列车与刚梁柔拱组合系桥系统的地震响应分析

主要讨论地震荷载作用时车桥系统的动力响应特征及对行车稳定性的影响。建立了地震作用下综合考虑输入地震波、轨道不平顺和车辆蛇行运动的车桥体系振动的动力分析模型，推导了体系动力平衡方程组。通过对系统输入各种典型的地震波，在计算机上模拟了列车过桥的全过程动力响应。计算了桥梁的线性和非线性响应，研究了列车荷载及桥梁下部结构刚度对地震响应的影响，以一座刚梁柔拱组合系桥为例，研究地震发生时桥上列车的运行稳定性和这种桥梁的位移、速度和加速度等动力响应特性。

铁路斜拉桥的地震响应特性研究

通过对典型铁路斜拉桥在地震作用下的响应分析，研究了斜拉桥这种适用跨度大、空间受力性能优越的桥型的抗震性能。结果表明，影响斜拉桥在地震作用下的响应特性及桥上运行列车稳定性和安全性的因素主要是桥、车的动力特性及输入地震激励的物理特性。通过对不同结构参数、列车速度和地震作用条件下桥车响应的对比分析，得出了行车速度、桥梁横向刚度（宽跨比）、桥梁下部结构刚度以及不同输入地震激励对桥梁地震响应的影响规律与特点。

具有单排桩基梁式桥墩的实用延性抗震验算方法研究

本文在对典型桥墩进行详尽弹塑性地震反应数值分析的基础上,根据桥墩延性地震响应的主要特性和影响因素,提出了两质点延性抗震简化分析模型和相应的简化分析方法,并首次导出了决定单排桩基桥墩屈服截面位置的近似计算公式。本法与现有的其他桥墩延性地震响应简化分析方法相比,具有对各主要影响因素考虑全面,模型反映实际结构真实,分析精度高和对桥墩抗震安全性判别准确的特点。该法为实际桥梁抗震设计提供了一种简便实用的手段。

盆式支座对桥梁动力特性的影响

本文主要研究采用盆式橡胶支座的铁路桥梁，在支座刚度，滞回模式等参数改变时，列车荷载作用下的动力响应特性和变化规律，以便为实际桥梁支座的设计提供必要的理论依据和参数优化方案，文中，主要就盆式支座及桥梁结构参数变化时的桥梁动力响应特性和它们之间的相互影响，制约关系进行了系统的分析。

复合支护结构自振特性的不确定性分析

本文主要研究复合支护结构自振特性的计算方法及其变异性问题。对结构自振频率采用修正系数的方法进行分析，即先计算等厚度整体衬砌结构的自报频率，然后按照两次衬砌厚度比、衬砌之间和周围土体的约束刚度两个修正系数进行修正得到复合支护结构的自振频率。并对所得到频率的不确定性用中心点一次二阶矩法进行了分析，由各影响因素及计算方法本身的确定性得到了自振频率的变异系数。

200MPa级活性粉末混凝土试验研究

根据加拿大舍布鲁克人行桥采用的活性粉末混凝土配制,研制了适合我国原材料的200MPa级活性粉末混凝土,抗压强度为168.6MPa,抗折强度为21.6MPa。该活性粉末混凝土具有优越的力学性能和耐久性能。由该材料制备的桥梁人行道构件已通过铁道部专家鉴定,拟用于青藏铁路桥梁的实际工程中。

混凝土中钢筋锈蚀的研究

钢筋腐蚀对混凝土耐久性和安全性有很大影响。笔者阐述了研究钢筋锈蚀的原因、目的和意义;研究了钢筋在未开裂和裂缝状态下的锈蚀机理,钢筋的腐蚀过程实质上是一个电化学反应过程;影响钢筋锈蚀的主要因素有混凝土的密实度、混凝土碳化、环境湿度、氯离子侵入等;对钢筋腐蚀过程中的4个阶段进行了研究;从锈后钢筋截面面积损失率对结构受力的影响进行讨论;从正常使用寿命和承载能力使用寿命两方面对在役混凝土结构剩余寿命进行预测;并提出了钢筋锈蚀应采取的预防措施,以提高结构的耐久性和安全性,减少耐久性破坏造成的损失。研究的成果在工程上具有一定的理论意义和实用价值。

