超长多跨预应力连续梁桥合龙方案优化设计

整体性好、行车舒适性高的超长多跨预应力连续梁桥越来越多地被工程采用,但其施工过程中往往面临多次体系转化,合龙方式、时间、顺序等则对施工与成桥阶段结构力学行为具有显著影响。针对超长多跨连续梁桥的合龙方案设计,以某全长864.98 m的超长多跨预应力连续梁桥的施工顺序选择开展研究,通过拟定7种不同方式的合龙顺序,利用有限元仿真分析各个施工阶段荷载与约束的转换,分析不同合龙方案下的成桥应力、挠度、支座位移等关键结构行为,比较评估合龙方案的优劣。研究结果表明,从“两侧向中间”的合龙顺序使得成桥的线型与应力变化较小,是最为合理的合龙方案制定原则。

基于激光点云的预制混凝土箱梁外观尺寸检测方法研究

为精确评估复杂施工环境下具有弯扭变形的预制混凝土箱梁的外观尺寸制作精度,基于三维激光点云提出预制混凝土箱梁的外观尺寸和整体变形全流程检测方法。该方法针对扫描点云的非均匀性,提出了点云混合压缩算法,较好地保护了曲率特征和低密度区点云。通过点云边界识别、点云面域分割提取特征线和特征面;对实际扫描中点云缺失面进行填充;采用切片投影法提取构件局部断面点云以进行尺寸计算。以某单跨高架桥8片预制混凝土箱梁为检测对象,针对7个典型尺寸检测项目,计算分析了其点云计算值和现场测量值的绝对差值,依据《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》(JTG F80/1—2017)评估了箱梁整体尺寸的制作精度,运用统计学方法评估整体变形形态。结果表明:箱梁7个尺寸检测项目共132组对比数据中80.3%的绝对差值保持在10 mm以内,验证了本文点云特征提取及尺寸计算方法具有较高精度;箱梁整体尺寸制作质量基本合格;箱梁上拱线形更接近三次多项式曲线,腹板相对扭转角保持在2°以内,表明箱梁并未产生过大的扭转变形。

基于合成车流的桥梁车辆荷载效应极值预测

车辆荷载是公路桥梁设计与评估过程中的关键问题之一,现有规范的车辆荷载取值适用于一般设计,对于精度要求更高的在役桥梁评估或桥梁关键构件设计,应结合实际车辆荷载特征,建立相应的车辆荷载模型.考虑我国现有大量静态车辆交通流数据的特点,提出了采用合成车流方法模拟交通流并实现荷载效应预测的方法,详细描述了基于合成车流的车辆荷载效应模拟方法,检验了Rice公式方法对于合成车流荷载效应极值预测的适用性,以此建立基于合成车流的车辆荷载效应模拟及其极值预测过程.最后,通过算例校验了合成车流荷载效应以及预测荷载效应极值的准确性,并简要对比了现有规范与本文方法在车辆荷载效应方面的差异.

基于改进区域生长的非均匀点云平面分割研究

采用区域生长法进行点云平面分割,点云的非均匀性会导致初始种子点选取困难,对此提出改进区域生长法,结合一致性检验实现非均匀点云的平面分割。首先基于协方差矩阵特征值进行网格均匀性分析,将网格划分为均点网格和非均点网格;然后在均点网格构成的均点数据集内确定区域生长的初始种子点,确保初始种子点附近的点云均匀连续,并基于法向量和曲率制定生长规则,提取均匀区域的生长性内点;最后通过一致性检验提取非均匀区域点云的非生长性内点,实现面域内点的全面提取。以某混凝土组合箱梁预制模板为试验对象,分析表明,与传统曲率最小准则相比,所提出的方法能在邻域点数量较小时快速选取合适的初始种子点,保证计算效率且具有更强的适用性和稳定性。该算法实现了点云均匀区域和非均匀区域的划分,为均匀性、连续性较差的点云平面分割提供新的方法。

考虑界面滑移的钢-混组合连续梁负弯矩区抗裂性试验

为了解界面滑移效应对钢-混组合连续梁负弯矩区混凝土桥面板抗裂性的提升效果及工作机理,设计并制作采用常规剪力连接件和抗拔不抗剪连接件的钢-混组合梁各1组进行负弯矩区加载试验,分析试验梁预应力施加效率、关键部位纵向应变、梁体刚度及关键截面界面滑移情况。结果表明:采用抗拔不抗剪连接件时,梁体抗裂性更好,界面滑移效应可避免以往负弯矩区预应力通过常规剪力连接件传递到钢梁的情况发生,明显提高预应力效率;同时可使负弯矩区混凝土桥面板承受的拉应力分布更均匀,有效降低中支点截面的拉应力峰值,使后续裂缝宽度增长缓慢;加载前期2组梁体总体刚度没有明显不同,加载后期界面滑移使梁体结构刚度下降,变形增加,但变化幅度较小;抗拔不抗剪连接件对钢-混组合连续梁负弯矩区混凝土桥面板的抗裂性提升效果较好。

