公铁两用斜拉桥竖向挠度的长期监测与分析

以黄冈公铁两用大桥2015年前3季度主梁竖向挠度和温度的监测数据为对象,研究公铁两用斜拉桥主梁竖向挠度在温度、列车荷载和汽车荷载下的变化规律,重点讨论温度挠度与主梁的相关性、温度挠度的空间相关性以及列车挠度的概率统计特性。分析结果表明:1)温度挠度与主梁温度之间存在较强的线性相关性。边跨跨中、主跨1/4跨、主跨跨中和主跨3/4跨随着温度升高呈下挠趋势;相应地,辅助跨跨中随着温度升高呈上拱趋势;2)辅助跨跨中、主跨1/4跨、主跨3/4跨与主跨跨中的温度挠度具有较强的空间线性相关性。辅助跨跨中挠度与主跨跨中挠度变化趋势相反,主跨1/4跨和主跨3/4跨的挠度与主跨跨中挠度变化趋势相同;3)列车挠度与主梁温度之间没有明显的相关性,可以采用t Location-Scale分布函数描述列车挠度实测数据的概率密度统计特性。

基于监测数据的在役大跨度桥梁竖向挠度可靠性评估

针对在役大跨度桥梁的适用性评价问题,提出基于挠度监测数据的可靠度评估方法。首先,提出车载挠度局部极值识别方法,进而基于超越阈值法建立挠度的广义Pareto分布,讨论广义Pareto分布阈值参数的确定方法,基于滤过泊松过程建立挠度的广义极值分布模型;第二,根据多截面挠度极值分布模型建立大跨度桥梁可靠度评估方法;最后,基于某悬索桥的挠度监测数据对其开展可靠度评估。研究结果表明:三点比较算法可提取挠度监测数据的局部极值,联合剩余寿命图和拟合优度检验可合理确定广义Pareto分布的阈值参数,可采用体系可靠度理论中的串联体系描述大跨度桥梁各监测截面挠度可靠度的关系;该悬索桥的体系可靠度指标上下界较接近,当服役时间为100 a和150 a时,可靠度指标分别近似为4.0和3.8。

低速磁浮线轨道钢箱梁表面温度分布及竖向挠度实测研究

以上海临港低速磁浮线试验基地某段钢箱梁为研究对象,对钢箱梁的表面温度及竖向挠度进行长期监测,研究钢箱梁顶面和底面间温度差的概率分布特征,并通过钢箱梁的竖向挠度推算其等效线性温差。分析结果表明:威布尔分布与正态分布的加权概率模型可用于描述钢箱梁竖向表面正负温度差的概率密度分布,据此确定了具有一定重现期的钢箱梁竖向表面温度差标准值。实测竖向表面温度差与等效线性温差间基本符合线性关系,采用最小二乘法拟合得到了相应系数。

PKPM与ANSYS联合求解钢筋混凝土井字梁竖向挠度

钢筋混凝土井字梁被广泛应用于各类建筑中。由于钢筋混凝土材料非线性的性质,通用结构设计软件PKPM不能很精确地得到荷载作用下井字梁结构的竖向挠度。本文以PKPM软件为主,针对某一井字梁工程实例,采用大型通用有限元软件辅助PKPM软件进行了非线性分析。本工程实例解决了由于PKPM软件本身缺点而引起的钢筋混凝土井字梁结构竖向挠度超限的问题,节约了材料,取得了一定的经济效益。

混凝土连续箱梁高宽比对竖向挠度的影响

以宝兰客专某60m单室连续箱梁为算例,利用有限元软件建立承受满跨均布荷载作用、中跨固定和边跨铰接的混凝土连续梁的有限元模型,对比分析了不同截面高宽比条件下考虑剪力滞效应连续箱梁的竖向挠曲分布特征,探讨了桥梁保证安全、经济性和适用性条件,箱梁最优宽跨比在设计取值的问题。结果表明:(1)满跨均布荷载作用于混凝土单室连续箱型截面梁,随着截面高宽比的增大,跨中位置竖向挠度随着高宽比增大而减小,高宽比增大17%,跨中竖向最大挠度减小了44.3%。(2)箱梁的挠度与高宽比变化呈相反的趋势,在满足箱梁安全、大跨度和经济性的要求的前提下,今后大跨度连续箱梁设计中可优先考虑较小的截面高宽比,克服了规范限制高宽比的单一、保守做法。

蜂窝型空腹夹层板楼盖挠度的影响因素分析

蜂窝型空腹夹层板楼盖实际工程中的应用越来越多,楼盖变形过大会影响工程的安全性,文章通过改变各种参数对楼盖挠度影响的因素进行分析。研究结果表明,增大薄板厚度、空腹夹层板高、上下肋高及宽度,均有利于提高结构竖向刚度,空腹夹层板面薄板取网格边长1/25~1/15;网格尺寸对楼盖竖向刚度有较大影响,在接近楼盖跨度时,网格尺寸越大挠跨比也越高,推荐蜂窝型空腹夹层板楼盖网格尺寸不大于2 500 mm。

