近断层脉冲型地震作用下大跨拱桥动力响应分析

为了研究近断层脉冲型地震动的速度脉冲特性和参数对大跨拱桥动力响应的影响规律,首先引入分解叠加(record-decomposition incorporation,RDI)法合成人工近断层脉冲型地震动,对比研究了不同等效脉冲模型的准确性,进而优化和验证了合成方法;然后以某大跨拱桥为工程背景,采用优化后的RDI方法合成了具有不同参数特征的人工近断层地震动,探讨了脉冲成分与残余分量对拱桥动力响应的影响机制;最后研究了不同脉冲参数对拱桥动力响应的影响规律。研究表明:优化后的RDI合成方法能有效模拟原始近断层脉冲型地震动,并得到具有不同脉冲参数的人工地震动;近断层地震记录的高频成分对拱桥结构动力响应具有显著的不利影响;随着脉冲幅值的增大,向前方向性效应和滑冲效应对拱桥动力响应的影响均明显增大;随着脉冲周期的增大,两种脉冲效应对拱桥动力响应均有显著的不利影响;对于脉冲个数的影响,双向脉冲的近断层地震动相比多向脉冲会引起拱桥更大的面内响应。

BIM正向设计在市政大跨拱桥的应用研究

本文的研究重点在于探讨BIM正向设计在市政大跨拱桥中的应用研究。研究内容包括市政大跨桥梁BIM正向设计的现状及前景、BIM正向设计在市政大跨拱桥设计中的优势、挑战和解决方案以及相应的应用策略和建议。本研究通过对BIM技术正向设计的深入研究和实践,结合实际案例分析和建模经验,旨在为市政大跨拱桥的设计和建造提供一种更高效、可靠的方法,促进城市基础设施的可持续发展,为城市居民提供更安全、便捷的交通环境。

某大跨拱桥拱座底板大体积混凝土温度场数值模拟研究

大体积混凝土由于水化放热引起内外温差过大,易产生裂缝,是工程施工中重点关注的问题.文章以某大跨拱桥拱座底板为研究对象,利用有限元方法进行了大体积混凝土水化放热数值模拟,分析了入模温度和外保温措施对温度场的影响,并为实际施工防裂提供了参考方案.研究发现,单纯控制入模温度难以使工程满足抗裂要求;合适的保温措施不仅能显著降低混凝土内表温差和开裂风险,而且还能延缓其出现时间.

住建学堂:探索世界第一的大跨拱桥

住建学堂·八桂小记研学行第五期桥梁是公路、铁路等交通设施的重要组成部分,也是一道道靓丽的风景线,其中大跨拱桥的建造更是世界级的难题。7月7日,参加广西城镇建设杂志社举办的“住建学堂·八桂小记研学行”第五期活动的小记者们怀揣着一颗颗悸动的心,来到广西大学土木建筑工程学院,近距离观察世界第一大跨拱桥的建筑模型,领略桥梁设计之美。

大跨拱桥缆索吊装系统分析

斜拉扣挂悬拼法灵活性强、跨越能力大,是目前拱桥常用的施工方法。文章主要基于缆索吊装系统索塔双向变形相等的条件,依托某上承式钢管混凝土拱桥,建立缆索吊装系统的有限元模型,对不同工况下的索塔应力、索塔偏位、主索索力和稳定性进行分析,验证缆索结构承受最大吊装质量的合理性与可靠性。

特重车交通荷载作用下大跨拱桥动力响应分析

为研究特重车交通荷载工况作用下大跨拱桥的动力响应特点,以河北省宣大高速公路上某大桥的动态称重系统所采集的近3年的交通数据为基础,定义并提取了特重车的交通荷载工况,进而分析了不同类型特重车交通荷载工况所占比例及每个特重车交通荷载工况车辆总质量的分布规律。利用随机车流-桥梁耦合振动分析软件计算了大跨拱桥在特重车交通荷载作用下的空间动力响应,并与新旧桥梁规范中的设计车辆荷载对应的响应进行了对比。结果表明:新规范对拱桥关键部位的设计荷载定义更为保守,实测的交通荷载工况中仅有极少数特重车交通荷载工况对应的响应超过了设计车辆荷载对应的响应;对于该大跨拱桥,新桥梁规范中的设计车辆荷载能够较充分地考虑大部分特重车交通荷载作用对桥梁结构整体受力产生的不利影响。