中国优秀传统文化融入马克思主义基本原理概论课程教学的思考——以江西中医药大学为例

文章首先分析了中国优秀传统文化融入马克思主义基本原理概论课程教学的必要性和现实意义,然后阐述了中国优秀传统文化与马克思主义基本原理概论课程教学内容的契合点,最后提出了中国优秀传统文化融入马克思主义基本原理概论课程教学的途径,即思政教师要夯实文化基础,完善教学设计;开展实践教学,为传统文化学习创造良好的氛围。

基于混凝土组合箱梁残缺三维激光点云的自动逆向建模方法

针对虚拟预拼装过程中,施工现场条件与构件本身性质对混凝土桥梁构件三维激光扫描及其后续逆向建模质量产生不良影响的问题,以混凝土组合箱梁为背景,提出残缺三维激光点云的自动逆向建模方法。该方法利用实测点云与设计数据最佳匹配的数学优化问题提高自动性,并采用k-d tree和最小生成树(MST)等数据结构以及算法提高计算效率和鲁棒性,建立了以特征点三维坐标集合为最终逆向建模结果的通用方法。采用该方法对单根长约30 m的混凝土组合箱梁进行逆向建模并提取构件尺寸,同时与传统测量方法实测值进行比较,结果显示该方法尺寸检测误差均在1%以内,测量精度可以满足现场实时处理数据和获取结果的需求。

习近平新时代中国特色社会主义思想的传统文化渊源

习近平新时代中国特色社会主义思想是中国共产党的最新理论成果,该理论的形成既是对马克思主义理论的丰富和发展,也是对中国优秀传统文化的继承和超越。习近平新时代中国特色社会主义思想中蕴含着中国传统民本思想、天人合一思想、协和万邦思想、大同思想的基因,推动着中国传统文化的创造性转化和创新性发展。

激光点云用于预制构件尺寸检测的方法研究

针对预制构件尺寸批量检测的技术难题,提出一种基于三维激光点云的检测方法,运用点云关键角点提取与断面剖分思路,首先在点云预处理的基础上通过面域分割获取构件各外露面的完整面域;其次利用切片剖分获取断面点并提取关键角点坐标,再计算构件尺寸及几何线形;最后实现构件逆向三维建模以反映构件实际空间形态。将该方法应用于预应力混凝土预制组合箱梁的尺寸检测中,结果表明该方法所得尺寸点云计算值与人工测量值误差在1%以内,具有较好的测量精度。该方法能实现构件尺寸多断面检测,相较于人工测量方法更完善,可完成预制构件尺寸的批量检测以及后续的逆向三维建模。研究成果对提高桥梁构件的智能化检测水平具有重要的理论意义和实用价值。

基于EMD的混凝土箱梁虚拟预拼装质量评估方法

针对混凝土箱梁桥上部结构虚拟预拼装时,无法系统量化评估虚拟预拼装质量的技术难题,提出一种基于EMD(earth mover’s distance,推土距离,也被称作Wasserstein距离)的混凝土组合箱梁虚拟预拼装质量评估方法。该方法借助统计概率分布的形式描述基于规范衍生的质量评估分项,全面反映各分项在混凝土构件相关区域的质量状态;通过赋予组合权重系数形成对预拼装方案整体的质量评估值,最终形成对不同拼装方案的量化评估。该方法在计算机虚拟平台中可为实现拼装方案的自动优化提供量化参考标准,对信息化和自动化施工具有一定指导意义和实用价值。

超2000 m级悬索桥重力式锚碇抗滑安全度设计方法

超2000 m级悬索桥已超过现行桥梁设计规范的适用范围,传统安全系数法仅从均值或标准值角度反映设计安全度,未能真实反映抗力小于荷载导致失效的概率或风险。基于荷载、抗力以及设计关键参数的数据统计特征与变异性,利用可靠度分析理论,对悬索桥重力式锚碇滑移构建承载能力极限状态设计方程,重点计算基于目标可靠度的抗力项分项系数合理取值,并推导目标可靠度等效的抗滑安全系数表达式。最后以主跨2300 m世界第一跨径悬索桥为背景工程,构建超大跨径悬索桥重力式锚碇抗滑实用设计表达式,并与传统安全系数设计方法进行安全度对比分析。结果表明:利用极限状态(分项系数)设计方法,与现行规范锚碇设计方法相比,可显著降低超大跨径悬索桥重力式锚碇抗滑设计等效安全系数取值,大幅提升其安全设计的科学性与经济性,并为编制超2000 m级悬索桥设计规范提供基础理论与技术支撑。

