一种基于冲击响应的装配式板梁桥铰接缝病害动力评估方法

提出一种基于冲击响应频响函数和模型修正理论的装配式板梁桥铰接缝病害动力评估方法。将铰接缝整体平均刚度作为待识别变量,以特定频率段内的频响函数相关性指数构造目标函数,改进既有的有限元模型修正技术,从而实现对病害铰接缝的定位以及损伤程度的定量识别。数值分析结果表明:利用文中所提方法可实现对全桥多个铰接缝不同程度病害的同步识别,且计算效率高;所提方法抗噪能力较强,可保证收敛到全局最优解;冲击荷载施加位置和测点布置位置对病害识别结果影响较小。对某装配式板梁桥进行现场动力试验,更新改造前后评估结果与桥梁实际状态相符,从而从实际应用角度证明所提方法的可靠性和实用性。

钢纤维混凝土铰接缝的抗剪试验研究

为了提高装配式板梁桥铰接缝的抗剪承载力和耐久性,结合钢纤维混凝土良好的抗剪、抗拉和抗疲劳等性能,制作两种铰接缝构造试验模型,对比其采用4种不同钢纤维含量混凝土浇筑铰接缝的抗剪承载力。结果表明:钢纤维能有效减少混凝土收缩应变,提高铰接缝的抗剪承载力;将凹形键齿铰接缝与钢纤维混凝土相结合,能充分发挥钢纤维混凝土的优异性能,更能有效提高铰接缝的抗剪承载能力。

空心板梁铰接缝模型有限元仿真数值分析

通过三组模型试验结果和计算机仿真计算分析了空心板铰缝实际受力情况及荷载横向分布比较。计算分析表明,空心板结构在外荷载作用下,铰缝处于底面受拉,顶面受压,竖向伴随着受剪的复合应力状态,铰缝横向弯曲性明显。铰缝间设置钢筋后,可以明显提高空心板横向连接效果,其中以交叉斜门筋最为显著。

基于在线动力响应的板梁桥铰接缝损伤评估方法

为了解决板梁桥铰接缝健康状态难以诊断的难题,以桥梁在车辆荷载作用下的动力响应频谱定义频谱形状差异性指数,并结合频率构造目标函数,提出了一种基于桥梁在线动力响应的铰接缝损伤定量评估方法。该方法以铰接缝横梁刚度整体下降程度作为损伤指数,通过基于L-M准则的有限元模型修正方法实现对装配式板梁桥铰接缝损伤的定位和定量分析。采用车-桥耦合振动分析方法计算桥梁的在线动力响应,并避开板梁桥1阶竖弯模态,选择包含桥梁横弯和扭转模态在内的频率段分析响应频谱形状差异性指数。数值分析了铰接缝损伤位置、损伤程度、主梁车辆横向随机位置、车辆速度和路面不平度等因素对铰接缝损伤识别结果的影响,并进一步分析了主梁和铰接缝同时存在损伤时的识别结果。研究结果表明:所提损伤评估方法抗噪能力强,损伤识别结果受车辆速度、车辆横桥向随机位置和路面不平度等因素的影响较小,识别结果较为准确;该方法对单个或多个位置铰接缝不同程度的损伤均可正确识别,误差较小,还可同时识别主梁和铰接缝损伤。对一座装配式板梁桥进行了现场试验分析,基于所提方法的板梁桥评估结果和桥梁现场情况相符,从而从应用角度证明了所提铰接缝损伤评估方法的准确性和可靠性。

梁格法在既有简支铰接空心板梁桥检测与维修加固计算分析中的应用

根据梁格法原理,通过使虚拟横梁在同一铰接缝处的梁端竖向约束相互耦合来模拟纵向铰接缝,提出改进的梁格模型,建立了简支铰接空心板桥空间分析模型并编制程序进行了计算,最后,通过实桥静载试验验证了模型的正确性。该方法可为既有简支铰接板梁桥的检测与维修加固计算分析提供有效手段。

梁格法在分析简支铰接空心板桥中的应用

梁格法是桥梁结构空间分析的一种有效方法,但传统的梁格法无法合理模拟简支铰接板的铰接缝作用,这使得其在分析简支铰接板方面受到一定的限制。根据梁格法原理,通过使虚拟横梁在同一铰接缝处的梁端竖向约束相互耦合来模拟纵向铰接缝,提出改进的梁格模型,建立简支铰接空心板桥空间分析模型并编制程序进行计算,最后通过实桥静载试验验证模型的正确性。该方法可为既有简支铰接板桥的检测、加固的计算分析提供参考。

空心板铰缝计算理论研究

目前,小跨径空心板桥梁中铰缝破坏现象较为严重,极大地影响了桥梁的承载能力和运营安全性。鉴于此,从计算理论出发,借助有限元软件ANSYS对空心板铰缝受力机理进行研究,对传统计算理论提出部分修正,并对计算方法提出了大胆的假定。

梁格法模拟简支铰接空心板桥的研究

梁格法是桥梁空间分析的一种方法,梁格法的特点是用等效梁格来代替桥梁上部结构,分析梁格的受力状态就可得到实桥的受力状态。根据梁格法原理,通过使虚拟横梁在同一铰缝处释放梁端约束,使其只传递竖向剪力。最后通过计算荷载横向分布系数验证模型的正确性。

应用虚拟横梁的梁格法计算铰接空心板内力

以预应力混凝土简支空心板桥作为研究对象,采用虚拟梁格法,应用MIDAS有限元软件,对铰接缝预应力简支空心板的内力进行了计算,并与应用铰接板法计算的预应力混凝土简支空心板的内力进行了比较。通过比较两种方法的计算结果,验证采用虚拟梁格法计算铰接空心板的可行性及准确性。

装配式斜交板桥空间内力分析方法

梁格法是桥梁结构空间分析的一种有效方法,但传统的梁格法无法合理模拟装配式斜交板桥的铰接缝作用,这使得其在分析装配式斜交板方面受到一定的限制。根据梁格法原理,通过使虚拟横梁在同一铰接缝处的梁端竖向约束相互耦合来模拟纵向铰接缝,提出了改进的梁格模型,建立了装配式斜交板桥空间分析模型并编制程序进行了计算,最后对计算结果进行了分析,为斜交桥的设计计算提供参考。

跨线桥墩柱病害原因分析与加固方案

某跨线桥在正常使用过程中墩柱出现较为严重的环形裂缝,根据现场情况初步分析,墩柱裂缝应为空心板梁铰接缝施工工艺控制不良及温度荷载引起。检测单位对墩柱桩基进行了无损检测,并采用有限元方法对墩柱病害的原因进行了验证分析,为该桥墩柱的加固处理提供了依据。

新型空心板结构设计

装配式空心板桥是我国桥梁工程中常用的桥型,目前国内公路桥梁 20m 以下的中小跨径桥梁基本上是采用装配式空心板结构。在已建成的公路桥梁调查中发现,相当部分装配式空心板出现铰缝开裂、单板受力及板底渗水碱化等病害,个别严重的甚至出现裂缝、露筋等现象。本文通过分析装配式空心板结构病害产生机理,提出一种新型空心板结构,该新型空心板结构能避免常见空心板病害的产生,且具有较好的经济性。