大跨度非对称悬索桥的静风稳定性研究

为研究大跨非对称悬索桥的静风失稳的内在机理,以主跨628 m的某悬索桥为背景,建立相应ANSYS有限元模型进行静风稳定性分析。考虑到结构体系自身和静力荷载的非线性影响,采用两重迭代法分析了桥梁在静风荷载作用下的失稳过程和临界状态。结果表明:大跨度非对称悬索桥的失稳过程是主梁静风位移非线性增大,导致主缆和吊杆的相对垂直位移增大,使得主缆和吊杆的应力不断减小,直至主缆和吊杆接近松弛形态而失稳;静风失稳形态是以主梁发生对称横弯和对称扭转为主,同时竖向位移也有较大影响的复杂对称弯扭耦合的三维失稳状态;静风失稳内在机理是由于附加风攻角的增大导致升力矩和升力非线性增大,主梁扭转变形和缆索的竖向位移也不断增大从而导致缆索应力下降出现局部松弛化,最终导致该桥梁结构重力刚度大幅降低。

固支塔架缆风设计计算

为了寻求大跨度、吊重大的缆吊桥梁施工中的塔架缆风结构的合理设计 ,根据索的特性 ,讨论塔架缆风的共同工作机理 ,以固支塔架缆风为例 ,采用变形协调原理 ,在规范要求的控制位移条件下 ,侧向荷载作用时 ,塔架缆风结构的缆风设计数量及安装张力。

钢筋混凝土桩式地锚构造及计算理论

对缆索吊装架桥设备中地锚的受力、施工等方面进行了分析。针对吊重较大，索力倾角偏大，在一定的土体地质条件下，提出桩式钢筋混凝土地锚的结构形式及设计计算方法。

施工碎石对安全帽撞击的可靠度分析

随着桥梁高度的不断加高,安全施工变得越来越重要。施工碎石坠落做为施工中一种高发、高危事件,对施工人员的安全构成了严重的威胁。本文以安全帽的抵抗能力与施工碎石对安全帽的撞击力作为极限状态方程的抗力和效应,通过分析影响抗力和效应的各种不确定性因素,包括碎石的质量、形状,安全帽的材料、厚度、变形量、剪切周长等,建立了相应的概率模型。最后,以柳沟大桥为实例,分析了相关参数对安全帽可靠度指标的影响。

填埋式管道土压力的弹粘塑性有限元分析

对高填土、管顶填筑柔性填料的上埋式管道，用有限元法，将上体和柔性填料，按不同介质的弹粘塑性模型计算；混凝土管道由弹塑性模型进行计算，并求出管道的应力及管道外的土压力。

钢管混凝土拱知施工变形计算

本文探讨钢管混凝土拱在施工中变形计算问题，采用拱的大挠度理论，应用加权残值法进行变形计算。

栓焊钢桁梁的模型简化及其计算

根据栓焊钢桁梁的结构特点，提出结构模型的简化计算图式的处理方法。采用ＳＡＰ５ 计算程序，对某架桥导梁实例计算，其计算结果与实测结果相符。

缆索吊塔架缆风的设计与控制

根据索的特性及底端固支塔架的塔顶位移的变化，提出以塔顶允许位移为控制目标．对塔架线风的设计及施工控制方法的探讨．

宽弯桥变形及控制

宽弯桥是近几年来立交桥上使用较多的一种桥型 ,精确的计算有待进一步研究 ,正确的施工控制工作对线形影响很大。对此类桥梁计算中单元的选取和计算模型的建立进行了探讨 ,同时通过试算进一步了解预设支座偏心引起的挠度变化 ,并对施工和设计提出一些建议。

基于能量系数-有效独立法的桥梁结构传感器优化布置

为了解决桥梁结构健康监测中的传感器优化布置问题,以简支钢桁架梁桥为研究对象,以反映节点自由度模态应变能的系数来修正反映最大线性无关的有效独立法,提出了基于能量系数-有效独立法的传感器优化布置算法,使传感器布置方案进一步优化。实例分析表明,采用该方法所得的传感器布置方案用多种准则进行评价的结果都较好,既能保证测量振型向量的正交性,又能保证扩阶振型的准确性,并且有较强的抗噪声性能,是一种适合桥梁结构的较为理想的传感器优化布置算法。

连续刚构桥双薄壁墩参数设计方法研究

根据主梁与桥墩共同变形协调条件 ,建立了墩顶荷载与双薄壁桥墩单墩内力之间的关系 ;应用非线性规划理论 ,考虑强度和稳定约束 ,建立了双薄壁墩的主要设计参数的罚函数 ,给出了连续刚构桥双薄壁墩参数设计方法 ,编制了设计计算程序 ,并进行了实例分析。

考虑管冷的混凝土水化热温度场的有限元分析

为了研究承台冷却管对大体积混凝土降温作用,分析了大体积混凝土由于水化热而产生开裂的机理;结合工程实例,依据现场实测的混凝土物理及热特性参数建立了有限元仿真模型。模型中考虑了水管冷却、边界条件等因素对其温控的影响。研究了有管冷作用的混凝土时程温度曲线及沿承台厚度方向温度梯度随时间的变化规律,结果表明实测数据和理论计算吻合较好,证明了有限元模拟的正确性。对指导大体积混凝土的设计与施工具有一定的参考价值。