海冰对冰水域大跨拱桥地震动力反应的影响研究

本文基于Croteau动冰力模型和动水附加质量建立冰水域墩柱结构地震反应简化计算模型,并进行大跨牛根拱桥分别被自由冰和固结冰包围时地震反应分析,通过对比分析拱桥主梁、拱肋内力响应及桥墩底部弯矩曲率响应,探讨自由冰和固结冰对大跨拱桥地震反应的影响。结果表明:无论是固结冰还是自由冰对牛根拱桥的自振频率影响不大,主要是由于桥墩结构刚度较大;地震作用下,自由冰和固结冰对主拱范围内的主梁和拱肋的内力影响较小,变化±3%左右,但对引桥端部和边拱端部处主梁的内力影响较大,可增大10%以上;而海冰对桥墩的地震反应的影响显著,海冰可使桥墩底部的弯矩和曲率增大数倍。因此,在进行冰水域大跨拱桥的抗震设计时,非常有必要考虑冰对桥梁结构内力的影响。

大跨拱桥的特点分析与发展途径 第一讲 概述

有鉴于在大跨桥梁中悬索桥与斜张桥均有飞跃发展,已分别接近2000m与900m,而拱桥则仍滞留在518m以下的水平上。作者认为拱桥也可有其发展前途,于是对它进行了分析研究,感到如能认清它的特点,建立起完善的设计构思,自不难从设计、施工、经济美观等方面找到它的发展途径,超过现在记录518m是可行的。本文分三讲先后介绍概述、设计、施工、经济与结论。在第一讲概述中介绍概况、设计构思的由来、大跨拱桥的特点、分析与对策、小结。

基于长短时记忆神经网络的大跨拱桥温度-位移相关模型建立方法

建立温度-位移相关模型是开展基于位移响应的大跨桥梁性能评估的关键步骤。该文提出一种基于长短时记忆(LSTM)神经网络的多元温度-位移相关模型建立方法。充分利用LSTM神经网络能够考虑位移时滞效应和适合处理超长数据序列的优势,采用自适应矩估计方法对LSTM神经网络进行优化,并引入丢弃正则化技术提升模型的预测能力。在此基础上,基于一座三跨连续系杆拱桥长期同步监测的温度和位移数据,讨论了影响该桥主梁竖向位移的主要温度变量,并建立了多元温度-位移的LSTM神经网络模型,与基于误差反向传播(BP)神经网络的多元温度-位移相关模型进行了比较。研究结果表明:构件有效温度与主梁竖向位移具有明显的非线性关系,构件间温差和主拱温度梯度与主梁竖向位移呈线性相关性;主拱有效温度和主梁与主拱的温差是引起该桥主梁竖向位移的主要温度变量;相比于BP神经网络模型,该文提出的LSTM神经网络模型能够大幅降低温度位移的重构误差和预测误差。

地震断裂带高铁大跨拱桥深基坑钢板桩围堰支护试验与监测

针对大跨度高速铁路拱桥建设对深基坑开挖施工的安全性要求,为了研究钢板桩围堰支护在大跨度高速铁路拱桥深基坑施工中的可行性,以新建徐盐高铁徐洪河特大桥工程项目为依托,通过数值模拟及现场试验监测,对深基坑钢板桩围堰支护在施工过程中的形变及受力情况进行分析。结果表明:通过有限元模拟分析,钢板桩围堰最危险受力点处于钢板桩中部、中上部及四角连接处,围堰第4道内支撑内力较其他3道内支撑大。整个施工过程中工况5为施工最不利工况。由监测结果可知,在施工过程中钢板桩单日最大位移值为2.8 mm,最大累计位移值为24.0 mm,均未达到预警值,施工过程中钢板桩形变稳定。钢支撑轴力受基坑周边荷载的影响明显,围堰钢支撑最大压力值为147.31 kN,最大拉力值为24.95 kN,未达到预警值,结构安全。研究结果可供同类型工程施工参考。

