基于模态测试的斜交简支梁桥建造质量快速评估

以实际工程中的一座新建公路斜交宽简支梁桥为例,探究模态测试技术和模态刚度测试方法在新建桥梁工程验收评价中的应用。设计虚拟静载试验方案,选取参与计算的最少模态阶数;进行环境激励桥梁模态测试试验,识别桥梁前三阶实测模态参数,基于实测模态参数识别结构柔度矩阵,预测虚拟静载试验的实测模态挠度,对比桥梁的设计理论挠度,结合相关规范评估建造状况。结果表明:虚拟静载试验荷载作用下,仅采用前3阶模态参数即可准确预测简支梁桥的跨中模态挠度,中载和偏载工况下的误差均在5%以下;环境激励模态测试试验可以准确识别斜交宽简支梁前3阶模态参数,无需对桥梁施加额外激励措施;结合规范计算的桥梁跨中挠度校验系数在0.55~0.70之间,表明该简支梁桥建造状况良好;基于模态测试,可以准确评估简支梁桥建造质量,测试过程方便快捷,在实际工程中具有广阔的应用前景。

高层建筑外扩层框架外斜柱模板支撑体系设计

随着建筑外观造型设计更加新颖,建筑的主体结构造型也不再是方正造型,不断出现结构楼层外扩的形式,超长悬挑混凝土梁、框架外斜柱越来越多,为解决高空超长悬挑混凝土结构的模板支撑问题,以北京某中医科研楼为例,通过对现在常见模板支撑形式优化,设计出满足悬挑梁、框架外斜柱共用支撑架的新型悬挑支撑体系,为类似工程提供参考。

钢箱梁顶推施工中临时支架布置形式分析研究

研究以某跨高速公路桥梁工程为例,分析了临时支架布置形式对钢箱梁在顶推施工中的受力影响。基于数值模拟方法,建立了符合实际工程的钢箱梁顶推模型,提取不同工况下主梁和导梁的最大应力值及位移值,并分析其变化情况,研究结果以期为类似工程提供参考。

斜交钢混组合梁反力影响分析及设计

基于工程实例,从斜度、弯扭刚度比、端横梁刚度及施工工序等多个方面对单跨多梁式斜支撑钢混组合梁桥的支承反力影响因素进行分析。结果表明,对于大跨度斜交钢混组合梁窄桥而言,斜度对支承反力分布影响较为显著,增加中横隔板数量并不能显著改变端横梁处附加扭矩及反力,调整端横梁刚度只在一定范围内对支反力分布有影响。建立了实体模型对结果进行对比分析,相关结论可为该类型斜梁桥设计提供一定参考。

响应变量随机缺失下偏正态众数混合专家模型的参数估计

数据缺失是众多影响数据质量的因素中最常见的一种.若缺失数据处理不当,将直接影响分析结果的可靠性,进而达不到分析的目的.本文针对随机缺失偏正态数据,研究了偏正态众数混合专家模型的参数估计.将众数回归插补与聚类相结合,提出分层众数回归插补方法.利用机器学习插补和统计学插补的方法,进一步比较研究三种机器学习插补方法:支持向量机插补、随机森林插补和神经网络插补,三种统计学插补方法:分层均值插补、众数回归插补和分层众数回归插补的缺失数据处理效果.通过Monte Carlo模拟和实例分析结果表明,分层众数回归插补的优良性.

斜交钢箱梁桥顶推导梁的稳定性分析

为了分析斜交钢箱梁桥顶推导梁的稳定性,以某两跨斜交连续钢箱梁桥的顶推施工为背景,建立钢箱梁及其导梁结构的有限元模型。通过提取非对称支承工况下结构支反力、导梁腹板以及腹板间横向连接系的应力应变,分析导梁受力特征。在分析线弹性屈曲特征值的基础上,模拟导梁局部失稳并提取屈曲变形特征,分析斜交顶推中的导梁稳定性,进一步探讨不同导梁加固方案的优化效果。结果表明:与正交顶推相比,斜交顶推非对称支承工况下导梁两侧变形不协调,且导梁最前端桁架应力水平较高。在桁架-导梁的相互作用下,导梁屈曲特征值较正交顶推时降低约60%,故导梁稳定性分析应考虑桁架影响。采用增加纵、横向加劲肋对导梁结构进行加固,导梁自重仅增加约5%,但可提高导梁结构的屈曲特征值约20%。该加固方式下结构稳定性增强,可为同类型斜交桥顶推中的导梁设计提供参考。

