自密实混凝土性能劣化对CRTS Ⅲ型板式轨道荷载效应的影响

充填层是CRTS Ⅲ型板式轨道的核心部件,由于板式轨道是典型的“三明治”结构,充填层易受环境的影响而出现性能劣化,从而对轨道结构不利。为探究充填层自密实混凝土性能劣化对板式轨道荷载效应的影响,采用ABAQUS软件并结合已有的充填层混凝土损伤研究结果,建立充填层整体损伤工况和更接近实际使用情况的充填层梯度损伤工况的轨道结构有限元模型,计算轨道结构在不同工况的列车荷载和温度荷载下,轨道板、充填层和底座板的应力与位移变化情况,分析充填层疲劳损伤对轨道结构整体性能的影响。结果表明,充填层混凝土的整体损伤将导致充填层刚度显著下降,在列车和温度荷载下,轨道板和充填层组成的复合板易出现各方向的位移,使轨道结构出现局部磨耗增加和轨道不平顺等现象;充填层受荷时各向应力均大幅减小,轨道板的总体应力上升且易出现应力集中,底座板应力相较于其上部结构受充填层性能变化的影响较小。充填层出现四周梯度损伤时,不同荷载作用下,从损伤区至未损伤区应力和位移表现为连续变化,未出现明显的应力集中和应力突变;不同荷载作用下,轨道结构出现损伤的区域应力明显下降,但未发生损伤的板中部区域应力上升,加速了板中部区域的动载疲劳效应,间接增加了轨道结构的疲劳损伤。

分段施工钢箱梁桥最不利荷载效应作用下剪力滞效应分析

由于受箱梁剪力滞效应的影响,施工过程中采用初等梁理论计算得到的钢箱梁桥顶、底板的正应力不准确。文章应用Midas-Civil杆系有限元模型,计算得到钢箱梁桥纵向弯矩包络图,确定纵向最大正、负弯矩数值最大截面位置,以及最大正、负弯矩截面的弯矩影响线;进一步,应用Abaqus壳单元有限元模型,对最大正、负截面施加最不利车道荷载以及自重,并考虑车道荷载横向偏载,计算得到最不利加载截面的剪力滞系数。结果表明:在钢箱梁桥结构中,载横向偏心布置的条件下,纵向负弯矩最大截面顶板的剪力滞系数最大,最大值为1.812;在最大纵向正弯矩截面位置,在车道荷载横向偏心布置的条件下,钢箱梁底板的剪力滞系数最大,最大值为3.403。

框架梁不同截面位置荷载效应组合的取值研究

建筑结构设计中,框架梁一般有左端、跨中、右端3个控制截面,每个控制截面上对应抗震情况下的荷载效应组合和非抗震情况下的荷载效应组合两种工况,荷载效应组合选取的正确与否直接关系着建筑结构的使用安全。对现行的《建筑结构可靠性设计统一标准》《建筑抗震设计规范》及《建筑与市政工程抗震通用规范》相关内容进行分析,得出框架梁不同截面位置起控制作用的荷载效应组合。

高层建筑结构风荷载效应分析及优化设计策略研究

本论文研究目的是通过对风荷载下高层建筑结构响应特性进行分析,探索优化设计策略,从而提高其抗风性能及经济效益。通过数值模拟与实验验证,系统地研究了高层建筑结构的风荷载效应。研究表明,风荷载显着影响高层建筑结构位移、振动及舒适度,并通过优化设计结构刚度、阻尼及形状布局,以及采用智能监测与风洞试验相结合的方法,可以有效地降低结构响应并提高结构安全性。通过实证分析,进一步证明优化设计措施是行之有效的。

高层建筑结构设计中的风荷载效应与控制策略

为深入探究高层建筑结构设计风荷载效应及控制策略,以风荷载作用下高层建筑结构稳定性,疲劳寿命以及振动舒适度为研究对象,提出结构形态优化,动力特性调整,材料创新和智能化控制的控制策略。采用理论分析,数值模拟与实验验证相结合的手段,对风荷载效应理论基础及在高层建筑中的响应机理进行研究,并对已有理论模型进行适用性与局限性分析。研究成果为高层建筑安全设计提供理论依据与实用指导,对于增强高层建筑抗风性能有着重要的指导意义。

