基于梁格法的箱梁桥活载效应放大系数研究

文章通过对比单梁模型及梁格模型,分析两种模型下计算结果的差异;通过对比不同跨径箱梁的计算,分析不同宽跨比对活载效应放大系数的影响;通过计算5车道荷载布载及两车道荷载布载,分析两种横向布载方式对活载效应放大系数的影响。研究表明,箱梁的活载效应放大系数与其宽跨比相关,宽跨比越大,相应的活载效应放大系数也越大。当桥梁宽跨比较大时,活载效应放大系数可能超过1.15。传统的简化计算方法并不准确且可能出现两车道荷载效应比5车道大的情况。

基于活载效应法及荷载试验法的大件运输通行能力评估

大件运输通常指采用特殊车辆运输不可解体或需分解运输的货物,车辆的尺寸、宽度、高度及质量均超出常规车辆。但桥梁基本按照标准荷载设计,需评估大件运输通行桥梁的通行能力。国内相关方法研究较多,如实际荷载计算法、等代荷载法、活载效应比较法和荷载试验法等。某变压器大件运输车辆需要通过某干线公路的一座桥梁,文章通过活载效应比较法结合现场荷载试验对该桥大件运输通行能力进行评估,旨在为类似桥梁大件运输安全通行提供参考。

常见中小跨混凝土梁桥的恒活载效应比例关系研究

鉴于国内外针对中小跨桥梁安全监测的科学研究、技术规范和工程实践相对滞后,研究了常见中小跨梁桥的恒活载效应比例关系及与大跨径桥梁的差异。选取多座具有代表性的桥梁并建立有限元计算模型,提取跨中位置的恒、活载弯矩值,分析了中小跨梁桥的恒活载效应占比。通过计算和对比分析表明:常见中小跨混凝土梁桥的活载效应占比很高,且随跨径的增大而逐步减小。相同跨径不同桥宽的混凝土简支梁桥,活载占比差别很小;相同跨径不同截面形式的中小桥活载占比存在差异,其中T梁的活载占比最大,小箱梁次之,空心板最小;不同时期的相同跨径中小桥活载占比随着设计规范和设计荷载等级的更新及设计理念变化而减少。中小跨梁桥在活载响应比例上明显大于大跨径梁桥,这种差异会明显影响基于活载、恒载响应进行安全监测数据预警及评判方法的选择。

基于ANSYS的桥梁几何非线性活载效应分析

大跨度桥梁结构分析必须计入几何非线性的影响。在总结线性、非线性活载效应分析理论的基础上,对ANSYS程序采用APDL语言进行了二次开发,基于影响线概念实现了线性、线性二阶、全非线性三种方法的活载效应分析功能。对一座主跨1 400 m斜拉桥方案的试算工作表明,开发的计算功能切实可靠,且计算速度快。同时,三种方法计算结果对比表明,对大跨度桥梁结构,线性方法误差较大而且计算结果偏于不安全,仅能用以初步估算;而线性二阶方法的计算精度很高,当计算工作量过大或时间受限制时是全非线性方法是较为可靠的替代方法。

基于小波理论的活载效应和劣化效应信息提取技术

桥梁在运营期会受到来自结构内部和外部因素的影响,因此桥梁结构监测系统采集到的结构响应监测信息也必然包含了各种因素所引起的变化,例如温度效应以及其它随机噪声,这些附加信息的存在混淆甚至淹没了结构性能的真实信息,使得结构的安全评价不能有效进行。为了提取反映结构安全性能的活载效应和劣化效应信息,必须将其他各种无用的噪声信息剔除。

基于活载效应统计过程控制的桥梁健康诊断方法

根据砼桥梁结构监测信息的多尺度特点,针对马桑溪长江大桥的跨中部分测点的挠度和应变实测信息,通过小波变换的方法对缓变信息和瞬变信息进行了分离,提取了其中的活载效应,并利用X控制图的统计过程控制原理,实现了桥梁健康的无模型诊断。通过对比相关测点的荷载试验数据进行验证,所提挠度和应变的活载效应信息的变化幅度与荷载试验结果一致,健康诊断结果也与桥梁的实际状态相符。

基于荷载试验的斜拉桥活载效应分析

桥梁荷载试验的控制荷载是由设计活载效应确定,对于斜拉桥其非线性效应显著,简单的线性分析是偏危险的。本文介绍了斜拉桥活载效应求解的几种方法,并以某座斜拉桥为研究背景,借助有限元计算程序,分析了几何非线性对斜拉桥活载效应的影响。研究结果表明,对于主跨在230m左右的斜拉桥采用线性二阶理论确定荷载试验的设计活载效应较为高效合理。

