基于统计指标的曲线桥支座脱空病害识别方法

为快速评估曲线连续梁桥支座健康状态,提出了基于时程统计指标的桥梁支座脱空病害识别方法。首先,提取行车激励下桥面测点加速度信号的20个时程统计指标,通过概率统计的方式,得出各统计指标的置信区间;其次,根据各时程统计指标对支座脱空的敏感程度不同,采用熵值法确定各统计指标的权重分配值;最后,根据各测点异常指标数计算损伤指数,综合判断测点附近支座是否出现脱空病害。为验证方法的有效性,以某3×25 m曲线连续梁桥为工程背景,建立车桥耦合动力学模型进行分析验证。结果表明:该方法可以准确识别脱空支座所在位置,并且可以有效识别较小的损伤;相比于中间支座脱空,时程统计指标对端支座脱空更为敏感。

小半径PC曲线梁桥分析和设计要点

结合PC曲线梁桥的力学特征,梳理国内规范曲线梁桥的相关条文,从分析方法、支承体系影响、桥墩高度和支座刚度、恒载扭矩、预应力效应、支座横向偏心等方面总结小半径PC曲线梁桥的分析要点,从构造设计、钢束设计、钢筋设计、附属设计等方面总结小半径PC曲线梁桥的设计要点,相关结论可为设计人员提供参考.

小半径曲线桥梁创新优化设计与材料选择分析研究

本文对小半径曲线桥梁的设计策略进行了分析,特别是从结构优化和材料选择两方面进行了论述。提出了一种基于先进仿真技术和多目标优化的设计方法。通过采用新颖的优化策略和高性能材料,可以显著提高桥梁的结构稳定性和耐久性,解决了传统设计方法在处理小半径曲线桥梁时存在的问题。

曲线桥梁爬移复位受力性能分析

通过有限元分析开展曲线桥梁复位梁体受力性能研究,并提出合理施工方案。曲率半径对桥梁竖向顶升的受力性能影响有限;次边墩与中墩的顶升量为7 mm、10 mm时应力最小,为优选施工方案。水平顶推复位施工,整体垂直弦向顶推施工应力最小,为优选方案;曲率半径大于300 m时,整体径向顶推与整体垂直弦向顶推施工应力相差不大,可作为推荐方案。

曲线箱梁桥空间预应力效应分析

曲线箱形梁桥是空间复杂受力的结构体系,预应力效应一方面能提高构件的承载能力,另一方面也可能对结构带来一些不利的影响。采用三维实体单元和杆单元相结合的空间组合有限元方法,对一座两跨曲线预应力混凝土箱形连续梁桥进行空间受力分析。针对曲线箱形梁的力学特点,对空间曲线钢束摩阻损失的计算方法进行分析。采用组合有限元法和简化方法分析预应力径向力对箱梁腹板的作用效应,比较两者的计算结果差异。采用两种计算模型,分析了预应力对支座受力的影响,对径向支座间距设置和改善支座受力的方法进行了研究。根据预应力效应的分析结果,得到了一些有益的结论,为进一步完善曲线预应力混凝土箱梁桥的设计提供了依据。

混凝土连续弯梁桥侧向位移分析及对策研究

混凝土连续弯梁桥出现的爬移问题日渐引起了工程界的重视,针对此问题,分析了混凝土连续弯梁桥产生侧向位移问题的主要原因,包括弯梁桥的曲率半径、恒载作用、支座布置形式、温度变化影响、活载作用、梁的截面形式、下部构造特征、混凝土的收缩徐变以及预应力施工等因素,进一步从设计和施工方面提出了一些相应的预防爬移问题的处理措施,以防止弯梁桥出现爬移现象。

考虑剪力滞效应的曲线箱梁自振特性研究

通过假设曲线箱梁翼板纵向位移函数,分别建立了曲线箱梁形变势能和振动动能表达式。综合运用能量变分法和哈密顿原理推导出了曲线箱梁受弯、扭、剪力滞耦合作用的自由振动微分方程,由位移场函数对简支曲线箱梁一阶竖向弯曲频率进行了近似求解,获得了自振频率显示解。然后将理论计算值与ANSYS有限元数值解相比较,误差仅为0.37%,二者吻合良好,证明了理论公式推导的正确性。在此基础上重点研究了剪力滞效应对曲线箱梁自振频率的影响,分析结果表明:剪力滞效应削弱了弯梁的刚度,降低了结构的自振频率,剪力滞效应对弯梁刚度的削弱程度主要取决于宽跨比,当宽跨比由0.15增大到0.4的过程中,曲线箱梁刚度的削弱程度由2.05%增大到12.8%。实际工程中,对于多室箱梁和扁平箱梁,应充分考虑剪力滞效应对自振频率的不利影响。

