模型桥墩局部冲刷瞬时地形数据自动获取装备研制

模型试验中冲刷地形测绘装备相对落后,致使桥墩周围局部冲刷瞬时地形数据无法实时获取,冲刷动态发展过程及机理的模型试验研究工作难以开展。研制了一种模型桥墩局部冲刷瞬时地形数据等值线自动绘制装备,并利用室内水工模型试验优化了各组成的性能指标,量化了绘制装备的设计参数,分析了监测系统在模型应用中的测绘精度及在工程原型中的适用性。模型试验研究表明,该装备结构简单,操作方便,加工制作成本较低,精度及灵敏性较高,能够快速获取动态过程中局部冲刷瞬时地形等值线,适用于局部冲刷发展影响流场特性研究中的水下地形快速测绘,也可按放大比尺制作成型后应用于涉水建筑物周围水下地形监测。     

不同流量下环翼型防冲板结构优化试验

为了研究不同流量条件下桥墩局部冲刷问题,在单片挡板基础上,增加防冲板数量形成了多级防冲结构。利用多元统计方法对防冲效果进行了主成分分析,认为最大冲坑深度最能体现试验效果,并以最大冲坑深度为指标进行试验分析。试验结果表明:在流量为75 m3/h时,增加防冲板数量并不能有效提升防冲效果;当流量增加到115 m3/h时,通过增加防冲板数量可在一定程度上提高桥墩的防冲能力,并且防冲效果随着防冲板间距的减小而增强,同时随着防冲板外径的增大而增强。但三级防冲板与二级防冲板防冲效果非常相近,第三级挡板对试验的结果影响甚微。因此,试验分析认为,在考虑不同流量条件下,环翼型防冲板最优防冲结构为两片防冲板,且防冲板外径为180 mm,间距取值为15 mm。     

基于光纤光栅传感的根式沉井静载实验研究

应用光纤光栅传感网络测量桥梁根式沉井在破坏性静载荷实验中的应力变化。进行现场实验,根据有限元分析,多通道光纤光栅传感阵列设计安装在沉井的合适位置。根据沉井土层的分布情况,共布置10层光纤光栅传感元,每层包括8个光纤光栅应变计和1个光纤光栅温度补偿器。布置安装的光纤光栅传感系统通过对每层8个应变点的监测,可以准确测量同一水平结构层的应力变化分布。实验结果表明,光纤光栅传感网络可以在全程载荷实验过程中,监测桥墩的应力变化,为桥梁的安全运营提供了可靠的依据。     

陡坡双桩柱式桥墩沉降分析

针对山区陡坡桥墩的复杂受力特点,根据某陡坡双桩柱式桥墩的工程实际情况,利用ADINA有限元分析程序的模拟结果,分析了墩顶竖向荷载、坡顶荷载、桩径、桩柱混凝土强度等级、桩周(岩)土的弹性模量、桩间距等对双桩柱桥墩沉降的影响。结果表明:在竖向荷载作用下,前桩墩顶的沉降比后桩墩顶的大,且随着荷载的增加其差值也越来越大;但是在坡顶荷载作用下,前、后墩顶的沉降变化规律则相反;不论是在墩顶竖向荷载作用下,还是在坡顶荷载单独作用下,前桩柱墩顶的沉降增量总比后桩柱墩顶的要大。在一定的墩顶竖向荷载作用下,随着墩周(岩)土的弹性模量、桩径、桩柱混凝土强度等级的增加,双桩柱墩顶的沉降量都减少,且其减幅基本相同。     

光纤光栅传感技术在桥梁施工监控中的应用

为了满足桥梁顶推法施工监控的复杂要求,分析了光纤光栅传感器的结构和原理;研究了应变和温度交叉敏感以及波长解调等光纤Bragg光栅(FBG)传感技术应用中的关键问题.根据对桥墩受力变形的分析,结合实例设计了传感器参数.将虚拟仪器与FBG传感器相结合,可以利用虚拟仪器技术在信号采集、分析、存储和传输等方面的优势,实现光纤光栅解调与施工监控于一体,保证了施工安全和桥梁质量.     

