性刚度仅对低阶次对称模态频率有轻微影响。综上，考虑吊索拉伸的连续体模型更为准确，既可对动力特性进行连续参数化分析，又可作为基准解析模型为初步设计、模型修正与损伤识别提供必...     

设防爆层钢箱梁缩尺结构抗近场爆炸作用试验研究

为研究设防爆层钢箱梁抗近场爆炸作用效果,以53 g炸药当量、70 mm爆距为典型爆炸条件,开展了混凝土-单层/双层钢丝网板、5层/10层凯夫拉板及其组合为防爆层的钢箱梁缩尺结构近场爆炸试验研究。以塑性变形能为抗爆效果考查指标,8种试验工况结果表明:近场爆炸作用下无防护钢箱梁顶板会发生沿U型加劲肋的撕裂破坏及球冠状凹坑,且横隔板间距250 mm比间距150 mm的钢箱梁顶板破坏严重,变形能约高出60%;混凝土-双层钢丝网板较单层钢丝网板能降低钢箱梁顶板的变形能约2.2%;混凝土-双层钢丝网板与5层凯夫拉组合作为防爆层,顶板塑性变形能降低至无防护结构钢箱梁顶板的34.5%,混凝土-双层钢丝网板与10层凯夫拉组合作为防爆层,该数值约为32.7%。     

无内腹板式钢索塔锚固区的力学性能分析

为了适应空间曲线塔柱的造型与受力,空间错位布设的拉索锚梁需要舍弃内腹板,增加自身长度直接焊接于索塔壁板。由于缺失了内腹板的对拉锚固作用,使得无内腹板式钢索塔锚固区的传力机理、承载能力具有明显特殊性。通过数值模拟方法对无内腹板式索塔锚固区进行弹塑性全过程分析,并用模型试验数据进行对比验证,研究无内腹板式索塔锚固区的力学性能并进行优化设计。结果表明,不设内腹板明显降低了拉索锚梁的刚度,无内腹板式拉索锚梁结构的极限承载力为11 130 kN,达2.8倍设计荷载,安全储备充裕,且未出现扭转现象。索力主要由拉索锚梁的支承板N1进行传递,支承板N1与索塔壁板间的焊缝是关键传力部位,可实现71%的索力传递,但此处易出现应力集中现象。增加边跨侧拉索锚梁B17支承板N1的厚度可改善结构的受力性能,有效减少应力集中。     

圆形地下连续墙的环向刚度折减效应及修正方法研究

槽段间接缝会导致圆形地下连续墙的环向刚度降低,但目前尚缺乏具体方法对刚度修正系数?定量取值,有必要进行深入研究。针对铣接接头地下连续墙,考虑槽段内及槽段间两个典型位置,采用施工现场的混凝土和泥浆制作了完整及含接缝的单元体试块,由力学试验获得了接缝的应力应变曲线,并采用三折线模型进行拟合。在此基础上,导得了环向刚度修正系数的计算公式,并进行了工程实例分析。研究表明:圆形地下连续墙环向刚度修正系数与槽段平均长度、接缝宽度、接缝与混凝土刚度等因素有关;当墙体环向应力较低时,环向刚度修正系数在0.485~0.514之间;环向应力超过7.37 MPa时,环向刚度修正系数值将有所提高,而环向应力达到11 MPa时,其值为0.545~0.581;采用本文获得的参数值对工程实例进行了分析,结果表明当地下连续墙环向应力较低时,采用单一的?系数可以较好考虑接缝影响,但当应力较高时,需考虑接缝非线性刚度的影响。     

基于并行NSGA-Ⅱ算法的桥梁网络养护策略优化

制定辖区全体桥梁的养护策略是在役桥梁管养方法研究的前进方向。给出桥梁网络养护策略的优化目标与约束方程,建立网级桥梁策略优化框架。引入带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),将其与并行遗传算法(PGA)相结合,提出基于并行NSGA-Ⅱ的网级养护策略优化方法。采用约束联赛法处理单座桥梁的最低性能约束问题,通过修改支配关系的定义改进原有NSGA-Ⅱ算法。应用于工程案例,输出结果为一系列Pareto最优解集,管理方可根据自身实际方便选择。算例分析验证该框架的有效性,以及建议算法的可靠性与高效性。