反复荷载作用下活性粉末混凝土空心桥墩力学性能的试验研究

通过5个大比例尺活性粉末混凝土空心矩形桥墩试件在低周反复荷载作用下的受力性能试验,对试件的破坏形态、滞回特性、延性性能和耗能能力进行研究,分析纵向配筋率、配箍率等因素对试件受力性能的影响。结果表明,配置了横向箍筋的空心矩形桥墩试件的延性性能和耗能能力得到明显提高,具有良好的抗震性能。利用基于平截面假定的条带法编制了数值分析程序,分析试件弯矩与转角的关系,理论计算结果与试验结果吻合较好。

活性粉末混凝土冲击压缩性能实验研究

通过对活性粉末混凝土材料进行Hopkinson压杆冲击压缩实验,得到不同钢纤维含量的活性粉末混凝土在不同应变率下的应力-应变全曲线,并给出了不同应变率下材料的动态压缩强度和动态增长因子,实验结果表明,活性粉末混凝土具有应变率敏感性,钢纤维的掺入部分提高了材料的冲击压缩性能。

铅芯橡胶支座参数对隔震桥梁动力响应的影响

为了使隔震支座充分发挥减震作用并使隔震设计有据可依，系统地讨论了铅芯橡胶支座的参数对桥梁结构减震性能的影响．根据减隔震技术和延性抗震设计的基本原理，考虑了铅芯橡胶支座和桥梁结构的非线性特性及其相互影响，采用非线性水平弹簧单元和转动弹簧单元模拟减隔震支座和桥墩延性塑性铰，通过理论分析和有限元数值模拟，对采用钢支座、板式橡胶支座和铅芯橡胶支座的普通铁路简支梁桥结构的地震响应特性和减隔震性能进行了比较． ’

用小波神经网络检测结构损伤

用小波和神经网络ART2相结合的方法检测结构的损伤位置。给出了小波变换和人工神经网络的基本理论及其用于损伤检测的原理与特点。通过把小波变换作为神经网络的前处理来构造小波神经网络。首先通过数值试验检验了小波消噪和小波神经网络损伤检测的能力。然后在一个框架结构模型上进行了试验。实验证明这种方法使网络抗噪声能力增强,使损伤识别的效果更好。ART2网络具有自动从环境中学习的能力,能自动的给出新的识别输出。

200MPa级活性粉末混凝土抗弯性能试验研究

对几种常用钢纤维含量的200 MPa级活性粉末混凝土(RPC200)的抗弯性能进行了试验研究.根据试验得到的荷载_挠度全曲线,分析了钢纤维在RPC200梁中的抗弯工作机理,给出钢纤维含量对抗折强度的影响规律.采用国内钢纤维混凝土实验方法,计算出弯曲韧性指数和承载能力变化系数,以此衡量RPC200的抗弯韧性,给出了钢纤维含量对RPC200韧性指数和承载力变化系数的影响规律.按照我国现行的CECS13:89钢纤维混凝土实验方法,计算了RPC200的抗折弹性模量.结果表明,钢纤维含量对RPC200弯曲性能的影响较大,在配置RPC200时,可以根据工程需要,选用不同含量钢纤维以满足功能要求.

低配筋铁路桥墩抗震性能的试验研究

通过对低配筋大比例尺铁路桥墩模型的伪静力试验,对试件的破坏形式进行分析,研究了低配筋铁路桥墩的延性抗震性能,分析其位移延性比、转角 位移曲线的包线与剪跨比、配筋率、配箍率之间的关系,得出了桥墩抗震设计的基本参数。

铅芯橡胶支座隔震连续梁桥的地震能量反应分析

基于能量平衡原理,建立连续梁桥能量反应方程。采用有限元分析软件SAP2000,对4条典型地震波双向激励下的非隔震与铅芯橡胶支座隔震连续梁桥的地震能量反应进行分析。结果表明:铅芯橡胶支座隔震连续梁桥的绝大部分地震输入能(80%左右)被铅芯橡胶支座的滞回耗能所消耗,铅芯橡胶支座起到了减少结构非弹性变形、保护主体结构的作用;铅芯橡胶支座的构造对其隔震的连续桥梁的地震能量反应影响较大,较大的铅芯直径和刚度比会导致铅芯橡胶支座的减隔震能力下降;不同特性的地震动激励对桥梁的地震能量反应有显著影响,在强震持时较长、卓越周期与隔震结构自振周期接近时,桥梁的地震能量反应较大;铅芯橡胶支座不宜应用于软土场地的桥梁隔震。