试论荷载效应系数的正确求解

本文对如何准确理解荷载效应及荷载效应系数作了阐述，并举例说明了荷载效应系数的正确求解。对正确应用现行荷载规范作了些探讨工作。

荷载效应最不利组合的简化判别

以实例证明新荷载规范增加由永久荷载效应控制组合的必要性,并推导出简化判别最不利荷载效应组合的方法。该方法可靠、简单,便于应用。

考虑施工扰动和荷载效应的复合地基固结解

在等应变条件下,考虑了土体水平渗透系数受到桩体施工的扰动而沿着径向逐渐变化和地基中的附加应力沿深度线性分布的特点,采用由平衡条件和等应变假设得到的新的初始条件,给出了土体和桩体的超静孔压解,并分别给出复合地基按应力和按变形定义的总平均固结度。最后分析了附加应力分布形式、扰动区大小及扰动区土体渗透系数的变化对地基固结性状的影响,并将本文结果和已有的结果做了比较。结果表明:按应力和按变形定义的地基的总平均固结度相等;地基的固结随着地基顶面和底面处的附加应力之比的增大而加快,当附加应力呈倒三角分布时固结最快,正三角最慢;扰动区越大或者扰动区土体渗透系数沿径向减小的越快,固结越慢。

用于疲劳可靠性分析的公路桥梁荷载效应研究

根据超载车辆分布较多的府店路荷载调查资料,开展了一般运行状态和密集运行状态下的疲劳荷载谱模拟计算研究。通过公路桥梁荷载效应分析,得到了一般运行状态和密集运行状态下的应力时程曲线,利用雨流计数法建立公路桥梁应力幅谱Δσ-ni。根据线性累积损伤原则,推导出公路桥梁疲劳可靠性分析的等效应力幅Δσe的计算公式,定义了便于实际应用的荷载效应比。模拟计算表明,在车辆数和车辆种类相同的情况下,密集运行状态下产生的荷载效应绝对值大,但由于密集运行的车辆产生持续集中的高应力,桥梁构件关键截面的应力差值较一般运行状态小,因此其等效应力幅偏小。

钢桥疲劳荷载效应监测数据概率建模与疲劳可靠性分析方法

疲劳荷载效应的概率模型是钢桥疲劳极限状态方程的关键内容。针对钢桥疲劳荷载效应监测数据的多峰分布特征,提出基于高斯混合模型的监测数据概率建模方法。首先,构造疲劳荷载效应观测数据的完整似然函数,在此基础上采用Expectation Maximum算法对高斯混合模型的权重、均值及方差等参数进行迭代估计。同时,采用信息统计学中的AIC和BIC准则来确定高斯混合模型的最优高斯分量数,以此来兼顾概率模型的准确性和简洁性。研究发现,高斯混合模型可以较好地描述日等效应力范围和循环次数的多峰分布特征。最后,采用荷载效应的高斯混合模型建立钢桥疲劳极限状态方程,在此基础上分析润扬大桥钢箱梁3个焊缝细节的疲劳可靠度。

考虑轴重相关的随机车流荷载效应

为了给桥梁验算的设计荷载提供参考,基于宜泸高速WIM实测数据,分析随机车流参数尤其是轴重相关性.应用MATLAB平台编制随机车流模拟程序,采用影响线法分析随机车流的荷载效应,探讨考虑轴重相关与不考虑时荷载效应的差别.研究结果表明:轴重具有多峰分布的特点,轴重之间具有较强的相关性,当模拟随机车流时,若不考虑车辆参数的相关性,则会造成较大误差;采用非参数核密度估计-Copula方法,利用t-Copula函数作为连接函数的轴重联合分布函数,可以较准确地描述车辆轴重联合分布;考虑轴重相关情况下的荷载效应代表值比不考虑时高约45%,与实测车流荷载效应代表值更加接近;各车道随机车流对简支梁桥的荷载效应代表值差别不大,但均已超过现行规范公路-I级车道荷载的荷载效应,效应比最大值为1.34.

公路桥梁车辆荷载效应概率模型及可靠度分析

根据近几年我国执行不同治超政策地区测点的车辆荷载实测数据,对不同跨径简支和连续桥梁的车辆荷载效应进行了计算和统计分析,建立了不同治超政策地区车辆荷载效应的概率模型。采用本文建立的车辆荷载效应模型,分析了不同政策下钢筋混凝土桥梁的可靠指标。分析表明,不同治超政策地区的车辆荷载效应的截口分布均服从多峰分布,概率密度函数可用1个对数正态和多个正态概率密度的加权和表示;设计基准期内的最大值分布为单峰分布。按本文建立的车辆荷载效应模型计算的桥梁可靠指标均不满足《公路工程结构可靠度设计统一标准》规定的目标可靠指标。

用响应面方法分析铁路明洞结构荷载效应

在进行结构可靠性分析中,荷载效应的统计特征分析是一个比较复杂的问题,特别是地下结构由于所处环境的复杂性,迄今尚在探索中。本文引进了有限元响应面方法以,在调研收集资料的基础上,得到各基本随机变量的统计特征,然后用响应面方法分析得到了明洞结构荷载效应的数字特征。结果表明:本文引入的有限元响成面方法具有计算简单,粘度较高、速度较快等优点。

