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索-悬链线拱联合结构的受力机理与力学特征
1
作者
郝天之
李春华
+2 位作者
杨涛
龙夏毅
邓年春
《华南理工大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期89-102,共14页
早期拱桥已运营多年,缺乏有效的养护,且设计荷载等级偏低;随着交通量的增加及车辆超载,其在活载作用下的力学性能已不能满足现代交通需求。为改善此类拱桥的受力性能,提出一种索-悬链线拱联合结构,在拱肋两侧对称设置索,使索和拱肋形成...
早期拱桥已运营多年,缺乏有效的养护,且设计荷载等级偏低;随着交通量的增加及车辆超载,其在活载作用下的力学性能已不能满足现代交通需求。为改善此类拱桥的受力性能,提出一种索-悬链线拱联合结构,在拱肋两侧对称设置索,使索和拱肋形成新的受力体系,从而改变悬链线拱结构的传力路径,进而降低拱结构的内力。在索-拱联合结构图式下,基于弹性中心法对其力法方程进行简化,采用近似曲线积分方法推导了竖向移动荷载作用下拱肋的内力解析解,并借助ANSYS有限元软件验证解析解的准确性;分析了在车道荷载作用下索约束位置、拱轴系数、矢跨比和轴向刚度比等设计参数对拱结构的影响,揭示了索-拱联合结构的受力机理和内力变化规律。研究表明,内力解析解与有限元结果的相对误差在1%以内;索的设置改变了拱结构弯矩影响线量值的正、负区间分布,而且有效地降低了拱结构弯矩影响线的峰值,从而使拱结构的整体弯矩得到较大幅度的降低,弯矩分布更均匀;沿拱脚至拱顶,拱结构弯矩的降低幅度和轴力的增长幅度均逐渐减小;轴向刚度比从0.02增加至0.10,拱脚负弯矩的减小幅度呈非线性增大,最大降幅达63.7%;索力的增长幅度与其数值大小成反比,当索设置在距拱顶0.3L(L为拱跨经)时,索力可增至轴向刚度比为0.02时的1.9倍。矢跨比对拱结构内力带来的影响不容忽视,矢跨比越大拱结构的内力变化幅度越大;拱轴系数对拱结构内力的影响可以忽略。
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关键词
索-拱联合作用
拱桥加固
悬链线拱
矢跨比
拱轴系数
内力影响线
解析解
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职称材料
结构微应变高分辨率测试技术
被引量:
1
2
作者
郝天之
龙夏毅
+1 位作者
邓年春
杨涛
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期1539-1545,共7页
为克服移动荷载识别过程受应变测试分辨率影响大的难题,研发了一种高分辨率应变测试装置。该装置将不同刚度比和长度比的两种部件进行组合,将有效距离内的变形集中至某一部件上,从而实现对结构应变的放大作用。推导了基于部件参数刚度...
为克服移动荷载识别过程受应变测试分辨率影响大的难题,研发了一种高分辨率应变测试装置。该装置将不同刚度比和长度比的两种部件进行组合,将有效距离内的变形集中至某一部件上,从而实现对结构应变的放大作用。推导了基于部件参数刚度比、长度比的高分辨率应变求解公式,提高了对结构应变的测试分辨率,可识别的应变达到0.01με。分析了温度及体系变形所引起的测试误差,推导了此类误差的计算公式。所提出的方法可广泛适用于桥梁荷载试验、健康监控及基于动应变识别移动荷载等技术领域。
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关键词
传感器
应变测试
高分辨率
误差修正
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职称材料
题名
索-悬链线拱联合结构的受力机理与力学特征
1
作者
郝天之
李春华
杨涛
龙夏毅
邓年春
机构
广西大学土木建筑工程学院
广西北投交通养护科技集团有限公司
出处
《华南理工大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期89-102,共14页
基金
广西科技基地和人才专项项目(桂科AD23026026)
广西自然科学基金资助项目(2023GXNSFAA026427)。
文摘
早期拱桥已运营多年,缺乏有效的养护,且设计荷载等级偏低;随着交通量的增加及车辆超载,其在活载作用下的力学性能已不能满足现代交通需求。为改善此类拱桥的受力性能,提出一种索-悬链线拱联合结构,在拱肋两侧对称设置索,使索和拱肋形成新的受力体系,从而改变悬链线拱结构的传力路径,进而降低拱结构的内力。在索-拱联合结构图式下,基于弹性中心法对其力法方程进行简化,采用近似曲线积分方法推导了竖向移动荷载作用下拱肋的内力解析解,并借助ANSYS有限元软件验证解析解的准确性;分析了在车道荷载作用下索约束位置、拱轴系数、矢跨比和轴向刚度比等设计参数对拱结构的影响,揭示了索-拱联合结构的受力机理和内力变化规律。研究表明,内力解析解与有限元结果的相对误差在1%以内;索的设置改变了拱结构弯矩影响线量值的正、负区间分布,而且有效地降低了拱结构弯矩影响线的峰值,从而使拱结构的整体弯矩得到较大幅度的降低,弯矩分布更均匀;沿拱脚至拱顶,拱结构弯矩的降低幅度和轴力的增长幅度均逐渐减小;轴向刚度比从0.02增加至0.10,拱脚负弯矩的减小幅度呈非线性增大,最大降幅达63.7%;索力的增长幅度与其数值大小成反比,当索设置在距拱顶0.3L(L为拱跨经)时,索力可增至轴向刚度比为0.02时的1.9倍。矢跨比对拱结构内力带来的影响不容忽视,矢跨比越大拱结构的内力变化幅度越大;拱轴系数对拱结构内力的影响可以忽略。
关键词
索-拱联合作用
拱桥加固
悬链线拱
矢跨比
拱轴系数
内力影响线
解析解
Keywords
cable-arch combined action
arch bridge reinforcement
catenary arch
rise-span ratio
arch-axis coefficient
internal force influence line
analytical solution
分类号
U441 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
TU31 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
结构微应变高分辨率测试技术
被引量:
1
2
作者
郝天之
龙夏毅
邓年春
杨涛
机构
广西北投交通养护科技集团有限公司
广西交科研集团有限公司
广西大学土木建筑工程学院
出处
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期1539-1545,共7页
基金
广西科技基地和人才专项项目(桂科AD23026026)
南宁市“邕江计划”项目(2018-01-04)。
文摘
为克服移动荷载识别过程受应变测试分辨率影响大的难题,研发了一种高分辨率应变测试装置。该装置将不同刚度比和长度比的两种部件进行组合,将有效距离内的变形集中至某一部件上,从而实现对结构应变的放大作用。推导了基于部件参数刚度比、长度比的高分辨率应变求解公式,提高了对结构应变的测试分辨率,可识别的应变达到0.01με。分析了温度及体系变形所引起的测试误差,推导了此类误差的计算公式。所提出的方法可广泛适用于桥梁荷载试验、健康监控及基于动应变识别移动荷载等技术领域。
关键词
传感器
应变测试
高分辨率
误差修正
Keywords
sensor
strain test
high-resolution
error correction
分类号
TJ765.4 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
索-悬链线拱联合结构的受力机理与力学特征
郝天之
李春华
杨涛
龙夏毅
邓年春
《华南理工大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
结构微应变高分辨率测试技术
郝天之
龙夏毅
邓年春
杨涛
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
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职称材料
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