基于统计式机器学习的地理本体融合模型

针对不同领域对地理事物的认知体系差异造成了地理本体异构的问题,提出了地理本体融合模型,引入统计式机器学习的方法对概念间的关系进行自动处理,并以概念间关系在不同本体出现的频度来产生其可信度,最后形成带有统计信息和领域信息的大型地理概念空间.该模型巧妙规避概念层面繁琐的异构映射过程,融合概念空间将多个地理本体所表达的概念知识融为一体,并保持了领域内的信息,有效实现了不同认知体系之间的共享.

斜交支承连续箱梁剪力滞效应的梁段有限元分析

选取二次抛物线作为剪力滞翘曲位移函数,用能量变分法导出双室箱梁剪力滞控制微分方程。通过分别建立单元两端支点处和梁轴处位移之间的变换关系,考虑弯曲、约束扭转及剪力滞变形之间的耦合关系,提出一种适用于斜交支承连续箱梁剪力滞效应分析的梁段单元。对一斜交支承3跨连续双室箱梁模型的计算值与ANSYS壳单元计算值和实测值均吻合良好,证明该单元是可靠的。详细分析斜交支承角度变化对斜交支承3跨连续箱梁剪力滞效应及内力分布的影响,结果表明:与常规支承箱梁相比,斜交支承箱梁的剪力滞效应更为显著;控制截面的弯矩和剪滞力矩均随着斜交支承角度增大而减小,但双力矩却随斜交支承角度增大而增大;荷载横向作用位置对双力矩的分布有显著影响;剪力滞和约束扭转引起的翘曲应力在总应力中占较大比例,设计中必须认真对待。

地震作用下斜交简支梁桥桥面旋转反应的参数分析

地震引起的斜交简支梁桥桥面面内旋转不仅增大了梁体的纵、横向位移,而且增加了梁体与边界碰撞的几率。为研究地震作用下斜交简支梁桥桥面的旋转反应,利用Open Sees地震仿真模拟平台,建立考虑梁体与桥台间纵向碰撞、梁体与挡块间横向碰撞效应的斜交简支梁桥简化动力计算模型,分析梁体与桥台间纵向碰撞刚度、伸缩缝间隙、梁体与挡块间碰撞刚度、初始间隙、挡块力学特性等对斜交简支梁桥桥面旋转的影响。结果表明:纵向碰撞刚度、伸缩缝间隙、梁体与挡块间初始间隙对斜交简支梁桥桥面转角的影响较大,而横向碰撞刚度对桥面转角的影响相对较小;梁两端锐角区设置纵向垫块对减小桥面转角和纵向位移有较好的效果;设置弹塑性挡块能有效控制桥面的震致转动,减轻挡块的横向受力。

斜支承箱梁的日照温度次内力研究

为了研究斜支承箱梁在非线性日照温度梯度作用下的结构性能,推导了日照温度初内力的一般公式,并针对指数曲线和折线两种温度梯度模式给出初弯矩的具体表达式,在此基础上,进一步推导了单跨斜支承箱梁和多跨斜支承连续箱梁的日照温度次内力公式。以基本公式为依据,编制相应电算程序,结合工程实例,详细分析了斜度和弯扭刚度比对单跨斜支承箱梁和多跨斜支承连续箱梁日照温度次内力的影响,绘制的大量曲线清晰显示了其影响规律。研究结果表明,无论是多跨斜支承连续箱梁还是单跨斜支承箱梁,在非线性日照温度梯度作用下都会产生很大的次弯矩和次扭矩,斜度和弯扭刚度比对次内力有显著影响。