FRP工程结构多尺度不确定性分析研究进展

纤维复合材料(FRP)结构在桥梁工程中的应用日益增多,但其采用复杂的制造工艺导致FRP材料属性及其构成结构性能存在较大的离散性,同时不确定性参数的多层级、非均质和种类多等特点使得其结构可靠性较难准确量化。为推动FRP结构不确定性分析方法和应用研究的进一步发展,从FRP结构不确定性来源、材料力学性能概率预测方法、结构可靠性分析方法3个方面梳理国内外FRP结构不确定性分析方法的研究进展,并探讨其不足和发展趋势。不确定性来源方面,从复合材料制造缺陷分类出发,详细阐述典型制造缺陷的成因、对FRP力学性能的影响及其引起的不确定性。材料力学性能概率预测方法方面,综述了基于均匀化理论的摄动随机有限元法和谱随机有限元法等概率均匀化方法的适用范围,并介绍了上述方法在细观尺度不确定性对宏观力学属性的影响程度和敏感性分析中的应用。结构可靠性分析方面,分别综述了用于FRP结构静力分析、动力分析和屈曲稳定分析的多尺度不确定性分析方法以及可靠性分析方法的研究。研究结果表明:FRP结构显著的几何多层级和复杂的制造工艺不可避免地产生各种缺陷而造成力学性能下降和离散性,采用试验、细观力学模型和均匀化方法并结合随机有限元等方法以实现细观尺度不确定性向宏观尺度材料性能和结构响应不确定性的跨尺度演化是多尺度不确定性分析的主要手段。试验往往只能对特定组分材料、细观结构的复合材料进行测定,而理论模型基于理想几何结构和边界条件等假设,对于实际中复杂制造缺陷引起的材料力学性能和结构响应不确定性难以全面系统地覆盖。因此,基于适用于复杂细观结构的计算均匀化方法的不确定性分析方法将成为FRP结构多尺度不确定性分析的发展方向。

中医药文化融入大中小学思政课一体化教学的探究

中医药文化是中华优秀传统文化的瑰宝,将中医药文化融入大中小学思政课一体化教学中,是促进思政课内涵式发展的现实需要,是深入挖掘中医药文化价值的时代使命,也是进一步落实立德树人根本任务的内在要求。应该遵循统筹规划、循序渐进、知行合一、因地制宜的原则,从完善制度设计、聚焦课堂教学、加快人才培养、推进实践育人等层面开展探索,以提升大中小学思政课一体化教学育人实效。

随机-区间混合不确定性下FRP桁架桥多尺度可靠性分析

桁架结构是FRP材料在新建桥梁结构中应用的主要形式之一,然而由于缺乏设计规范、分析方法和数据信息等,FRP桥梁结构存在真实安全度模糊的问题。针对FRP桁架桥在细-宏观尺度参数均存在不确定性,且同时存在随机不确定性和由于概率信息缺乏而表达为非概率不确定性的问题,提出一种多尺度混合可靠性分析方法,该方法能够处理在概率和非概率不确定性并存的FRP结构中的可靠性分析问题。首先,综合运用多尺度方法及随机-区间混合可靠性分析方法等建立多尺度混合可靠度分析模型,并给出可靠度计算公式。其次,通过理论算例验证所提出算法的有效性和精确性。然后,方法应用于一座GFRP桁架桥,通过有限元分析和参数敏感性分析识别对宏观响应影响最显著的不确定性参数,根据显著参数概率信息的完整性,将其划分为区间变量和随机变量。进一步对桁架桥进行位移控制的可靠性分析和以应力控制的可靠性分析,结果表明细观尺度的材料力学性能对桥梁位移控制的可靠性影响较大,而对应力控制的可靠性影响不明显;对桥梁位移控制和应力控制的可靠性影响最大的参数分别为外荷载和抗拉/压强度。最后,比较了方法与其他3种区间变量的处理方法(不考虑区间变量、作为截断正态分布、作为均匀分布)的可靠性,表明不确定性处理的不合理将导致结构可靠性预测的不准确。

基于点云疏密度分类的混凝土梁逆向建模方法

为了实现预制拼装混凝土桥梁的虚拟预拼装,需要基于三维激光扫描点云对现场桥梁预制构件进行逆向建模,以将现场制作的实际构件转化为虚拟模型用于后续分析。针对施工环境下三维激光扫描点云的质量现状,重点对逆向建模结构的特征点定义以及特征点提取算法进行了研究,提出了一种针对预制混凝土梁构件几何特征的可适应于不同点云质量的自动逆向建模方法。该方法首先利用设计图纸转化先验数据对实测点云进行尺寸与位姿识别,并采用改进的迭代加权PCA方法精确计算实测点云中各点的特征法向量,并对各点进行所属结构面分类;然后生成建模特征点近邻区域点云的Voronoi图以分析点云分布的疏密度;最后针对不同结构面近邻区域点云的疏密度质量提出了不同的模型特征点提取方法,自动计算拟合坐标值,完成预制构件的逆向建模。采用该方法对单片预制混凝土组合箱梁的扫描点云进行自动逆向建模,计算建模特征点坐标拟合值,从中提取构件关键尺寸用以检验方法精度并与与现场实测值比较。结果表明:该方法可自动判断各结构面点云质量,能够根据不同点云质量选择对应的建模特征点提取原则计算拟合坐标值,所计算的几何尺寸最大绝对误差为6 mm,最大相对误差为0.4%,达到了较高的建模精度,具有一定的工程价值。