基于无损检测和概率的古代石拱桥结构可靠度评估

中国古代石拱桥由于其年代久远、结构复杂、露天保存以及可靠度评估过程中参数不易确定等特点,导致传统结构稳定性分析评估方法难以准确评估古代石拱桥结构实际响应和可靠度。提出一种基于无损检测和概率的古代石拱桥结构可靠度评估方法。该方法首先提出利用无损检测技术或工程地质类比法获取石拱桥结构物理力学参数并建立数值模型;然后基于无损检测数据或《工程地质手册》,利用敏感性分析方法确定对石拱桥整体结构响应影响较大的关键参数,即第一类关键参数,并根据参数先验分布提出不同的抽样方法,生成随机样本实现贝叶斯更新过程;最后通过ANSYS软件对桥梁结构的响应进行有限元分析,并利用可靠度分析方法计算出石拱桥结构可靠度指标,并根据相关标准对石拱桥结构安全与可靠度进行评估。以全国重点文物保护单位隋代赵州桥(大石桥)为研究对象建立简化模型,采用本文提出的可靠度评估方法计算得到目前赵州桥的可靠度为3.42,该桥梁安全等级为二级,该评估结果与实际情况基本相符,从而验证了本文方法的可靠性和可行性。该方法可规避传统物理力学检测过程中对石拱桥古建筑的损害,筛选出的关键参数合理,且数据更新处理充分考虑模型参数的不确定性,从而可更精确地计算出古代石拱桥可靠度指标,可为古建筑文物的预防性保护提供科学依据。

基于内聚力单元的石拱桥数值模拟

古石拱桥一般由块石砌筑而成,材料有明显的非匀质性,且古石拱桥在长期荷载作用下很容易产生累计变形改变拱圈几何形状,进而影响其结构受力,采用传统整体式有限元模型很难准确模拟古石拱桥的受力性能。因此,为精确模拟古石拱桥实际受力状态,分析承载力影响因素,采用参数化建模的方法建立两相数值模型,用内聚力单元模拟材料非线性,并通过自编程序引入初始缺陷。分析了几何参数及材料参数对拱桥承载能力和破坏模式的影响。结果表明几何参数与材料参数显著影响结构的承载能力和破坏模式,为石拱桥的设计及修复、加固工作提供依据。

山区农村公路石拱桥升级改造施工技术

随着乡村振兴等相关政策的出台,各地方为改善村民的出行条件,发展乡村经济,纷纷对农村公路进行升级改造,而农村公路中石拱桥梁的升级改造是重点和难点。以贵州某农村公路提升改造项目为依托,阐述了在保证交通通行,确保石拱桥结构不被破坏,不增加桥梁自重的情况下,对石拱桥桥面及护栏进行升级改造的施工技术。实践表明,在有限的资金条件下,改造技术最大限度地提升了施工效率,保证了施工质量。

石砌体材料力学性能研究——以湘粤古驿道石拱桥为例

【目的】以湘粤古驿道石拱桥——万岁桥为背景,进行相关室内试验、数据拟合分析研究,为明确石砌体材料的力学性能,尤其是压剪力学性能,以及老旧石拱桥承载力的准确评估提供参考和依据。【方法】参考实桥选择当地普通石灰岩石,制作原石、砌缝砂浆、石砌体等三类试件,进行轴心抗压、压剪试验研究。通过数据比对、归纳总结、拟合分析等方式研究砌缝厚度、侧压力等参数对石砌体材料力学性能的影响规律。【结果】原石抗压性能存在一定的离散性,可能是所用的石材内部存在缝隙、节理等;砌缝厚度、侧压力对石砌体试件的抗压性能、抗剪强度有较大影响,砌缝厚度越小抗压强度越高,侧压力越大抗剪承载力越高。【结论】侧压力是影响石砌体抗剪强度的重要因素,两者呈正相关,且符合摩尔库-伦理论特征,其数学关系可以通过数据拟合的方式进行确定。

空腹式石拱桥荷载试验研究与应用

石拱桥在我国历史悠久,是中国桥梁传统的四大基本形式,在我国使用范围较广,以砌石结构和砂浆作为材料,具有线形优美,强度高,耐久性好,材料适应性强等优点。本文以重庆市某空腹式石拱桥为例,运用有限元分析软件MIDAS/Civil 2019对该桥进行静载试验及动力分析。