基于组合权值灰关联法的旧桥加固方案评价

旧桥加固方案评价是旧桥加固工程中一个重要的环节。针对方案评价中存在主观影响因素过多、评价指标权值不确定性等问题,在方案评价常用的灰关联理论中引入组合权值的概念,将改进AHP法和熵值法相结合,提出了确定指标权值的一种非线性目标规划方法,建立了组合权值灰关联法评价模型。该模型考虑了人们判断的模糊性和方案评价中存在的灰色信息,从而使方案评价更加客观。实例分析表明,采用该方法的评价结果符合工程实际。

组合赋权灰关联法在桥梁加固方案优选中的应用

基于改进AHP法和熵值法,提出了确定指标权值的一种非线性目标规划方法,该方法把主观和客观两类权值信息相结合,既能充分利用客观信息,又能满足决策者的主观愿望.同时针对桥梁加固方案优选中存在诸多的灰色信息,采用灰关联度分析进行方案优选.最后通过工程实例说明了该决策方法的合理性和实用性,为桥梁加固方案决策的科学性提供了一个新的思路.

大跨径连续刚构桥健康监测与评估系统设计

为建立一套适用于大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁的健康监测与评估系统,实现桥梁管理的现代信息化,从系统的功能性出发,研究了桥梁健康监测与评估系统的结构、组成,选取了桥梁应变、挠度作为主要的静力监测参数,通过结构仿真计算确定了参数的预警标值,采用基于层次分析法的变权综合理论作为评估方法并建立了桥梁状态评估模型,合理有效地选取了监测设备,建立了远程在线数据采集监测系统,应用参数化、智能化和模块化的思想,在MicrosoftVC++语言环境下设计并开发了大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁管理系统,加入了对量化的监测数据的支持,突破了以往桥梁健康监测单一的主观管理或者单一的监测模式,及时为桥梁管理部门作出最优化的养护管理和维修加固决策提供依据,对于桥梁结构的安全性、适用性以及在自然环境中桥梁的真实响应有了更深刻的理解,并将系统应用于陕西省西禹高速公路徐水沟特大桥管理的实际工程中。结果表明,系统运行稳定,实用性强,经济效益显著,具有良好的推广应用价值。

大跨径钢管混凝土拱桥缆索吊装非线性分析

建立了大跨径拱桥吊装的空间有限元模型,采用随动坐标迭代法,计入几何非线性的影响因素;基于优化理论,建立了缆索吊装扣索力的优化数学模型;采用前进分析方法,对大跨径钢管混凝土拱桥吊装施工过程进行分析。以某主跨368 m钢管混凝土拱桥为工程算例,验证了文中方法的有效性。计算结果表明,考虑几何非线性影响后,计算得到的吊装控制点偏差值小,计算精度高。

既有连续钢桁梁桥加固后工作状态模拟

结合在役桥梁特点,依据桥梁实例,分析建立了既有连续钢桁梁桥加固前、后平面和空间计算模型。通过模型计算结果与实测资料对比分析,以及空间与平面模型计算结果的比较,表明空间计算模型为合理的工作模型。空间计算模型采用空间梁单元模拟桁架桥杆件,可以考虑弯曲次内力和结构空间受力行为,能够比较真实地实现连续桥梁的工作状态模拟。该模型为桥梁加固后安全寿命评估奠定了基础。

黄土山区高陡边坡水毁对桥梁桩基安全影响研究

为全面了解黄土山区高陡边坡水毁对桥梁桩基安全的影响,在对山西省典型黄土山区4条高速、174座桥梁下部全面调查的基础上,依据黄土地区现场桩基静载试验,应用FLAC3D建立黄土山区高陡边坡地形桥梁桩基有限差分模型,分析了高陡边坡水毁崩塌对桩基承载特性的影响,揭示了桩基承载力、桩侧摩阻力、桩端阻力及有效桩长变化规律。研究表明:随着临坡距的减小,桩基承载力不同程度降低,临坡距越小,桩基承载力影响越大;桩基承载力降低主要是由于桩侧土体缺失导致桩侧摩阻力无法完全发挥,桩端阻力影响不大;临坡距越小,斜坡失效桩长越大,有效桩长变短;高陡边坡水毁显著改变了摩擦桩的承载特性,危及桥梁下部结构及运营安全。

特大跨悬索桥的缆索体系优化

以提高特大跨悬索桥的动力稳定性为目的,基于优化缆索体系的思路,对三种优化方案进行比较.综合考虑抗风性能、施工、经济等因素,通过力学分析,指出一种行之有效的空间索形体系.以某座主跨1 090 m的跨海悬索桥为算例,就实桥使用的平面索形与本文推荐的空间索形,利用自行编制的程序ECFS,分别计算出初始平衡状态下主缆与吊杆的无应力长度、坐标和张力.利用这些力学、几何参数在ANSYS中分别建立平面、空间索形模型,进行动力分析.经过对两种索形自振特性的对比,分析其振动性能的差异与原因,证实了该空间索形可以有效提高悬索桥的横向刚度、抗扭刚度,从而提升结构的动力稳定性.有可能成为大跨悬索桥的发展方向.

预应力混凝土连续刚构桥主梁应力测试技术研究

根据PC连续刚构桥结构及施工特点,结合振弦式混凝土应变计的工作原理,将振弦式混凝土应变计用于PC连续刚构桥施工控制中。介绍了主梁应力应变的测试技术和方法,分析了应力测试的诸多影响因素,提出了应力测试的误差分析方法及结构实际应力的计算方法,并在杏沟大桥施工控制应力分析中进行了应用,取得了良好的效果,为PC连续刚构桥的安全施工提供了技术依据。