改进型简支装配式小箱梁设计及整体模型横向活载效应分析

以上海市大芦线为工程背景,介绍了改进型简支装配式小箱梁的构造特点,建立实体有限元模型,分析研究组合式小箱梁各片梁在不同偏载工况下的内力横向分布,量化对比横隔板对平衡弯矩横向不均匀分配的影响,得出了对于跨径22m桥宽较窄的情况下,设置跨中横隔板对横向整体受力影响较小的结论。通过实体计算分析小箱梁整体模型在活载作用下的横向弯矩效应,得出了桥面板横向受弯以局部荷载效应为主,整体效应为次;集中荷载作用下的局部荷载效应明显,尤其是沿计算跨度方向的局部效应更为突出的结论。比较杆系模型与实体模型计算桥面板横向弯矩的误差,得出杆系模型结果偏于安全的结论。

多塔悬索桥活载效应简化分析

为简化多塔悬索桥在活载作用下变形与内力的计算,将相邻跨主缆对加载跨主缆的约束效应等效为主缆弹簧,并基于全微分理论和平衡方程推导得到了等效主缆弹簧刚度,再计入桥塔抗推刚度后得到了加载跨主缆两端的总约束刚度;采用单位集中荷载加载得到活载位移影响线,进而得到活载作用下的结构响应;与有限元分析结果进行对比以验证该方法作为概念设计阶段可靠估算方法的可行性。结果表明:与典型双塔悬索桥不同,多塔悬索桥位移影响线在加载跨内几乎不出现变号区域,且最大位移发生在跨中附近,对应全跨满布活载的加载方式;参数分析表明桥塔刚度增大有助于提高结构总刚度,但桥塔弯矩也随之增大;桥塔刚度较小时结构竖向刚度随主缆垂跨比增大而减小,桥塔刚度较大时规律相反;所提出的计算方法可作为概念设计阶段的可靠估算方法。

无索区长度对矮塔斜拉桥活载效应的影响

矮塔斜拉桥在梁段内存在无索区,怎样设置这些无索区合理地布置斜拉索,使斜拉索结构与连续体系梁结构协调地工作,是设计人员关心的问题。基于此,将典型的3跨矮塔斜拉桥梁段内无索区的分布以主塔附近无索区长度、中跨跨中无索区长度以及边跨端部无索区长度3个参数表示,并以此3个参数为研究对象进行结构行为的影响分析。以某大跨度矮塔斜拉桥方案的结构数据为基础,建立(ANSYS)结构有限元模型。在此模型的基础上,设置3个参数可能的合理变化范围,构造其他工况的结构有限元模型。利用参数化设计语言(APDL)编制计算程序,分析参数变化对车辆荷载作用下主梁内力和变形的影响,从而得出主梁在活载作用下合理的无索区长度及分布的范围,为矮塔斜拉索立面布置的优化设计提供参考。

基于WIM的随机车流建模和简支梁桥荷载效应研究

为研究实际车辆运营状态下的行车参数特征及车辆荷载作用效应,基于宜泸高速南溪长江大桥路段的动态称重系统(WIM)实测数据,建立了符合宜泸高速行车车速、车距和轴重参数的概率模型,依据MATLAB软件编制随机车流模拟程序,对6种跨径(6,8,10,20,30,40m)的简支梁进行随机车流加载,得到随机车流作用下简支梁桥设计基准期内的荷载效应极值概率分布,并与我国公路Ⅰ级、英国BS 5400和美国AASHTO设计荷载规范对比。结果表明:车流量和车速大小随驾驶人员作息时间呈规律性变化;纵向车距服从威布尔分布,各车道车辆分布不均衡;车辆轴重服从高斯混合多峰分布;随机车流作用下简支梁桥的实际荷载效应平均值为设计荷载效应平均值的0.82倍,满足设计要求。

公路桥梁活载模式研究

对现行中国、美国、英国、加拿大、欧洲公路桥梁规范中的汽车荷载标准进行分析研究。结合不同跨径的连续梁,通过建立有限元模型,对各规范汽车荷载产生的内力响应进行计算分析,并将汽车荷载效应与恒载效应进行组合,得出各种荷载效应的比例系数。计算结果显示:各公路桥梁规范的汽车荷载在取值、布置形式以及计算系数等方面均存在较大的差异,在所研究的连续梁跨度范围内,英国BS 5400规范的活载效应值最大,但是组合后的总效应各规范基本处于同一水平。

钢混组合梁桥活载偏载效应研究

钢混组合梁材料特性不同,钢和混凝土结合后,应力流分布比较复杂;宽箱梁截面由于车辆加载位置随机,活载偏载效应明显,杆系模型显得无能为力。文章采用空间有限元的方法,研究钢混组合梁桥活载偏载效应的规律,以便工程设计人员对钢混组合梁活载效应有更深入的认识。

