多波束三维声呐在桥梁基础冲刷检测中的应用研究

本研究主要介绍了多波束三维声呐系统水下检测的原理及方法,结合工程实例,对某桥基础冲刷状况进行了检测。通过与蛙人摸探成果的对比,验证了SONIC 2020多波束三维声呐探头在浅水检测中的准确性。结果表明:该系统可准确探测桥梁河床地形地貌、水下基础外观、水下基础冲刷等情况,其与传统水下检测技术相比,多波束三维声呐检测技术具有检测精度高、周期短、过程安全等优势,研究结果以期为类似浅水基础冲刷检测工程提供参考。

基于热点应力法的钢箱梁横隔板焊接节点疲劳性能研究

在运营活载作用下,正交异性钢桥面板的破坏往往体现为各板件焊缝的疲劳破坏。尤其纵肋与横隔板焊接细节的焊址是疲劳裂纹最容易萌生的部位。为了研究该焊接细节的疲劳性能,以苏通大桥为工程案例,建立钢箱梁纵肋与横隔板焊接细节有限元模型。通过采用热点应力法对纵肋与横隔板焊接细节焊缝周围的热点应力进行详尽的数值模拟,在全面分析单元类型与单元尺寸对数值计算结果的影响的基础上,通过现场试验测试对数值计算结果进行对比验证。最后采用热点应力法与名义应力法分别预测该焊接细节的疲劳寿命,并与纵肋与顶板焊接细节对比,结果表明采用热点应力法FAT90计算结果更准确,且该焊接细节相对于其他焊接细节更容易发生疲劳破坏。

基于改进贝叶斯网络方法的跨海悬索桥多灾害风险评估

为评估大跨度悬索桥在持续风荷载和偶发地震下的综合风险,将桥梁运营期间结构损伤概率的定量分析和损伤后果的定性评估相结合,提出了一种基于改进贝叶斯网络的跨海悬索桥风险评估框架.首先,分析桥位处的风灾和地震灾害,根据悬索桥的特点获取各构件的损伤程度;其次,利用结构可靠度理论,计算桥梁结构失效概率;最后,提出了基于改进贝叶斯网络的悬索桥风险评估模型,并对桥梁运营期风险进行评估.结果表明,考虑不同构件对桥梁的影响程度,根据桥梁的承灾能力将桥梁损伤分为4级.以伶仃洋大桥为例,采用所提方法得到多灾害风险下该桥最大风险等级为3级,需限制通行并进行检修,说明该方法能够指导跨海桥梁应对多风险灾害的应急管理策略.

独塔宽幅斜拉桥索塔锚固区传力性能分析

为研究独塔宽幅斜拉桥索塔锚固区域钢锚箱与塔壁间的传力性能,以郑州农业路大桥受力最大的斜拉桥索塔钢锚箱MX16为研究对象,利用有限元软件MIDAS和ANSYS建立桥梁结构整体和局部钢锚箱模型,研究剪力钉间距、剪力钉刚度和钢锚箱腹板厚度对钢锚箱与混凝土塔壁传力机理的影响。研究结果表明:空间索力的竖向分力及横桥向水平分力靠剪力钉群传递到混凝土塔壁,顺桥向水平分力主要靠锚箱间的钢锚梁承担;增大钢锚梁腹板厚度可减小塔壁弯矩而减小剪力钉间距可减小应力集中均能改善塔壁受力,但增大剪力钉的刚度对混凝土塔壁受力影响并不显著。

石板坡长江大桥钢混结合段局部应力分析

结合石板坡长江大桥的设计及施工特点,运用大型有限元软件ANSYS建立了石板坡大桥钢混结合段结构分析的空间有限元模型,钢箱梁用shell63壳单元模拟,混凝土箱梁用solid95实体单元模拟,预应力钢绞线用link8单元模拟,并采用约束方程模拟预应力筋和混凝土间的粘结作用。根据运营过程中的最不利荷载工况,分析了钢混结合段在4种工况下的应力状态,检验了设计的安全性与合理性。结果表明,除钢箱梁锚垫板下预应力管道支承钢板以及与混凝土箱梁结合面折角处存在应力集中现象、部分拉应力超出混凝土的抗拉强度外,结构总体受力合理,内部应力满足设计要求;鉴于钢混结合段的构造与受力都很复杂,建议在此部分的混凝土箱梁采用钢纤维混凝土作为加强措施。

预应力混凝土矮塔斜拉桥静载试验研究

为对斜塔斜拉桥进行结构承载力试验分析研究,对该桥采用有限元软件建模与分析,按照桥梁相关检测试验规程开展了桥梁的静力荷载试验,测量关键截面的应变及位移变化情况,评价结构构件的承载能力和使用性能。结果表明:该斜拉桥在各工况下的挠度和位移校验系数满足规范规定,结构性能满足桥梁设计荷载的承载能力要求。

