G59官新高速雪峰湖大桥桥型设计和建设方案比选

G59呼北高速官新段雪峰湖大桥位于资水柘溪水库中下游,桥位地形和地质复杂,河槽呈U形,水面宽550 m,水深72 m,属典型的山岭库区建设条件。结合地形、地质、水文等建设条件,对桥型和主梁设计、建造方案进行了比选研究。通过综合分析:桥型推荐双塔斜拉桥和钢-混组合梁方案;主梁建设推荐构件散拼吊装方案,可节约措施费1 936万元。

预制钢板组合梁静载力学试验研究

为了解预制钢板组合梁结构的基本受力性能,以长益高速扩容工程30 m跨的预制钢板组合梁为工程背景,开展多级静载力学试验,通过实测数据和理论计算值的对比分析,评价结构在标准设计荷载作用的承载能力。结果表明:在设计荷载作用下的跨中挠度实测值为16.15 mm,应变实测值为190×10^(-6),实测值均小于理论值,结构实际工作状况比理论状况要好;π形组合梁的各测点挠度和应变的校验系数均小于2.0,相对残余变形均小于0.2,在设计荷载作用下结构处于弹性工作状态,结构具有良好的强度与刚度,满足设计要求,可作为桥梁上部主体结构使用。结论可为同类型桥梁的推广使用提供参考。

交通科技项目“揭榜挂帅”制实践现状及完善路径

“揭榜挂帅”制是我国现有科技体制改革的重要部分,其在交通运输行业科技创新实践中处于探索阶段,对实践情况进行总结并提出完善路径具有重要实践价值。通过分析交通科技项目特点,以及交通科技项目“揭榜挂帅”制实践情况,研究交通科技项目“揭榜挂帅”制组织实施特征及存在的问题。研究发现,交通科技项目“揭榜挂帅”制项目主要分为政府主导、政府引导、企业组织三大类;存在经验不足、行业引导待强化、企业活力需激发、部分制度含糊缺失、实施细节不够明确等主要实践困境。对此,建议多维度拓展立项渠道,厘清思路加强行业引导,多方面破除惯性提升企业活力,完善资金、容错、奖惩制度并细化操作规程,以保障制度优势发挥。

不等高支承对双塔单跨悬索桥主缆的影响分析

为了分析主缆不等高支承对其受力和线形的影响,针对主缆不等高支承这一特殊形式的双塔悬索桥,建立有限元计算模型,对主缆的受力和线形进行分析.选择相应的几个主缆关键参数,提取各参数的变化数据,结合相应解析计算公式和辅助细部修正,对数据进行分析和曲线拟合,得到不等高支承对主缆的影响程度和趋势.结果表明,不等高支承对主缆的受力和线形会有较大的影响,会导致主缆的内力和主塔的竖向支反力增大,总体线形偏移,且高塔侧主缆尤为产生较大的影响.

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要前置数据。

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。

自锚式悬索桥正装分析空缆线形计算

自锚式悬索桥空缆线形是保证桥梁成桥状态的关键因素,以上海市浦东新区运河大桥为工程背景,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,对空缆线形以及施工过程进行精确分析,解决自锚式悬索桥施工控制残余误差的问题。最后通过对浦东运河大桥的分析,验证了应用此方法进行正装分析的精度以及效率。

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。

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。

空间索形自锚式悬索桥初始平衡状态分析

通过缆索系统与塔梁系统的整体分析,对空间索形自锚式悬索桥的初始平衡状态展开研究.主要研究空间缆索系统的吊索——主缆耦合特性,以及自锚式的自平衡特性.先建立空间缆索竖平面为抛物线、水平面为节段线的简化模型,结合最小势能原理推导了解析简化公式.后采用Steffens-Newton法求解耦合的缆索真实模型,结合有限元给出全桥平衡态的数值迭代方法,并编制了程序SASB-IESA.两种算法分别求解算例,对比了二者精度,指出其各自适用性.