斜交简支梁桥纵向地震碰撞反应精细化研究

为精细化分析斜交简支梁桥地震碰撞反应,首先基于Hertzdamp碰撞理论,采用开放式地震模拟软件Open Sees建立能够考虑碰撞过程中摩擦作用的斜交简支梁桥精细化计算模型;然后从动力特性、动力反应层面验证模型的可靠性;最后采用三维精细化计算模型分析斜度、摩擦对斜交简支梁桥纵向地震碰撞反应的影响。结果表明:梁体与桥台间最大碰撞力的产生位置随着斜度的变化而改变;最大碰撞力的大小不仅与斜度有关,而且与斜交桥梁端与桥台间摩擦因数也存在一定关系;摩擦作用削弱了斜度对梁端锐角处纵向最大位移的影响,大幅度减少上部结构峰值转角,使峰值转角最大值滞后在较大斜度时出现;不考虑摩擦作用会高估锐角处梁端纵向最大位移反应。

基于荷载试验的三跨简支斜桥承载能力研究

为了解某宽跨比较大的三跨简支斜桥在正常运营状态下的安全性和不利状态下的承载力,基于试验方法研究了在偏载和中载等不利荷载工况下的主梁应力和变形。通过脉动试验、无障碍行车试验、有障碍行车试验研究了该桥的自振频率、不同行车速度下的变形响应及跳车试验下的冲击作用,将测试结果与有限元结果进行了对比。结果表明:跨中截面中载为最不利荷载工况,在不利荷载工况下,实测应变和挠度均小于计算值,主梁变形和混凝土应力均满足规范要求;当行车速度在30km·h-1以内跑车试验时,各跨冲击系数为1.094~1.192;当行车速度为10km·h-1跳车试验时,各跨冲击系数为1.147~1.195;该桥的结构强度和刚度具有一定的富裕度,能较好地满足实际运营状况。

连续斜梁桥结构特性研究

运用梁格法分析了一公路连续斜梁桥不同的支座刚度及横梁刚度对整个斜梁桥受力的影响.发现支承刚度越小,其支承反力分布越均匀,因而在实际设计连续斜桥时宜选取较高的支座来降低支座刚度,以使各支反力趋于均匀,避免负反力的出现;而连续斜梁桥的横梁扭矩对横梁的刚度比较敏感,虽增加横梁的刚度可减小纵梁的最大弯矩,但会导致横梁的弯矩以及扭矩的增加,且扭矩增加迅速.所以,在横梁设计中需综合考虑以上各因素,选择刚度合适的横梁.

连续斜弯梁桥的荷载试验研究

结合一连续斜弯梁桥实桥试验结果，分析了此种桥型的受力特点、变形特点，给出了试验方案、方法及试验成果。

斜交简支梁桥地震碰撞反应参数分析

为研究斜交简支梁桥地震碰撞反应,采用开放式地震模拟软件Open Sees,建立能够考虑梁体与桥台间纵向碰撞、摩擦作用及梁体与挡块间横向碰撞效应的斜交简支梁桥精细化动力计算模型,分析水平地震动输入方向、竖向地震动和斜度等对斜交简支梁桥地震碰撞反应的影响规律。结果表明:忽略横向碰撞时,斜度为α的简支梁桥梁端纵向最大位移、上部结构峰值转角在水平地震动以角度θ=90°-α输入时达到极小值;考虑横向碰撞后,由于挡块的有效限位作用,梁端纵向最大位移、上部结构峰值转角会减小,竖向地震动对地震碰撞反应的数值有一定影响,但对其随斜度的变化规律没有明显影响,钝角处支座上拔力随斜度增大而增大,锐角处支座上拔力随斜度增大而减小,且支座上拔力由钝角处向锐角处逐渐减小,考虑水平地震动输入方向影响时,梁端纵向最大位移随斜度增大而增大,上部结构峰值转角、梁端纵向最大碰撞力随斜度增大呈先增大后减小的变化规律,梁体与挡块间横向最大碰撞力随斜度的增大总体变化不大。