某两跨预应力混凝土部分斜拉桥静力分析

随着现代科学技术的发展,部分斜拉桥在实际工程中的应用越来越广泛。文中以国内某拟建预应力混凝土独塔单索面部分斜拉桥为例,借助有限元软件,对其主梁、主塔、斜拉索进行施工阶段及运营阶段的静力计算,分析总结该两跨部分斜拉桥受力特点。

石板坡长江大桥混凝土收缩与徐变效应分析

石板坡长江大桥位于重庆主城区,结构采用连续梁与连续刚构混合连续体系,主跨跨度在同类型桥梁中居世界之首。结合该桥设计及施工特点,采用按龄期调整的有效模量法结合有限元步进法对石板坡长江大桥混凝土收缩与徐变效应进行了计算分析。计算结果表明预应力筋的张拉、混凝土的收缩徐变等对桥梁的竖向变形与轴向变形都有较大影响,混凝土的收缩徐变以及预应力损失使该桥混凝土梁的应力减小,钢梁的应力增加。

通车条件下加固连续梁桥成套技术的应用

我国现有桥梁已超80万座,随着使用年限的增长,旧桥承载力不足、疲劳损坏等问题已逐渐显露出来。因此,我国桥梁建设基调也从新桥建设转变到对既有桥梁的维修加固,现阶段,旧桥加固研究已成为桥梁研究领域的热点[1]。目前,旧桥加固的主要措施有粘贴钢板、增大截面及配筋、增设体外预应力索等。其中,因体外预应力索具有主动加固、受力明确、便于替换等优势被广泛应用,但在实际工程中的应用效果仍具有一定局限性。为进一步优化体外预应力束加固体系,文章针对京台高速某高架桥桥梁疲劳损坏、承载能力受损等问题,采用高强钢丝联合体外预应力束的组合型加固措施对受损跨进行加固。在通车条件下通过对施工全过程监测结果,验证此类加固体系在实际工程应用中的可行性和有效性。

石板坡大桥钢箱梁车载作用下局部应力分析

石板坡大桥主跨由钢箱梁与预应力混凝土箱梁组成。针对该桥钢箱梁桥面板局部受力复杂的情况,运用ANSYS软件建立了钢箱梁结构分析的空间有限元模型,分析了钢箱梁在车载作用下局部应力的分布特点。

独塔空间扭索面斜拉桥分体式钢箱梁设计

滹沱河特大桥采用独塔独柱空间扭索面漂浮体系斜拉桥结构,跨径布置为(40+150+150+40)m。除下塔柱采用混凝土结构外,主梁与上塔柱均采用钢结构。主桥上部结构为分体式钢箱梁,主梁标准宽度67 m,为国内桥梁之最,最大宽度73 m。针对主桥的结构体系特点,钢箱梁总体构造设计包括断面构造、拉索锚固构造、主梁总体分段等设计细节及施工方案介绍。该桥的设计具有其独特之处,为今后类似斜拉桥钢箱梁设计提供一定的经验和借鉴。

单片钢管混凝土拱桥梁稳定性分析

单片钢管混凝土柔拱刚梁组合体系桥梁可以有效改善大跨度梁桥跨中下挠以及开裂问题,同时可以减小主梁结构的建筑高度,但柔性拱的稳定性问题较为突出。为解决该问题,依托城市桥梁恒太河特大桥,建立空间有限元计算模型,进行弹性及非线性稳定分析。通过各种措施,有效的提高了柔性拱的稳定性,研究结果表明:采用双吊杆体系,以及在上弦杆之间设置斜撑杆可以有效提高空间拱肋的横向稳定性;随着平联杆截面尺寸的增加,结构的横向稳定性有所提高,但效果不显著;随着矢高或跨中上弦杆顶撑距的增加,拱座对结构的横向约束效应逐渐降低,结构的横向稳定性逐渐下降,但影响较小;对于跨度较大的柔拱刚梁钢管混凝土拱桥,有必要考虑初始缺陷的影响,对结构进行非线性稳定分析。

薄柔高频焊接H钢柱的实验和抗震承载力评价

针对大宽厚比的高频焊接H钢柱塑性耗能能力较低的特点,进行了10个试件的单调和反复加载试验研究.试验揭示,在一般低多层框架结构的长细比范围内,翼缘和腹板板件宽厚比的组合和轴压比是决定薄柔H钢柱静力和滞回性能的关键因素.综合实验结果和系统的数值分析,提出了经受罕遇地震往复作用时,将钢柱承载力下降限制在某一范围内的设计原则.按此原则,可以确定容许的板件宽厚比组合限值.这一设计方案为在抗震设防区使用薄柔构件轻型钢框架提供了可能.