400km/h高速铁路桥梁竖向刚度限值研究

为研究400 km/h高速铁路桥梁的竖向刚度限值,首先,将铁路桥涵设计规范中不同车速的竖向挠度限值拟合外推,得到车速400 km/h时不同桥梁跨度的竖向挠度限值;然后,调整截面竖向惯性矩,实现不同桥梁竖向刚度,并考虑竖向温度变形影响,进行车桥耦合振动分析,得到不同桥梁竖向刚度下的车辆竖向加速度;最后,按规范要求在桥梁最不利位置加载得到桥梁竖向挠度和梁端转角,车辆竖向加速度达到限值时可获得竖向挠度限值和梁端竖向转角限值,并与规范预测值进行对比。结果表明,400 km/h高速铁路桥梁竖向挠度限值可采用现行规范拟合外推得到的挠度限值,梁端竖向转角限值可仍沿用现行规范限值。

钢-UHPC组合梁抗弯性能理论研究

为解决钢-NC组合梁桥自重大、易开裂的难题,提出了钢-UHPC组合梁桥结构。基于组合梁正弯矩抗弯性能试验,对梁体力学性能进行了理论分析,提出了组合梁抗弯承载力修正的塑性计算方法,计算结果表明:考虑钢梁屈服后强化和UHPC材料裂后抗拉性能的修正的塑性计算方法可以准确计算桥梁工程常见截面的钢-UHPC组合梁的抗弯承载力;进行组合梁竖向挠度计算时,应考虑界面滑移效应的影响;对于钢-UHPC组合梁竖向挠度的计算,栓钉抗剪刚度取1/2Q时计算值更接近试验值。该计算方法可为组合梁理论计算提供一定参考。

大跨径悬索桥索塔结构形式合理性分析

文章以浔江特大桥为研究对象,综合考虑了地形、地貌、风速、地震等条件,采用Midas Civil有限元分析软件建立了空间有限元模型,对中央塔结构形式与门型塔结构形式的受力进行对比分析。结果表明:主塔为中央塔空间结构形式的缆悬索桥,结构系统具有竖向挠度小、横向刚度大、抗风特性好等优点,同时结构转角均较小、行车舒适性良好。

PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架受弯性能试验

通过3片开孔钢板(PBL)加劲型矩形钢管混凝土桁架和1片矩形钢管混凝土桁架受弯性能试验,研究主管内设PBL及节点支主管宽度比β对桁架破坏模式、支主管应变变化和极限承载力的影响,对桁架竖向挠度限值进行分析,并探讨节点变形对桁架整体变形的影响。结果表明:矩形钢管混凝土桁架和PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架均发生节点破坏,主管内设PBL改变了管内混凝土的开裂模式,有效限制了混凝土裂缝发展,使钢管与混凝土更好地协同受力;矩形钢管混凝土桁架和β分别为0.5,0.75,0.875的PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架的节点变形占桁架整体变形比例分别为33.43%,24.44%,23.69%和21.44%,PBL有效限制受拉支管处主管的外凸变形,使节点变形占桁架整体变形比例减小,提高节点承载力,但对受压支管处主管变形基本无影响;对于矩形钢管混凝土和PBL加劲型矩形钢管混凝土组合桁梁桥竖向挠度限值可参考《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64—2015)取为桁架全长的1/500。

重庆大剧院大悬挑结构卸载分析

为了解决大悬挑结构卸载过程中存在的技术难题,采用有限元分析软件ANSYS对重庆大剧院大悬挑结构卸载过程进行了数值模拟分析,根据分析结果确定了拆除临时支撑的合理顺序;采用以变形控制为主、受力控制为辅的双重控制路线,通过与实际施工中的实测值进行对比,确定采用分次、分步的方法进行施工,确保卸载过程中结构的变形和受力始终处于安全范围之内。分析结果表明:该理论模型能较好地模拟大悬挑结构的实际状态。

钢-混凝土组合空腹夹层板静动力特性研究

为了更为精确的分析空腹夹层板结构的静动力特性,基于有限元法,建立钢-混凝土空腹夹层板结构的有限元数值模型进行静动力特性分析,同时对比工程计算简化模型和现场试验测试结果,分析结果表明:基于精细化数值模型得到的空腹夹层板静动力特性计算值与试验研究值更为接近,验证了精细化数值模型的合理性和准确性;同时剪力键高度和混凝土板的厚度对空腹夹层板的竖向挠度影响显著,而剪力键高度对空腹夹层板的固有频率影响显著。分析结果对建立精确的空腹夹层板结构模型提供了重要的参考。

梁式桥预拱度的合理设计研究

随着道路等级的提高,桥梁设计中竖向挠度的控制显得尤为重要。该文以一座梁式桥(中跨为28m,边跨为15m)为例,根据预拱度设置的要求,运用数学知识,建立数学模型,借助于计算机,利用CurveExpert 1.3及MATLAB两种软件,进行曲线拟合,得出的曲线方程具有其相对合理性。该方法对梁式桥预拱度的设置有借鉴作用。