Retrofit of RC hollow piers with CFRP sheets

Hollow bridge piers, particularly those built before the seventies, often have insufficient shear capacity due to inadequate transverse reinforcement details. Therefore, special attention must be given to this very important aspect when reinforced concrete (RC) piers with hollow sections are analysed and retrofitted. This paper covers the experimental analysis of retrofit solutions using CFRP sheets along the piers’ entire height to prevent shear failure. Experimental cyclic tests were carried out to evaluate the shear retrofit strategy efficiency on a set of RC piers with square hollow sections. This work also covers the study of design procedures for CFRP shear retrofitting and the evaluation of the associated ductility capacity improvement. The various transverse reinforcement detailing scenarios were assessed to determine their shear-failure prevention efficiency. The corresponding cyclic response behavior was also evaluated. The most relevant experimental information is presented in the paper, such as the evolution of the outer damage pattern. Finally, shear retrofit solutions, with a 40% increase over the maximum flexural force, show that this strategy is adequate to allow satisfactory ductility behavior.     

跨既有营业线钢盖梁门式墩施工安全技术

以沪昆客运专线赵家里特大桥8号门式桥墩跨既有沪昆铁路上行线施工为实例,结合相关安全技术规范和现场施工安全技术措施等,从前期现场调查开始,到完成桩基、承台、墩身及钢盖梁吊装施工整个过程,全面分析跨既有电气化铁路线钢盖梁门式墩施工安全技术,通过做好事前分析、过程控制、严格落实施工安全技术措施,确保了施工过程安全受控.     

Hybrid intelligent inference model for enhancing prediction accuracy of scour depth around bridge piers

Bridge-pier scouring is a main cause of bridge failures. Thus, accurately predicting the scour depth around bridge piers is critical, both to specify adequate depths for new bridge foundations and to assess/monitor the safety of existing bridges. This study proposes a novel artificial intelligence (AI) model, the intelligent fuzzy radial basis function neural network inference model (IFRIM), to estimate future scour depth around bridge piers. IFRIM is a hybrid of the radial basis function neural network (RBFNN), fuzzy logic (FL), and the artificial bee Cclony (ABC) algorithm. In the IFRIM, FL is used to handle the uncertainties in input information, RBFNN is used to handle the fuzzy input–output mapping relationships, and the ABC search engine employs optimisation to identify the most suitable tuning parameters for RBFNN and FL based on minimal error estimation. A 10-fold cross-validation method finds that the IFRIM model achieves at least 21% and 14.5% reductions in root mean square error and mean absolute error values, respectively, compared with other AI techniques. Study results support the IFRIM as a promising new tool for civil engineers to predict future scour depth around bridge piers.     

武汉市八一路延长线光谷大桥主桥设计

光谷大桥主桥跨越武汉市东湖风景区庙湖水域,是武汉市八一路延长线控制工程。主桥主梁采用了等高度连续钢箱梁方案,跨度布置为(5×60)m,桥墩采用钢制异形框架结构,承台采用整体式圆端型承台,基础采用群桩基础。介绍光谷大桥主桥的设计思路、构造特点、铺装、防腐涂装要求以及架设方法。此类型的连续钢箱梁桥以及钢桥墩具有可工厂化制作、吊装重量轻、施工时间短、对交通影响小等优越性,适应于工期要求紧、景观效果要求特殊的市政桥梁。设计方法对类似桥梁的设计有一定的借鉴意义。     

高温期滑模快速施工条件下的重力坝表孔长闸墩温控防裂

针对滑模快速施工条件下混凝土闸墩温控防裂问题,以官地水电站表孔闸墩为例,采用仿真计算方法预测并优化了该闸墩施工期温度和应力发展过程。结果表明,在混凝土所处环境温度较高、混凝土结构体积较大、约束大时,二级配混凝土、门槽、溢流面顶部附近的闸墩混凝土、间歇面四个区域易开裂,需加强水管冷却和表面保温措施。