空间索形悬索桥吊装施工过程分析方法

以主缆与吊索的下料长度、索夹安装位置为联系,构建吊索下端力矩阵,并建立各个施工阶段临时体系相互独立的平衡方程.分别采用考虑重力的多段二力杆、分段三维悬链线来分析空间索的双向垂度特征,并提出了2种主梁吊装过程的解析解.利用数值迭代法,实现不依赖于前行施工阶段,独立求解任一工况的物理状态.算例分析表明,该方法对施工状态的实时变动能迅速作出响应,适合施工过程的实时监控与技术决策分析.

悬索桥型钢锚固体系锚杆隔离防腐蚀设计

概述了锚杆腐蚀环境及腐蚀行为,提出了改善耐久性的必要性;综述了隔离防腐蚀方案的应用进展及发展趋势.经多个方案力学试验,提出3mm硫化型橡胶密封剂+4mmPEF发泡材料+塑料薄膜+脱模剂作为锚杆的隔离防腐措施,可大幅度提高锚杆耐久性,并提出了锚杆出口处和锚杆接头处的隔离防腐措施.

常规跨径钢板组合梁桥中欧规范汽车荷载效应对比研究

钢板组合梁可充分发挥钢材和混凝土的材料优势,为给我国桥梁设计人员设计海外钢板组合梁桥提供建议,对《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)及欧洲桥规(Eurocode—Basic of Structural Design、Eurocode 1:Actions on Structures—Part 2:Traffic Loads on Bridges)中常规跨径钢板组合梁汽车荷载效应进行对比。分析了中欧桥梁设计规范中汽车荷载模式、横向多车道折减效应、冲击系数、荷载组合等规定的异同,采用2种规范计算常规跨径钢板组合梁在汽车荷载及基本组合、频遇组合作用下的主梁弯矩。结果表明:欧洲桥规规定4种汽车荷载模式,已考虑冲击系数和横向车道折减,中国桥规规定了车道荷载和车辆荷载2种汽车荷载,计算汽车荷载效应后期需考虑冲击系数和横向车道折减;2种规范极限状态和设计状况规定一致,区别在于作用分项系数和可变作用组合系数取值;多片主梁钢板组合梁的边梁弯矩最大,单独考虑汽车荷载时,欧洲桥规计算的主梁最大弯矩比中国桥规大35%~36%;在考虑荷载组合时,欧洲桥规主梁最大弯矩计算结果在基本组合作用下比中国桥规大21%~22%,在频遇组合作用下比中国桥规大6%~9%。

单箱多室组合折腹箱梁偏载系数研究

组合折腹箱梁是一种新型的钢-混组合结构,具有良好的技术经济效益和社会效益,正广泛应用于国内桥梁工程中。采用有限元法参数分析了单箱多室组合折腹箱梁偏心荷载作用下的结构性能,结果表明:组合折腹箱梁偏心荷载产生的空间效应较普通混凝土箱梁更为显著;偏载系数随宽跨比的增加而增加,随跨高比的增加而减小;设置一道中横隔板能有效降低偏载效应;应在跨中设置内隔板,以减少偏心荷载效应。

复配新型防渗材料对混凝土性能影响试验研究

为了有效解决工程结构的渗漏问题,提高混凝土结构的耐久性和安全性,通过对采用复配新型无机纳米型防水剂(IP防水剂)和水性渗透型防水剂(WPI防水剂)的混凝土进行强度、抗碳化、抗盐冻、抗水渗透、早期抗裂和抗氯离子渗透试验研究,并对外涂WPI防水剂进行了实际吸水率模拟试验。试验结果表明:复配新型防水剂对混凝土抗压强度和抗折强度影响不大;混凝土碳化深度、盐冻单位面积剥落量、渗水高度、早期裂缝、氯离子迁移系数和电通量分别降低33%、42%、98%、78%、43%和30%;外涂WPI防水剂混凝土的吸水率降低62.9%,这表明复配新型防水剂能够共同作用而不排斥,解决了单个防水剂使用降低混凝土力学性能的问题,有效地提高了混凝土抗渗性和防腐蚀性。