轨道约束对铁路桥梁纵向地震反应特性的影响

采用非线性弹簧单元模拟道床的纵向位移阻力关系,建立了地震作用下桥梁与轨道共同作用的线桥一体化模型,分析轨道约束对铁路桥梁纵向抗震性能的影响。研究表明,在地震中当桥墩刚度相近时,轨道约束对桥墩是有利的;当桥墩刚度相差较大时,轨道约束对刚度较大桥墩有时是不利的。文章还分析了道床阻力、桥梁跨数等因素对桥梁抗震的影响。

活性粉末混凝土的疲劳性能试验研究

通过等幅单向压缩荷载作用下的活性粉末混凝土疲劳试验,研究活性粉末混凝土的疲劳特性。研究表明:循环荷载作用下,活性粉末混凝土的疲劳破坏表现为形成单一临界疲劳主裂纹的破坏形态;活性粉末混凝土的宏观疲劳损伤过程按宏观疲劳裂纹演变模式分为裂纹潜伏、裂纹稳定扩展和失稳破坏3个阶段,且各阶段分别占疲劳总寿命的15%,75%和10%,相应的纵向变形发展也呈此3阶段规律;活性粉末混凝土的疲劳寿命服从两参数Weibull分布,疲劳极限强度可取为其静极限轴心抗压强度的57%;活性粉末混凝土疲劳变形模量的衰减可分为平稳缓慢衰减和急剧不稳定衰减2个阶段,其比例分别为90%和10%;疲劳变形模量的极限值可以取作初始变形模量的0.5倍。

LRB隔震桥梁减震效果分析

分别利用非线性水平和转动弹簧单元来模拟减隔震支座和桥墩延性塑性铰的非线性性能,首次把支座和桥梁结构纳入至一个系统中,并考虑其相互影响和相互作用。利用大型通用结构分析软件(ANSYS),对采用铅芯橡胶支座(LRB)隔震的桥梁输入了多条实际地震波进行时程分析,系统地讨论了隔震桥梁的减震性能,得出了一些有意义的结论。

钢-活性粉末混凝土组合梁的极限承载力

对于连续体系的钢-普通混凝土组合梁,处于负弯矩区的混凝土桥面板由于抗拉强度低,极易受拉开裂,导致组合梁的强度与耐久性下降.针对这一问题,提出了采用超高强度、高耐久性、高韧性且体积稳定性良好的活性粉末混凝土(RPC)材料代替普通组合梁中的混凝土桥面板,并根据RPC材料的本构关系及抗拉强度高的特点,确定以临界开裂状态作为这种新型钢,RPC组合梁的正截面破坏模式,推导了极限承载力计算公式,并对组合截面中RPC板与钢梁的高度比、宽度比、RPC板中的配筋率进行了参数影响分析.结果表明:钢-RPC组合梁与同条件的普通组合梁相比,在保证负弯矩区桥面板不开裂的情况下,极限承载力仍有所提高,并且结构的抗裂性、刚度和耐久性都可得到极大改善.

低配筋大比例尺圆端型桥墩抗震性能的试验研究

本文通过对低配筋大比例尺圆端形桥墩的拟静力试验,研究了其非线性滞回特性,计算了延性比、耗能特性及最大抗力,分析了它们与剪跨比和配箍率之间的关系,得出了低配筋桥墩抗震设计的基本参数。

活性粉末混凝土(RPC)箱梁剪力滞效应有限元分析

笔者对为青藏线设计的 32m铁路预应力活性粉末混凝土单箱单室箱梁进行了有限元分析 ,对其剪力滞分布规律进行了研究 ,并且分析了不同工况对梁剪力滞效应的影响。分析结果表明预应力活性粉末混凝土箱梁具有一定的剪力滞效应 ,剪力滞系数在 1.0～ 1.1之间。笔者得到的结果可以为今后活性粉末混凝土梁的设计提供参考 ,这对于加速箱梁剪力滞理论的深入研究 ,为大跨、新型桥梁结构的性能评价提供正确的分析有一定的参考价值。