某独柱支承连续曲梁桥侧向滑移事故处理

针对某独柱支承连续曲梁桥在护栏施工时发生支座脱空、梁体滑移事故,进行曲梁桥侧向滑移的事故原因分析。分析表明,在半径小,抗扭支座横向间距较小,扭转跨径较大时,会因施工步骤不当或活载偏载,出现支座脱空、扭转失稳现象,必须进行加固处理。本文对不同加固处理方案进行有限元分析,为曲梁桥侧向滑移加固处理提供参考建议。

预应力设置方式对曲线梁桥扭矩的影响

曲线梁桥的弯-扭耦合效应明显,文章以一工程实例为依托,采用有限元方法建立空间模型,分析在恒载、预应力作用下主梁的扭矩和支座反力分布,研究抗扭支座的预偏心和预应力的设置方式对主梁扭矩的影响,探索有效减少主梁扭矩的方法。结果表明,抗扭支座的预偏心对支座反力及下部结构的受力影响较大,预应力筋的不对称布置方式能改善恒载作用下曲线梁桥的扭矩分布。

移动荷载作用下薄壁曲线箱梁剪力滞效应分析

采用有限元法研究了移动荷载作用下曲线箱梁剪力滞效应及主要结构参数对剪力滞效应的影响。结合曲线箱梁设计参数合理取值范围,通过建立不同腹板宽度、不同曲率半径下的曲线箱梁空间板壳有限元模型,对简支曲线箱梁剪力滞效应进行参数化分析,得到了荷载运动到跨中截面时跨中顶板应力分布及内外侧剪力滞系数变化规律。根据分析结果,利用最小二乘法提出了计算曲线箱梁剪力滞系数经验公式。分析结果表明:在移动荷载作用下,动剪力滞系数峰值出现在顶板与腹板交界处,最大值接近1.6,剪力滞效应严重;腹板宽度和曲率半径对箱梁剪力滞效应的影响十分明显,二者相互影响;外侧结点剪力滞系数峰值大于内侧;腹板宽度的增大和曲率半径的减小使外侧结点剪力滞效应更加显著,在车辆荷载作用下箱梁外侧部分更易遭到破坏。经验公式的计算结果与有限元分析结果相对误差为3.27%,满足工程计算要求。

曲线桥梁结构徐变次内力分析

在线性徐变理论范围内，本文推导论证了任意断面形式的曲线构件的扭转变形与扭转力矩之间的一般关系式，从而将扭转徐变问题转化为单轴向受压徐变计算问题。介绍了素混凝土柱的扭转徐变试验及其结果，并据此用有效模量法编制曲线桥梁徐变效应分析的有限元程序，初步分析了混凝土徐变对曲线桥梁内力和变形的影响。计算结果表明，混凝土的徐变能在一定程度上改善曲线桥梁结构的扭转受力。

基于板壳有限元理论的薄壁箱梁剪力滞效应

为了分析计算薄壁箱梁剪力滞效应,直接从壳体结构特点出发,由8节点曲边四边形膜单元和基于Reinssner中厚板理论的弯曲单元推导考虑剪切闭锁效应的薄壁箱梁空间壳单元刚度矩阵及相应的刚度方程,并在MATLAB上编制相应的计算程序。通过数值算例,将理论计算值与ANSYS有限元结果,模型试验的实测值进行比较,三者吻合良好,验证了理论公式推导的正确性与可靠性。本文采用8节点的等参单元和二次型位移场形函数,不仅适用于计算直线箱梁,也适用于曲线箱梁,因而更具有普遍性。最后,从平衡微分方程的角度解释剪力滞产生的真正原因,不仅仅是由于剪应力沿横向分布不均匀,其本质更在于剪应力沿横向不均匀变化。

城市轨道交通连续刚构桥车桥耦合动力分析

采用23个自由度的多刚体车辆动力分析模型、空间梁单元模拟桥梁结构,据位移协调原理,建立了广州市轨道交通四号线四跨变截面连续刚构特大桥沙湾大桥车桥耦合时变动力分析模型,并将轨道的竖向不平顺和方向不平顺作为系统的激振源,编制程序计算地铁列车通过时的车桥耦合振动响应。计算结果表明:在地铁列车常用编组和运营条件下,车辆与桥梁的振动响应随着列车速度的提高而缓慢增大;列车舒适性与安全性各项指标均能满足要求;桥梁具有足够的竖向刚度与横向刚度,所得结果可供设计参考。

斜支承曲线梁桥内力影响因素分析

为了深入了解斜支承曲线梁桥的受力性能,基于结构力学的力法原理,推导了任意斜度的斜支承曲线梁桥的内力计算公式。以这些公式为依据,编制了相应电算程序,详细分析了荷载作用位置、荷载类型、弯扭刚度比、斜度、圆心角等因素对斜支承曲线梁桥受力性能的影响。绘制的大量曲线清晰地显示了各项因素对斜支承曲线梁桥受力性能的影响规律。

曲线箱梁桥预应力作用的仿真分析

为降低曲线箱梁桥由于内外腹板曲率半径的差异而导致的设计复杂性 ,以一座实际的曲线箱梁桥为对象 ,采用空间实体仿真分析模型进行分析 ,并将结果与工程实测值进行对比 ,发现若按直线箱梁桥方式设计曲线PC箱梁桥 ,会造成对称布束的受力不合理 .文中对预应力布束的调整方法进行了探讨 ,以为曲线箱梁桥的设计提供参考 .