既有多跨上承式肋形连拱桥抗船撞性能分析

大量早期建设的桥梁亟待进行抗船撞性能评估。以某既有多跨上承式肋形连拱桥为背景,提出了一套完整的抗船撞性能评估流程。着重总结了现有船舶撞击力确定的方法,采用各类方法计算了该桥船舶撞击力,并进行了对比分析,推荐采用非线性有限元法。建立了全桥有限元模型,对船舶撞击工况下桥墩及拱肋抗弯、抗剪能力进行评估,结果表明:(1)较大截面尺寸的实体式桥墩具有优越的抗撞性能,但横流向船舶撞击对桥梁结构安全的影响应获得更大的关注;(2)拱肋为肋形拱桥的薄弱构件,对于既有肋形拱桥,应采取有效措施,避免船撞拱肋事故发生。

车撞作用下桥墩非线性损伤及加固措施研究

随着跨线桥梁及机动车辆的增加,因车撞而桥毁的事故越来越多。然而,相比桥梁抗震等方面的研究,桥梁车撞研究则开展较少,甚至至今仍然没有全面的规范可依。为此,该文采用非线性接触-碰撞有限元技术,较为真实地模拟车辆碰撞桥墩的过程,研究车撞下桥墩非线性损伤及加固措施。研究结果表明:外包钢管能够有效地提高墩柱的抗撞性能,显著降低车撞下墩柱的损伤。

钢-UHPC组合梁自锚式悬索桥力学性能与经济性分析

为了解钢-UHPC组合梁自锚式悬索桥的受力性能及经济性,以益阳青龙洲特大桥为背景,建立全桥空间有限元杆系结构模型及组合梁局部有限元模型,研究钢-UHPC组合梁的抗弯承载能力、UHPC桥面板的抗裂能力,并与常规钢-混组合梁经济性进行对比。结果表明:在最不利组合下,组合梁箱形钢主梁、钢横梁的最大拉应力分别为206.3MPa、212.9MPa,小于钢材抗拉强度设计值;正截面承载能力状态UHPC桥面板上、下缘最大压应力分别为33.76MPa、24.4 MPa,安全系数达1.85,结构受力安全;频遇组合下UHPC纵肋下缘最大拉应力为16.73MPa,为初裂应力的89%,抗裂性能良好。桥面板采用UHPC结构时,比采用普通混凝土结构增加了163%的建造费用,但综合结构变化后的其他主要分部工程,总体建造成本仅增加2.0%,考虑到UHPC结构优异的力学性能及耐久性,钢-UHPC组合梁方案经济上较为合理。

悬索桥主缆型钢锚固件尺寸参数影响分析

为研究大跨度悬索桥型钢锚固体系承载力影响参数、破坏机理、设计理论,文中以杭瑞高速洞庭湖大桥锚固体系为研究对象,通过ABAQUS有限元模拟,研究型钢锚固体系中前锚杆及后锚梁的尺寸参数对锚固能力的影响,分析锚体尺寸对于承载力的影响机理,结果表明,锚体水平尺寸对于结构承载力的影响较大;竖向尺寸对于结构承载力的影响较小,但对破坏面发展形态较为关键;锚固体系极限承载能力主要由破坏面的发展面积控制。

大跨径斜拉桥索塔钢锚梁及牛腿板件受力分析

斜拉桥是以斜拉索为主要受力构件的桥梁,拉索中的索力通过锚固构件传递至索塔中,钢锚梁作为锚固构件的一种,其局部受力十分复杂。为研究总结其受力特点,以G59呼北高速官新段马路口资水特大桥为研究对象,建立了钢锚梁及塔上牛腿的空间有限元模型,计算分析了各个位置钢锚梁及其钢牛腿的受力情况,得出了构件受力规律与重点关注位置,为大桥的设计建设、运营管养提供了依据。