浅谈部分斜拉桥

结合漳州战备大桥的设计和施工情况 ,浅析部分斜拉桥的受力原理、桥式特点及设计要点。

简支槽形钢-混凝土组合梁的试验研究

槽形钢-混凝土组合梁是近年来提出的一种新型下承式桥梁结构。对截面尺寸几何比例为1∶3、构件长度比例为1∶4的简支单线槽形组合梁模型进行两点对称加载的静力试验。对槽形组合梁的抗弯承载力、刚度、应力和裂缝分布特征等基本受力性能开展研究。试验结果表明,通过栓钉连接,试验模型中钢板与混凝土的协同工作性能良好,最终破坏时,表现出较明显的弯曲破坏形态。梁上翼缘的侧向水平位移整体形态为支座处外张,中部内收,但其最大值远小于梁跨中的竖向挠度,表明该模型截面具有良好的抗扭性能。钢梁底板纵向应力沿板宽的分布表现出一定的剪力滞现象,混凝土底板的剪力滞效应不及前者明显。采用截面分析法对模型梁的承载力和变形进行计算分析,其结果与试验结果吻合良好。此外,通过抗弯承载力分析表明,槽形钢-混凝土组合梁的极限抗弯承载力不能套用全截面应力的矩形图分布模式进行计算,应考虑适当折减。

混合FE-SEA模型预测箱梁低频噪声及试验验证

为了分析铁路混凝土箱梁的低频噪声,建立包含钢轨、无砟轨道结构和箱梁结构的混合FE-SEA预测模型,并采用现场试验数据进行模型验证。在此基础上,探讨了箱梁各板件的声贡献量和振动传递规律。结果表明：混合FE-SEA模型能够准确预测箱梁的振动及声辐射,并且具有极高的计算效率;箱梁底板、翼板和腹板的振动与噪声优势频段为40~63Hz,并在轮轨相互作用力最大的中心频率50 Hz处达到最大值;顶板、翼板和底板对远场噪声起主要作用,且前两者的声贡献量可达75%以上,应作为主要降噪对象;振动功率传递过程中,频谱特性保持不变,且峰值中心频率始终为50Hz,应作为减振降噪的主要频段;箱梁各板件振动能量的大小规律与其对远场声贡献量的大小规律一致。

PC斜拉式桁架梁桥敏感参数分析

为了准确地把握PC斜拉桥在各施工阶段及营运阶段内力及线形变化情况,以某PC斜拉式桁架梁桥为例,借助大型有限元计算程序,建立了三维空间有限元模型。运用仿真分析方法,对该结构受力特性进行了相应的研究,得出混凝土收缩徐变、温度变化、非线性等敏感参数对该桥内力及线形的影响规律。结果表明:混凝土收缩徐变、非线性及刚度误差对结构内力影响较小,对结构挠度的影响较大,挠度变化值自中跨跨中向两侧呈线性递减趋势;温度与自重误差对结构的内力及线形影响相对较小,挠度变化值自跨中对称向两侧呈抛物线变化,而轴力变化值在全桥范围内分布较为均匀。

体外预应力波形钢腹板组合箱梁徐变性能研究

为了研究体外预应力波形钢腹板组合箱梁在长期荷载作用下的徐变性能,制作了2根模型梁,通过205 d的持续静态观测,得到其徐变应变和徐变变形的变化规律;采用徐变率法,结合不同的混凝土规范进行了徐变效应的分析,理论结果和实测结果吻合较好;并针对徐变的影响因素进行了参数分析,结果表明:相对普通混凝土箱梁而言,波形钢腹板组合箱梁能有效减小长期徐变引起的反拱.

波形钢腹板PC组合箱梁简化计算及试验研究

通过对波形钢腹板PC组合箱梁模型梁的加载全过程试验,分析了荷载-挠度变形特征、波形钢腹板和上、下混凝土翼缘板截面高度方向的应变分布以及破坏模态.并根据能量原理探讨了波形钢腹板的褶皱效应及波形钢腹板组合箱梁的弯曲应变计算模式.其模型计算结果与试验结果吻合较好.

钙质泥岩水岩作用特征及遇水软化机理

为掌握泥岩遇水后的工程特性,进一步揭示其遇水软化机理,对取自宁夏固原引水隧洞工程遇水易软化的白垩系钙质泥岩进行了矿物成分分析和物理力学性质试验.在此基础上,分析了钙质泥岩水岩作用特征,探讨了不同黏土矿物含量钙质泥岩遇水后强度和变形参数的变化规律和软化机理.研究结果表明:钙质泥岩的膨胀性及其强度遇水后迅速衰减;遇水后钙质泥岩力学参数的变化与黏土矿物含量均呈自然对数关系;钙质泥岩遇水软化是其在吸、失水过程中内部水化膨胀反应及其损伤不断加剧造成的,软化机理可用水岩作用过程示意图详细描述.