核心素养背景下的初中说明文教学探微——以教学《中国石拱桥》为例

在初中语文说明文教学中,为了渗透课程改革的思想,达成深度学习的目标,教师应立足核心素养背景,从领会编者意图、开发助学系统、组织探究活动和聚焦真实需求等方面出发,通过设定教学目标、搭建学习支架、培养思维习惯及评估学习效果等环节,指引学生学习说明文,把握其语言风格、行文逻辑和审美特点等。以统编教材八年级上册第五单元的《中国石拱桥》为例,探索核心素养背景下初中说明文教学的具体策略。

拱桥的起源与石拱桥的发展

为了解石拱桥在人类进步发展过程中的作用,以及促进古桥的保护,介绍各个时期石拱桥的技术特点和代表性桥梁。石拱桥是拱桥最原始的形态,最早出现在古希腊,罗马人继承和发展了石拱桥技术,在公元前后修建了大量精美的石拱桥。我国现存最古老的石拱桥不早于隋代,但据文献及绘画作品记载最早的拱桥可以追溯到东汉或西晋时期。19世纪初以来,随着钢铁和混凝土的推广使用,石拱桥比重逐渐降低,20世纪以后欧美很少修建石拱桥。我国自赵州桥建成以后1 300多年里,石拱桥技术发展缓慢,但新中国成立后,石拱桥发展迅速,跨径最大达到146m。由于受到材料强度低、自重大、施工困难、对地质条件要求较高等因素的制约,石拱桥在现代桥梁工程中已没有竞争力,往更大跨径的发展已没有工程意义。承载着历史和文化的古老石拱桥,是历史的见证,现代人有责任保护好这些石拱桥。

向《中国石拱桥》学说明顺序——《中国石拱桥》教学实录

【积累文体知识明确终级任务】师:我们今天学习说明文《中国石拱桥》。(屏显说明文的定义、常用的说明方法及三种说明顺序。)师:我们今天的终级任务是进行课堂微演讲。(屏显。)本堂课终级任务为武汉的桥代言,着力体现精妙的说明顺序课堂微演讲:60-120秒。

明代石拱桥永昌桥的动力特性及其抗震性能分析

为研究明代三孔石拱桥的抗震性能,建立永昌桥的三维有限元模型,并分析其动力特性、振型分解反应谱和地震时程,得出固有频率、模态振型、地震作用效应、地震位移,以及地震应力响应.结果表明:三孔石拱桥的第3阶扭转振型频率与前两阶平动振型频率相差不大;在抗震设防烈度为7度、E1和E2地震作用下,三孔石拱桥受力最危险的是雁翅桥台与次孔拱券交接处、分水尖与次孔拱券交接处,其他拱脚、拱券和拱顶桥面也易发生拉裂破坏.

立体交叉石拱桥爆破拆除振动危害控制

纳雍维马石拱桥与简支梁新桥水平方向呈41°斜交,全长为68 m,从新桥第5跨下28.5 m穿过,距新桥4#立柱仅0.8 m。为确保紧邻既有桥梁顺利的爆破拆除,采用原地缓冲塌落控制爆破技术来确保紧邻既有桥梁安全。根据石拱桥自身结构特点,爆破拆除石拱桥对周围环境的破坏,尤其是对4#立柱和墩基础的危害,我们进行了爆破和塌落振动分析,工程中采取了喇叭型爆破切口、上移东西拱脚爆破切口至第二腹拱、增加靠近4#立柱破碎切口、采用起爆网路时差“由西向东、由南向北”顺序,调整靠近4#立柱炮孔抵抗线、各个爆破切口采用不同的炸药单耗等方法,来实现石拱桥爆破拆除有向南倾倒的趋势的同时,满足塌落体最小化以及减小爆破对周围环境的影响,并利用渣石和软土堆码缓冲减振堤、搭设防护排架等安全防护措施,确保了石拱桥爆破拆除的可靠性和安全性。利用塌落振动公式计算新桥4#立柱对应桥面振动速度为3.9~5.2 cm/s,与测振仪测得该点最大振动速度3.879 cm/s相近,验证了爆破拆除石拱桥设计思路及相关参数的选取是科学、合理的。爆破拆除取得理想的效果。

一种复合结构石拱桥施工技术研究

以山西长治国家城市湿地公园景观石拱桥为例,借鉴了石拱桥修复技术,采用复合结构技术做法,强化整体结构,使石拱桥更加坚固,保证了安全和质量,解决了传统石拱桥在结构耐久性能上的一些不足,同时还能保持石拱桥传统美观的造型,可为今后石拱桥设计和施工提供一些借鉴。