中小跨径混凝土T梁桥活载响应规律研究

我国在役的中小跨径混凝土简支T梁桥数量众多,通过对常见跨径、典型桥宽及设计荷载的中小跨径混凝土T梁桥恒活载响应规律的分析,活载效应显著大于恒载效应,从活载对中小跨径混凝土简支T梁桥的影响规律展开分析,并为位移及应力检测传感器的布置提供建议。

腾龙洞至大峡谷观光铁路桥梁设计活载标准图式研究

恩施腾龙洞至大峡谷观光铁路是国内首条景区观光铁路,其竖向活载设计图式,是观光铁路桥梁设计的基础,是最重要的设计参数之一。在建设规划前期,应进行活载标准图式的论证,该标准的合理选择,对桥梁结构设计,控制工程造价具有重大意义。通过将“南洋之星”车辆荷载产生的跨中最大弯矩值与支点反力值换算成均布静活载效应分别与我国现有地铁、轻轨、城市轨道交通活载换算的均布静活载效应进行比较,推荐采用轨道交通B型车。

基于WIM的广东省公路桥梁车辆荷载模型研究

为研究适合于广东省实际的公路桥梁车辆荷载模型,选取该省5条具有代表性的高速公路,基于动态称重(WIM)系统实测的交通轴载数据,参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023-85)的方法,拟定符合广东省实际交通状况的车辆荷载参数,获得相应车辆荷载模型,并采用推荐车辆荷载模型与规范荷载模型对不同结构形式的桥梁活载效应进行对比分析。分析结果表明,按照规范原则得到的广东省实测车辆荷载总重和轴重均大于规范给定值;各种结构桥梁在推荐的车辆荷载模型作用下的活荷载效应均为规范计算值的1.4倍左右,桥梁跨径越小,活载所占设计荷载的比例越大,规范对活载效应的低估越明显。

纤维再生混凝土单向板承载力极限状态方程及可靠度计算

当前缺少计算纤维再生混凝土单向板处于承载力极限状态时的可靠度计算公式。为此,首先基于纤维再生混凝土的本构关系,推导了受压区等效矩形应力图系数;然后根据单向板破坏控制因素确定随机变量统计参数,建立纤维再生混凝土板的受弯承载力极限状态方程;接着结合验算点法推导可靠度计算公式,研究了纤维加入前后再生混凝土单向板可靠度指标的变化,以及纵筋配筋率和活恒载效应比对指标的影响。结果表明,纤维的加入和纵筋配筋率的增加均提升了再生混凝土单向板的可靠性,但可靠度指标随着活恒载效应比的增大而降低。同时﹐所提出的可靠度公式可作为纤维再生混凝土单向板工程可靠度计算时的参考。

关于桥梁结构大件运输通过性评估方法的思考

桥梁结构大件运输通过性评估是一项高风险、高难度的工作,提出三种评估方法的原理和适用条件:中小跨径梁桥或图纸资料缺失的桥梁时,可开展活载效应对比,快捷便利;对于拱桥及活载效应对比不通过的桥,开展极限承载能力验算,并根据桥梁的检测状况考虑适当的检算折减系数;对于极限承载能力验算不过但相差不大、缺少图纸资料且活载效应对比不通过、存在一定程度病害无法准确评判承载力的桥梁进行荷载试验。本文旨在为桥梁结构大件运输通过性鉴定提供参考依据。

基于cohesive单元的碳纤维加固预制混凝土箱梁分析

以一受损的预制混凝土箱梁为背景,进行病害分析并提出碳纤维加固方案,将cohesive单元运用在碳纤维布加固分析过程中,通过等效活载加载模拟,给出了主梁在荷载作用下碳纤维布及胶体的损伤位置及分布,得到了主梁碳纤维加固后的胶体破坏行为。通过改变等效活载效应,分析得到不同损伤状态下的等效活载效应,当粘结层开始发生损伤时,其等效活载为设计何在的1.68倍,当粘结层部分刚度退化时取用1.74倍等效活载,当达到极限承载力时,取用2.43倍等效活载,且损伤面积占粘结层总面积的3.45%。结果表明碳纤维布加固预制混凝土箱梁后的承载能力及刚度有一定的提升。

矮塔斜拉桥结构参数研究

针对矮塔斜拉桥的结构特点,分析了索塔高度、斜拉索面积、主梁抗弯刚度等主要设计参数变化对结构活载效应的影响规律,探讨了矮塔斜拉桥主要构件塔、梁、索在活载作用下的力学性能,为设计经济、合理的结构形式提供参考。