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。

粘滞阻尼器与钢阻尼器在桥梁横向震动控制中的应用

在桥梁结构横桥向地震控制中,粘滞阻尼器和钢阻尼器是可靠度较高的地震控制装置,二者已在多座桥梁工程中得到了初步应用。文中从工作原理、构造实现形式、力学行为、减震效果等方面对这两种阻尼装置进行了对比研究。其中:对比力学行为时,对粘滞阻尼器开展了不同速度下的力学性能试验,并与现有文献中钢阻尼器力学行为进行比较;对比二者减震效果时,以一座三塔斜拉桥为例,讨论了28条地震波激励下,两种装置本身及桥梁结构的响应差异并以其中一条地震波为例,从能量的角度分析了造成这种现象的原因。结果表明:由于阻尼装置的耗能机制不同,导致不同阻尼装置的动力响应不同,但桥梁结构的地震响应未发生明显变化;Ⅰ类场地条件下,在过渡墩与辅助墩处,粘滞阻尼器对桥梁横桥向地震动控制的效果优于钢阻尼器。

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。