波形钢腹板箱梁桥异步施工节段足尺模型试验研究

为了研究波形钢腹板箱梁桥异步施工过程中结构的受力性能,验证各关键部位的安全性,以奉化江大桥主桥为背景,针对该桥异步施工过程中的受力最不利工况——主梁16号节段的底板浇筑工况设计制作足尺模型(长7.2m、宽2.3m),采用两点加载方式进行静载试验,研究施工荷载作用下梁体挠度、波形钢腹板侧向变形、波形钢腹板及钢翼缘板的应力分布。结果表明:施工荷载作用下,混凝土顶、底板均未出现裂缝,波形钢腹板剪应力远小于其抗剪强度设计值,波形钢腹板自承重异步施工可满足结构受力要求,具有足够的安全储备;波形钢腹板作为自承重结构在竖向荷载作用下产生的竖向挠度及侧向变形较大;波形钢腹板上翼缘板挂篮作用点处为结构受力关键部位,施工时应对其进行局部加强。

单室箱梁考虑剪切与剪滞双重效应的挠曲函数

基于单室箱梁翼缘板选取最大剪切位移差函数为广义剪力滞位移函数,通过假定箱梁竖向变形由腹板剪切变形与翼板剪滞效应引起的位移,利用变形协调条件和能量变分法最小势能原理推导了特定边界和荷载条件下考虑剪切变形的单室箱梁的挠曲位移表达式。利用推导的挠曲微分方程计算了单室简支箱梁承受均布荷载作用下的挠度,对靠近梁端部采用挠度修正系数线性内插求解竖向变形,建立单室简支箱有限元分析模型;对比解析解和数值解。结果表明:剪切变形对简支单室箱梁承受均布荷载作用的挠度具有一定的影响;利用推导的公式能够快速、有效地计算简支单室箱梁承受均布荷载下剪切与剪滞双重效应的挠度;跨中挠度与数值解差6%,吻合良好。

钢空腹夹层预应力组合扭网壳静力性能分析

扭网壳由一条直线两端沿着其对应两条倾斜角不同的直线移动形成。为研究钢空腹夹层预应力组合扭网壳结构的静力性能,基于有限元分析软件建立实际模型和等代模型,分析网格尺寸、空腹夹层板高度对实际模型内力分布的影响,得到在网格尺寸一定时,空腹夹层板高度改变对上、下肋轴力和剪力键轴力、弯矩影响较大;空腹夹层板高度一定时,随着网格尺寸的增加,构件内力均有所增大。在此基础上又对比分析了预应力对两种模型竖向挠度的影响,结果表明施加预应力可以减小结构的竖向挠度,提高扭网壳结构的刚度。

大空间井字楼盖几种布置形式的比较分析

以24m×24m正方形大空间楼盖为例,介绍几种常用的井字楼盖布置形式,通过假定计算对其计算结果进行比较,从结构刚度、受力特点、材料用量及施工难易程度等方面说明各种形式的优劣,并对实际工程应用建议优选方案。

地面干涉雷达技术在公路桥梁动态检测中的应用

为探究地面干涉雷达技术在公路桥梁动态检测中的实际应用效果,本文以某公路桥梁为依托,当列车行驶后,采用IBIS-S系统对该桥梁的竖向挠度和横向挠度进行检测,结果表明:IBIS-S系统可短时间内精准测定桥梁竖向挠度和横向挠度,其中,该桥梁1/4梁跨竖向挠度值最大为1.46mm,满足规范要求;该桥梁1/2梁跨横向挠度值最大为1.86mm,满足规范要求。

市域铁路桥梁主要技术参数研究

市域铁路桥梁技术标准应与市域铁路设计速度及市域铁路车型相匹配,考虑市域铁路在轨道交通体系中的定位,还应与市域铁路的功能定位相协调,以体现设计标准的技术经济合理性。在分析适合市域铁路的载荷图式和车体的基础上,采用车桥耦合动力分析模型对欧盟挠跨比限值进行验证,提出了适用于我国市域铁路ZS设计荷载标准及单双线梁体的挠度限值,并列出适用条件。在分析残余徐变变形限值的形成和影响因素的基础上,提出我国市域铁路桥梁梁体的竖向挠度限值建议。并以我国主要市域铁路桥梁形式为例,提出了主要桥面布置参数的确定原则和建议。通过对上述梁体竖向挠度限值、残余徐变变形限值和桥面布置参数的分析,为我国市域铁路桥梁设计和建造的适用性和经济合理性提供了保障,为相关市域铁路技术标准的编制提供了参考。

空腹夹层板静动力特性理论计算与试验研究

为了建立更为精确的数值化模型来模拟空腹夹层板结构的静动力特性,基于有限元法,建立了钢-混凝土空腹夹层板结构的精细化数值模型,并进行静动力特性分析,同时对比工程计算简化模型和现场试验测试结果.分析结果表明:基于精细化数值模型得到的空腹夹层板静动力特性计算值与试验研究值较为接近,验证了精细化数值模型的合理性和准确性;同时剪力键高度和混凝土板的厚度对空腹夹层板的竖向挠度影响显著,而剪力键高度对空腹夹层板的固有频率影响显著.结果对建立精确的空腹夹层板结构模型提供重要参考.