大跨拱桥施工阶段索-拱组合结构的自振特性分析

缆索吊装法是大跨拱桥施工的一种重要施工方法,施工阶段由支撑扣索与拱节段形成的临时索-拱组合结构在复杂环境下的动力问题值得关注。该文以贵州大小井大桥节段吊装过程为工程依托,分析归纳索-拱结构模态以及对应频率的分布特征。分析了拉索抗拉刚度、主拱抗弯刚度和边界条件对结构模态分布的影响。结果表明:索-拱结构同时存在索的局部振动模态和结构的整体振动模态;随着吊装节段的增加,结构将更容易出现整体振动;主拱抗弯刚度和边界条件对结构整体振动模态分布具有重要影响,拉索抗拉刚度对结构整体振动模态没有影响。

3种大跨拱桥拱座地连墙基础适用性研究

以首次采用“地连墙-混凝土承台”复合基础的世界最大跨径(575 m)钢管混凝土拱桥——平南三桥北岸拱座基础为工程依托,同时提出了2种新型的格构式地连墙拱座基础形式,采用数值分析方法对3种形式基础在运营期拱座上部荷载作用下的变形、承载性能进行对比分析,同时从施工工艺、耗材、工期等方面对3种不同形式基础的适用性进行讨论。结果表明:拱座上部荷载作用下3种形式的基础均呈现整体式倾倒变形,环形基础的水平承载性能较其他2种新型格构式筒型地连墙基础更优,而新型基础1的竖向承载性能优于其他2种基础形式;在确保基础的整体性及刚度的情况下,新型基础1较其他2种基础形式更具竞争力。

大跨拱桥钢桁拱架施工控制分析

依托工程实例对大跨拱桥钢桁拱架施工过程中以及对每个施工阶段的注意事项作了深入分析。同时对拱架的线型和应力控制作为重点来研究。实例证明,各个阶段的控制是行之有效的。

大跨拱桥劲性骨架设计研究

劲性骨架钢筋混凝土拱桥跨越能力大、潜在超载能力强、施工技术成熟,是一种极具发展前途的大跨拱桥形式。文中以渝贵铁路上的某座大跨拱桥为例,介绍了该桥的劲性骨架设计分析、施工情况;采用有限元软件同时结合不同国家规范对施工过程中的劲性骨架应力、强度及稳定性进行了分析。

大跨悬浇钢筋混凝土拱桥施工要点探究

钢筋混凝土拱桥规模不断扩大,人们对其建设质量提出了更高的要求。大跨悬浇拱桥施工技术在不断更新,性能更加优良,功能更加强大,更加符合工程建设的各项要求,但与此同时,其施工专业性要求更高,施工难度也有所增加。因此,在具体施工中需要把握大跨悬浇钢筋混凝土拱桥的施工要点和注意事项,有针对性地开展质量控制工作,发挥技术优势,提高此类拱桥的建设质量。分析了大跨悬浇钢筋混凝土拱桥的施工方法,并提出几点有效的控制措施,以期为相关工程建设提供参考。