辽宁凌源金代天盛号石拱桥的修缮与保护

天盛号石拱桥,始建于金代,造型简洁,桥体坚固,现为辽宁省省级文物保护单位。1977发现此桥,1979年进行发掘、保护维修。历经30余年风剥雨蚀,土石沉积,石拱桥出现了排水不畅和一些常见病害。2017年再次进行保护维修,通过现场勘察查找危害及根源,制定了保护修缮方案,采取安全、有效的施工技术措施,根治了排水不畅和其他病害,使文物得到有效保护。

石拱桥病害检测及加固设计研究

为了解决石拱桥病害问题,对石拱桥病害检测及加固设计进行了研究。首先对某实例桥梁的耐久性、石桥裂缝、主拱圈缺损等进行检测,确定其病害位置;然后采用锚喷及截面增宽加大的措施进行加固。经检测,应力峰值发生在桥面局部,最大变形量在横向、竖向及侧向都不超过1mm,同时拱脚拉应力减小,均满足规范要求,表明所用加固方式有效。

旧危石拱桥典型病害及其加固措施

目前大部分石拱桥建造时间较早,规范过时,设计荷载较低,已经无法满足日益增长的交通需求,其自身承载能力也在不断下降从而影响了结构的安全性。废弃旧桥建造新桥费时费力,那么采用旧危桥梁加固技术,既可以节约成本和时间,也可以保留石拱桥的风貌。在总结分析传统石拱桥加固方法的优缺点的基础上,介绍了超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete)套箍加固既有石拱桥的基本原理及方法。通过有限元模型分析了贵州长顺县摆所大桥采用UHPC加固后的拱圈整体强度变化。有限元分析表明,加固后该拱桥各主拱圈挠度验算与拱脚基础应力验算满足整体“强度-稳定”要求。

石拱桥病害成因分析与处治方法

石拱桥在长期运行背景下,由于受到车辆荷载、自然问题等诸多因素,会出现桥面破损以及拱上回填层破坏等问题,给桥梁结构安全性造成影响。为有效解决石拱桥病害问题,提升桥梁使用寿命,在分析石拱桥常见病害类型基础上,从墩台裂缝处治、拱上病害处治多方面阐述石拱桥病害处理措施,为此类工程提供参考。

基于环境与功能的石拱桥加固改造施工技术研究

随着运营时间的增加,超载车辆运行、材料老化等问题频发,20世纪60年代修建的石拱桥已到桥梁病害高发期,为确保此类桥梁的正常运营,恢复其使用功能、增强安全性和耐久性,急需开展加固改造施工技术研究。文章结合贵阳花溪松柏山大桥病害现状,论述了基于环境与功能的石拱桥加固改造施工技术在实际工程中的应用,可供类似工程施工借鉴。

套拱法与悬臂拓宽桥面加固改造石拱桥实例

文章以高安市芦圩大桥改造项目为实例,分析石拱桥各结构的病害以及成因,提出采取套拱法与悬臂拓宽桥面加固改造措施。总结的施工工艺和流程可供相关工程技术人员参考、交流。

增大截面法加固石拱桥设计尺寸优化分析

以江西省赣州市某省道上的石拱桥加固工程为背景,文章应用桥博V4.0软件分别建立原桥和加固后桥梁有限元模型,通过改变加固层的厚度,对原主拱圈和加固后主拱圈各控制截面的应力进行对比分析。研究表明:增大截面法加固石拱桥能有效降低原结构的各截面应力,同时随着加固层厚度增加,原拱圈各截面的应力减小趋势趋于平缓,从而确定设计中最优加固层厚度,对后续类似工程具有一定的借鉴意义。

旧石拱桥设计荷载等级提升的承载能力评定

在改扩造工程中,往往为确定旧石拱桥的承载能力是否满足新荷载等级提升的使用要求,需对桥梁进行承载能力评定。结合实际案例进行计算分析,在计算分析中分别考虑了桥梁从理论验算到实际检测后确定相关修正参数后检算的整个过程,在验算分析步骤中结合原设计规范及现行设计规范的荷载等级进行分别验算,以确定理论状态下是否满足要求,而后对现状实际情况进行检测,并依据规范在理论验算结果的基础上进行检算修正,将所需考虑的影响因素分别列出,得出桥梁实际承载能力的结果,为后续工作做出相关建议,并为桥梁管理部门科学决策提供依据。

宝成铁路石拱桥病害整治方案研究

本文介绍了宝成铁路石拱桥病害概况及成因分析,以宝成铁路K26+438竹园沟三线石拱桥为例,提出了在确保列车安全运行下的病害整治方案,对同类设备病害整治具有借鉴意义。