地震作用下斜交简支梁桥旋转机理及斜度影响研究

为研究地震作用下斜交简支梁桥梁体转动的影响因素，利用OpenSees软件建立考虑碰撞效应的单跨斜交简支梁桥简化动力计算模型，采用模态分析法和时程分析法计算了斜交简支梁桥的动力特性以及非线性地震响应，分析了梁体旋转发生的机理以及斜度对梁体旋转反应的影响。结果表明：对于橡胶支座支承的斜交简支梁桥，当梁体与边界不发生碰撞时，地震作用下梁体的转动由旋转振型引起，最大转角随斜度的增大而增大；当梁体与边界发生碰撞时，碰撞产生的力矩是引起梁体旋转的主要因素，最大转角随斜度的增大呈先增大后减小的变化规律。横向挡块对斜交简支梁桥梁体旋转具有重要影响，忽略其作用最大转角将被高估22．9％～65．0％。

强震下多跨斜交简支梁桥桥面旋转机理研究

为分析强震下多跨斜交简支梁桥梁体出现较大转角的原因及斜度、宽跨比对桥面转角的影响,以某装配式预应力混凝土箱梁桥为背景,利用OpenSees软件建立多跨(两跨和三跨)斜交简支梁桥动力计算模型,采用时程分析法研究斜度、宽跨比和碰撞作用对桥面旋转的影响。结果表明:强震下两跨斜交简支梁桥桥面出现较大转角主要是由结构偏心效应造成的;考虑相邻梁间单边纵向碰撞后,当与斜度、宽跨比有关的参数η<1时,碰撞力矩会抑制两跨桥面的旋转;当η>1时,碰撞力矩会加剧其中一跨而抑制另一跨桥面的旋转。强震下三跨斜交简支梁桥中跨桥面的旋转主要由邻梁间纵向碰撞作用引起,斜度小于45°时,仅考虑梁体单边纵向碰撞,中跨桥面最大转角随η的增大而增大;考虑梁体双边纵向碰撞,中跨桥面最大转角随η的增大呈先增大后减小的趋势。

三跨斜交简支梁桥地震碰撞反应参数影响研究

利用OpenSees地震仿真模拟平台,建立了3×30m斜交简支梁桥计算模型,通过改变斜度、纵向伸缩缝间隙、梁体与横向挡块间初始间隙,研究结构地震碰撞反应的变化规律,研究发现:桥面峰值转角随斜度和伸缩缝间隙增大呈现先增大后减小的变化规律,随横向初始间隙增大而逐渐增大;梁体纵向最大位移随斜度和伸缩缝间隙增大而逐渐增大,随横向初始间隙增大呈现先减小后增大的变化规律;墩底最大反力和墩顶顺桥向最大位移的变化规律与梁体纵向最大位移的变化规律一致.

连续斜支承梁的计算模式及受载特性分析

本文在充分考虑了连续斜支承梁的支承特性后,提出了连续斜支承梁的弹性支承计算图式,并以空间梁单元为基本工具对连续斜支承梁进行求解,这为连续斜支承梁的研究提供了另一条思路.文中最后给出一个算例,与刚性支承模式进行了比较,并对连续斜支承梁的影响因素进行了分析.

简支梁式斜交矩形渡槽槽身结构受力分析

分析了简支梁式斜交矩形渡槽的结构特性,推导出了其内力及支反力的计算公式,并与正交渡槽的受力特性进行了比较。结果表明,斜交渡槽槽身正弯矩较同等跨径的正交渡槽要小,在斜支承处还会产生负弯矩,且反力分布不均匀,钝角处反力大于锐角处反力;随着斜度增大,正弯矩在减小,而扭矩却在增大,具有弯扭耦合作用的特性,建议其截面型式以抗扭能力大的箱形截面为佳。