混凝土坝运行期裂缝演变的荷载效应分析

对于带缝运行的混凝土坝,裂缝的发展演变直接影响到整个坝体的稳定和安全。运行中的混凝土坝主要承受水压和温度荷载作用,因此以某重力拱坝105m高程处的裂缝为例,采用数值仿真分析方法,用接触模型模拟裂缝;应用接触算法,探讨了裂缝开度随水压、温度及二者不同组合情况的演变规律,认为低温、低水位条件对该重力拱坝裂缝开度的影响最为不利。

Venlo温室的荷载效应特征及其在工程中的应用

Venlo型温室是世界上硬质覆盖材料温室中使用量最大的结构形式,在中国也已经成为玻璃温室和PC板温室的首选结构。该文以Venlo温室钢结构中控制性关键构件边柱和相邻中柱为例,利用温室结构设计专用软件、采用结构有限元分析的方法对边柱和中柱在6种不同荷载组合方式和7种不同跨度下的荷载效应进行了计算,分析其在不同荷载组合和跨度数下的内力变化规律,将结果运用于温室柱网布置、构件材料分布、节点构造等工程设计中,可以有效提高Venlo型温室结构设计的科学性、安全性、降低结构用钢量。

基于系统分析的桩网复合地基荷载效应定量评价模型研究

目前对桩–网复合地基的设计主要存在两点不足,一是计算路堤底桩土荷载分担时需要假设土拱高度,二是对桩间地基土反力的定量评价偏于保守。针对这两个问题,重点分析了路堤荷载作用下土拱效应与加筋薄膜效应,根据堤底桩土相对位移得到计算的土拱高度,推导土拱效应与薄膜效应共同作用下路堤荷载在桩与土之间的分配计算公式;考虑刚性桩桩顶与桩端位置的桩土相对位移以及桩周土对桩侧作用摩阻力存在中性点,根据应力、位移连续性条件,建立桩–网–土联合作用的桩承式加筋路堤的荷载效应计算模型并给出求解方法,通过3个工程实例对该方法进行合理性验证。结果表明,具备一定刚度的桩端下卧层时,采用本模型的计算结果与实测值比较接近,可为工程应用借鉴。

基于平衡更新过程的既有桥梁车辆荷载效应模型

将不同车辆组成的车队等效成均布荷载,假定车辆匀速行驶于桥梁上,采用卷积公式计算不同车辆连续到达间距及总重的概率密度函数,应用平衡更新过程理论推导车队长度概率函数,依据中国现有车辆荷载统计数据,建立了既有公路桥梁车辆荷载效应模型。该模型通过截尾分布限定其中各参数的最大值、最小值来反映不同交通类型,通过影响线传递函数反映不同桥梁结构形式。研究结果表明:车辆间距、车长、车重及车速的分布是决定车辆荷载效应模型的关键;该模型适用于既有公路桥梁时变可靠性和剩余寿命评估。

拱桥吊杆荷载效应光纤光栅监测与安全评定

以四川峨边大渡河下承式钢管混凝土系杆拱桥为背景,针对吊杆健康监测与安全评定问题,详细介绍了该桥吊杆车辆荷载效应光纤光栅监测系统的组成,基于监测结果的车辆荷载效应分析的理论与过程,以及吊杆安全评定准则和该系统试运行状况及其监测结果．试运行结果表明,该系统可以有效地监测车辆荷载效应,依据其监测结果统计得到的车辆荷载效应及安全评定结果更贴近实际．

某八车道高速公路车流特性及荷载效应

以某高速公路扩建前后的实测车辆荷载数据为基础,对不同车道车流的分布及荷载组成进行了统计,归纳车流及荷载的空间分布规律,并据此探讨沥青路面及桥梁结构对车流横向差异的敏感性.结果表明,车辆的车道选择差异显著,70%以上的二轴车倾向于在内侧两个车道行驶,90%以上的多轴车选择在外侧两个车道行驶;内侧车道交通分布密集,但是车辆荷载水平较低,外侧车道车辆荷载水平远在内侧车道之上;车辆荷载下十年内超车道路面仍然满足使用性能要求,而其余各车道路面损坏程度很大,必须进行维护;单向四车道桥梁行车道2上车辆荷载弯矩效应极值远大于其他车道,在不同加载长度下,各车道实测效应极值基本大于规范值,说明目前规范车辆荷载模型已无法满足实际的结构设计评估要求,建议修正.

风浪耦合作用下桥塔-基础体系的极限荷载效应

为了准确地估计风浪耦合作用下桥塔-基础体系的极限荷载效应,基于统计外推法提出多种环境变量联合作用下结构极限荷载效应的统计方法.该方法根据环境变量的联合分布特性和结构的动力特性统计外推出荷载效应极值的分布函数,极限荷载效应则为给定超越概率下的荷载效应极值.利用该方法计算风浪耦合作用下某跨海大桥桥塔-基础体系的基底剪力极限荷载效应,并讨论风浪耦合效应对计算结果的影响.结果表明,该方法能够准确地估计风浪联合随机作用下结构的极限荷载效应,能够为结构设计提供合理依据.