悬臂曲线箱梁负剪力滞效应

为研究悬臂曲线箱梁负剪力滞效应,本文基于能量原理,推导了悬臂箱梁剪力滞计算公式,经与ANSYS有限元结果相比较,吻合良好,在此基础上采用有限元程序分析了腹板间距、悬臂板宽度、曲率半径、箱梁高度和厚度对其负剪力滞效应的影响。结果表明:(1)在均布荷载作用下,沿全跨纵向,悬臂曲线箱梁呈现出明显的正、负剪力滞效应,负剪力滞在l/6处出现极值,正剪力滞在悬臂梁根部最显著;(2)与直线梁相比,曲线梁考虑曲率的影响,加剧了正、负剪力滞应力分布的不均衡性;(3)内侧腹板与顶板相接处节点易出现剪滞效应惰性区,而外腹板与顶板相接处节点均未出现惰性区,但有相同的正、负剪力滞临界点;(4)腹板间距和悬臂板宽度对负剪力滞影响较大,曲率半径、箱梁高度和厚度对负剪力滞效应有一定的影响。

多格室曲线板桥荷载横向分布的简化分析

本文将宽矮多格室曲线板桥化为跨长相等而刚度不等的等效直线板桥,然后按铰接板法的一般原理导得其荷载横向分布的简化公式,并通过有机玻璃模型试验和文献[1]的理论公式进行了验证,三者基本符合。

有轨电车钢-混组合曲线梁桥剪力钉受力分析

武汉市东湖创新示范区有轨电车T2实验线工程,跨武黄高速公路段采用三跨钢-混组合曲线连续梁桥,曲率半径为150 m,钢箱梁与桥面板采用均布式剪力钉连接.由于桥梁呈小曲线半径,曲线段桥面板受弯扭复合作用,剪力钉不仅受顺桥向剪力作用,同时也承受横桥向剪力,剪力钉受力十分复杂,因此,研究钢-混组合曲线梁桥剪力钉受力特性是十分必要的.文中采用ABAQUS有限元软件,通过弹簧单元Springs/Dashpots模拟剪力钉、实体单元C3D8模拟混凝土桥面板、壳单元S4R模拟钢箱梁,桁架单元T3D2模拟预应力筋,建立了全桥精细化空间有限元模型,研究四种工况组合下桥梁剪力钉空间受力特性.结果表明,在四种工况作用下桥梁剪力钉顺桥向剪力,在边跨跨中、 D6和D7支点附近最大,最大值为61.38 kN;剪力钉横桥向最大值在D7墩附近,为23.33 kN;与直线段相比,桥梁曲线段剪力钉存在明显的横桥向作用,在弯扭复合作用下,剪力钉受力复杂;在四种工况作用下最大剪应力为66.3 kN,小于剪力钉抗剪强度,满足规范要求.

高墩连续曲线梁桥以直代曲判别条件的确定

曲线桥以直代曲,即将曲线梁桥展开,按照中心线长度一致的直线桥进行设计计算的关键,是判别条件的确定。鉴于目前的研究多针对一根单梁,且未考虑墩高的影响,本文以深圳某立交匝道桥为背景,采用有限元分析方法,对高墩小半径曲线梁桥力学性能进行分析,在此基础上提出了适用于高墩连续曲线梁桥以直代曲计算的判别公式。公式形式简单,并考虑了半径、桥长、桥面宽三个因素的影响,实践表明:公式准确性较好。

弯箱梁桥横截面上预应力钢束张拉次序研究

针对润扬大桥世业洲互通D匝道桥,采用有限元进行预应力束模拟张拉。设计了多种可能张拉方案,通过计算分析这些不同张拉次序下曲线箱梁应力变化规律,按照使混凝土尽可能不出现拉力及应力变化最小的原则,比选确定预应力钢束的张拉先后次序。通过针对预应力张拉次序对箱梁变形及结构受力影响的理论分析,并结合计算结果,给出了针对弯箱梁预应力张拉施工的"先外后内,对称均衡"的弯箱梁横截面上的张拉次序原则。通过施工过程中的监控及后期监测,效果较好,研究成果对弯箱梁桥预应力钢束张拉具有一定的参考价值。