基于挠度监测的简支空心板梁桥安全监测与评估

选取了单一挠度监测指标,提出了挠度长期监测数据有效性系数β计算公式,确定了中小跨径简支梁桥跨中挠度采样频率f;基于铰缝损伤对简支空心板梁桥的影响,确定了铰缝损伤评估指标;设置了单梁承载能力与铰缝损伤的三级预警阈值;对某简支空心板梁桥开展了安全监测与评估。结果表明:通过简支空心板梁桥跨中挠度监测可进行单梁承载力和铰缝损伤评估;中小跨径简支梁桥挠度活载效应的最大监测值与桥梁跨径、采样频率、车辆行驶速度相关,建议跨中挠度采样频率f≥9Hz;可用各梁板所承担的外荷载变化率来衡量铰缝损伤程度;采用三级预警机制对简支空心板梁桥进行监测预警效果良好。

混凝土桥梁健康监测中的温度滞后效应

挠度是桥梁健康监测的重要指标,影响运营阶段桥梁结构挠度的因素众多,其中温度的影响往往不亚于活载。温度效应特别是日照温差效应的存在,使健康监测数据的评估分析变得困难,因此需要研究温度监测值与挠度监测值之间的规律,为监测数据中温度效应的分离提供支持。分析了日照温度传导的计算理论,发现要通过求解微分方程来确定桥梁温度场在工程上较难实现。通过对江津长江大桥箱内外温度及跨中挠度的监测数据进行分析,发现箱内温度变化较箱外温度平缓且存在滞后性;温度监测值和挠度之间存在很强的相关性,其中箱内温度监测值与挠度相关性更强;跨中挠度监测值较箱外温度值变化具有滞后效应。故从挠度监测数据中分离温度效应时,应将滞后时间考虑在内,以期得到更准确的结果。

平转桥梁转动体系受力分析

转动体系在转体施工过程中受力集中且往往存在偏心现象,其受力安全性直接攸关转体施工的成败,分析转动体系受力状态对确保桥梁转体施工具有重要意义。在明确桥梁转体工程转动体系常见受力状态的基础上,以实际工程为背景建立转动体系局部仿真模型,对上转盘、下转盘、球铰及球铰加劲肋进行详细的受力分析。结果表明:无偏心状态球铰接触应力由内向外先增大后减小,最大接触应力出现在球铰边缘附近;各部分Von Mises应力及下转盘竖向正应力随偏心程度的加剧呈一侧增大一侧减小;下转盘偏心方向两侧的混凝土竖向正应力差值随偏心程度的增大而增大,工程上可据此估计不平衡力矩。

不同曲率下预应力斜墩曲线连续刚构桥施工过程变形分析

桥墩横向变形是曲线连续刚构桥产生径向位移和扭转变形的主要原因,为探究预应力斜墩对曲线连续刚构桥施工过程变形的影响规律,通过矩形斜墩在曲梁偏压和桥墩预应力作用下墩顶横向位移和转角计算公式的理论推导,阐释了预应力斜墩在曲线连续刚构桥悬臂施工过程中变形的主要规律;以实际工程为背景,通过不同曲率半径的曲线连续刚构桥数值模拟分析,研究了曲率半径对该类桥梁各施工荷载作用下空间变形的影响规律。结果表明:斜墩的斜腿构造和预应力对减小曲梁的径向位移和扭转变形作用明显;最大悬臂状态曲梁的径向位移和扭转变形由悬臂根部向悬臂端先增大后减小,且峰值随曲率半径的减小而向桥墩靠近;直线连续刚构桥的径向位移和扭转变形产生于桥墩的横向变形,而曲线连续刚构桥还包含了曲梁自身的径向位移和扭转变形。预应力斜墩曲线连续刚构桥施工过程变形复杂,桥梁施工控制尤其需要关注其径向变形和扭转变形。

不对称小半径曲线连续刚构桥合龙顶推效应分析

合龙顶推对改善连续刚构桥受力和变形具有重要意义。为分析合龙顶推对不对称曲线连续刚构桥的作用效应,以宁波某大跨不对称小半径曲线连续刚构桥为工程背景,分析曲线连续刚构桥在砼收缩徐变、温度及合龙顶推力作用下的力学行为。结果表明,曲线连续刚构桥在砼收缩徐变、降温作用下会发生向跨中侧和曲线内侧的弯曲变形、扭转变形;桥墩不对称和主梁布跨不对称均会使结构在砼收缩徐变、温度和顶推力作用下产生不对称变形和受力;合龙顶推使桥墩产生与砼收缩徐变、降温作用相反的作用效应,能改善桥墩受力和变形。

基于机载视觉技术的混凝土连续箱梁桥病害快速检测成像策略研究

目前,混凝土连续箱梁桥表观病害的检查主要依赖检查车搭载人工进行目测和专项检查的方式进行,该类方法不仅无法形成标准化、数字化表观病害数据管理,而且无法保障巡检人员的人身安全。本文旨在对混凝土连续梁桥表观病害快速检测的机载视觉系统成像策略进行研究,首先通过研究光学相机成像原理,分析光学相机标准化成像策略,结合《公路桥涵养护规范》(JTG5120-2021)对混凝土表观病害检测要求,最终确定机载设备梁底扫描成像策略。

桥梁水平转体球铰接触应力计算方法研究

球铰接触应力的精确计算对转体工程转动体系设计具有重要意义,也是球铰竖向转动抗倾覆力矩计算的基础。首先基于接触力学理论提出基于均匀法向位移假设的球铰接触应力计算理论;然后,依托实际工程项目建立转动体系局部受力模型,通过有限元数值模拟结果对比分析球铰接触应力平面简化算法和文中提出的算法;最后,针对理论计算方法无法考虑球铰加劲肋的问题,通过数值模拟分析了球铰加劲肋对接触应力的影响。研究表明:球铰接触应力受轴销和上转盘部分悬挑影响呈现出由内向外先减小后增大的分布规律;基于均匀法向位移假设的球铰接触应力计算理论所得的应力结果与有限元分析结果非常接近,且计算方式简单;球铰加劲肋只影响加劲肋附近的球铰接触应力,对整体接触应力影响较小。