中小跨径斜拉桥健康监测系统设计及应用

以某跨径布置为70m+160m+70m=300m的双塔双索面异形塔柱斜拉桥为工程背景,在充分考虑经济性的基础上完成了桥梁轻量级健康监测系统的设计、施工和试运营。基于该系统结合桥梁变形定期测试数据对桥梁的安全运营进行较为全面的把控。系统试运营数据表明：系统运行状况良好,监测传感器实时在线,监测数据实时采集和正常传输,监测系统未出现运行故障,系统建设达到预期目标要求。本文所采用的轻量化健康监测系统与人工定期测量数据相结合的方法可以在充分考虑经济性的基础上完成管养单位对桥梁技术状况的监测需求,可为其他类似桥梁健康监测系统建设提供借鉴作用。     

基于倒塌分析的连续梁桥地震损伤评估方法

为了掌握钢筋混凝土连续梁桥在地震作用下从完好到倒塌的破坏历程,首先,基于振动台试验研究对两跨连续梁桥模型进行倒塌仿真分析;其次,建立结构层次的单一倒塌准则;最后,根据影响结构倒塌的关键构件提出两跨连续梁桥地震损伤的整体评价指标D和破坏等级划分标准。结果表明:提出的能量比指标可以有效识别出地震损伤时刻甚至倒塌时刻,当能量比小于能量比限值时即可判定进入倒塌阶段;纵向地震动作用下中墩墩柱和固定支座是关键受力构件;基于关键构件提出的两跨连续梁桥地震损伤整体评价指标D可对不同损伤程度的两跨连续梁模型桥进行评估,该评价体系也可为同类桥型的地震损伤评估和抗震加固提供参考。     

独塔自锚式悬索桥体系转换施工控制方法研究

本文以某跨径为（50m+150m+150m+50m）的两跨独塔钢箱梁自锚式悬索桥为工程背景,通过非线性有限元仿真模拟对体系转换施工控制关键技术进行研究,研究结果表明：通过正装模型和倒装模型反复迭代来确立的自锚式悬索桥正装施工过程模型,能较为准确地模拟自锚式悬索桥的施工过程。基于有限元分析结果,综合考虑施工过程结构安全性、经济性等因素确立了最优体系转换方案,并通过实际施工过程的控制验证了该方法的可行性,为类似工程提供借鉴。     

基于3A指标的斜拉桥上部结构状态评估

针对桥梁状态评估过程中数据量大、分析困难的问题,根据某斜拉桥的监测数据,采用五度指标评估方法对其上部结构各部件进行分析,提出一种基于权重系数的综合评价指标,用于评估斜拉桥上部结构的整体安全状态。针对现存桥梁评估方法中计算复杂的问题,提出3A指标,包括幅值偏移量、异常度和均值波动。相对于五度指标,新指标的计算更便捷,更方便工程人员进行现场评估。最后,用3A指标对斜拉桥进行评估,并将评估结果与五度指标进行比较分析,发现3A指标的评估结果与五度指标基本一致。     

CFRP板加固RC&PPC梁抗剪性能试验研究

通过10片普通钢筋混凝土(RC)梁及4片部分预应力混凝土(PPC)梁采用CFRP板抗剪加固的试验研究和非线性有限元分析,研究不同损伤程度、剪跨比、配箍率及预应力水平等因素对CFRP板加固RC&PPC梁抗剪性能的影响。结果表明:采用CFRP板对RC&PPC梁进行抗剪加固能够有效抑制斜裂缝的开展,提高加固梁斜截面抗剪承载能力,并改善梁的延性;RC梁损伤后加固,随着配箍率的增大以及剪跨比的减小,将提高加固RC梁的斜向开裂荷载、箍筋屈服荷载以及抗剪极限承载能力;随着预应力水平的提高,PPC加固梁的极限承载力增大,CFRP板抗剪加固效果比较显著;非线性有限元模型能够预测CFRP加固RC/PPC梁的抗剪性能,有限元计算结果与试验结果吻合良好;在进行CFRP板抗剪加固设计时,应对CFRP板的强度进行有效折减。     

中承式系杆拱桥施工控制关键技术研究

以某跨径布置为（20+70+20）m中承式系杆拱桥为工程背景,基于施工过程有限元仿真分析和施工过程现场控制对该类桥梁施工控制关键技术进行了研究。根据现场实测值和有限元分析可以精确确定中承式系杆拱桥的吊索无应力长度。通过有限元仿真分析,兼顾体系转换施工的经济性和安全性原则确立了中承式系杆拱桥的体系转换施工方案。通过施工过程仿真分析和体系转换施工控制过程方案的研究,准确确定了工程背景中承式系杆拱桥的相关施工控制参数,有效地实现拱桥主梁从支架受力向缆索体系受力的体系转换,相关方法可为类似工程的施工控制提供借鉴。     

基于动态称重数据的中小跨径公路桥梁车辆荷载模型研究

以某中小跨径公路桥梁为工程背景，基于动态称重（Weight in Motion,WIM）系统实测数据建立了该桥梁的车辆荷载模型。结果表明，该桥梁实际车辆荷载为设计荷载的1.18倍，外推100年设计基准期车辆荷载计算结果为设计荷载的1.62倍。所提供的研究方法对桥梁车辆荷载模型的建立具有一定的借鉴意义。