长周期地震下大跨RC轻柔拱桥BRB横向减震研究

为了提升长周期地震下轻柔拱桥的横向抗震性能,可在排架墩间设置屈曲约束支撑(BRB)。以某新型高墩大跨RC拱桥为研究对象,说明其结构体系的特殊之处,分析不同脉冲周期的近场地震动、远场长周期、近场无脉冲及远场普通地震动下,BRB对全桥墩柱的减震效果与损伤状态变化趋势。研究结果表明:轻柔拱桥在长周期地震动下的地震需求更高;BRB能够有效降低排架墩的变形与弯矩需求,但会在一定程度上增加设置BRB墩柱的底部剪力;在近场脉冲地震动的永久位移效应与远场长周期地震动的丰富低频分量下,应用于轻柔体系拱桥的位移相关型BRB减震效果较佳,耗能突出;而由于近场无脉冲与远场普通地震动的位移谱值始终较低,在该2类地震下会普遍出现响应放大的情况;BRB改变了排架墩的传力路径,将部分弯矩转化为连接处的剪力与轴力,同时高墩高阶振型的影响加大,导致其弯矩包络沿墩身存在突变;能有效避免未设BRB墩柱的破坏,而由于高阶振型的影响,大部分高墩截面损伤降低程度不显著;设置BRB的墩柱顶部截面损伤会降低,因立柱与拱肋的振动耦合作用,其底部截面在小震下损伤也会缓解,而过渡墩底部截面的损伤反而会增大。位移耗能型BRB在长周期地震下能有效提升轻柔体系拱桥的横向抗震性能。

高速铁路大跨度混凝土拱桥变形控制限值

以某大跨度上承式混凝土拱桥为研究对象,通过车桥耦合分析方法,分析温度和徐变共同作用下的车桥系统动力响应,研究桥梁变形的控制指标和限值。结果表明:在温度和原始徐变共同作用下,车辆动力响应均能满足规范要求;在温度和不同倍数徐变共同作用下,随着徐变变形增大,脱轨系数、轮轴横向力和横向加速度变化极小,轮重减载率有一定变化,但幅度较小,均对温度和徐变引起的长波不平顺不敏感;温度和徐变对车体竖向加速度的影响显著,随着徐变变形增大,车体竖向加速度明显增大,车辆竖向加速度可作为高速铁路拱桥变形控制限值的主要评判指标。

基于达索3DExperience平台的大跨中承式拱桥数字技术应用研究

为解决大跨中承式拱桥的设计及建造难题,本文基于达索3DExperience平台开展数字化技术应用与研究,包括正向设计、复杂钢结构局部节点的协同分析、钢结构深化设计及施工深化应用、项目协同管理等探索应用与研究。并以跨永定河大桥作为验证案例,实践表明项目基于统一模型构架组织模式有助于大桥数字模型设计与建造一体化应用,提升模型总体协作效率20%以上,且有效降低综合应用代价。

大跨钢箱拱桥吊索长度精确计算方法研究与优化

传统钢箱拱桥吊索长度预测方法存在与成桥状态偏差较大的问题,从这一问题出发,基于理论分析和数值模拟,同时结合实测复核,探求更优的吊索长度计算方法。以计算跨径为457 m的某大跨钢箱提篮拱桥工程为依托,首先建立三维有限元模型,并基于模型,建立了考虑温度影响的成桥状态预测模型;其次优化了传统的归一化原理影响矩阵法,并对索力优化;最后基于索力优化提出了吊索长度的精确预测方法,并由实测数据得到了验证。结果表明提出的吊索长度计算方法具有较高的计算精度:由该预测方法得到的吊索长度与成桥状态实测长度的标准差6 mm,远小于优化前的标准差11 mm;同时,该预测方法得到的吊索长度与实测长度差值均满足施工±20 mm的精度要求。

劲性骨架拱桥外包混凝土底模设计及拆除研究

为了探究大跨劲性骨架拱桥拱圈外包混凝土底模拆除工艺技术以及底模体系安全性问题,以奉节梅溪河双线特大桥为研究对象,从底模拆除的工艺流程探究其经济性、安全性,从底模模板系统的受力验算探究其设计合理性、安全性。为了验算底模模板的支撑安全性问题,依据相应的安全技术规范,对模板使用过程中可能出现的各种荷载进行计算,并按最不利进行荷载组合,计算模板使用过程中的荷载值;结合计算得到的最不利荷载值,对模板进行面板计算、次楞计算、主楞计算和吊杆计算,使其满足要求,进而确保模板在使用过程中的支撑安全性问题。结果表明,通过底模模板系统验算,其设计合理,底模拆除工艺采用吊篮结合吊具的方法,缩短了工期,减少了施工人员的投入,大大降低施工成本。