钢桁加劲PC箱梁在高铁斜拉桥中的应用研究

研究目的:针对大跨混凝土梁及钢梁斜拉桥的不足,结合西安至十堰铁路汉江特大桥,本文主要研究钢桁加劲PC箱梁斜拉桥的受力特点,分析各主要受力构件的刚度贡献,与混合梁斜拉桥比较优缺点,并深入分析工后徐变,最后探讨该桥型在温度荷载下主梁的挠曲变形和行车平顺性。研究结论:(1)钢桁加劲PC箱梁斜拉桥具有良好的静、动力性能,能够充分发挥各主要受力构件的作用;(2)相比混合梁斜拉桥方案,钢桁加劲PC箱梁斜拉桥方案有更好的刚度和经济性;(3)通过一些工程措施可有效解决其工后徐变较大的技术难题;且行车舒适性"优",动力性能良好;(4)钢桁加劲PC箱梁斜拉桥是一种非常具有竞争力的高铁大跨桥式结构,综合性能优异,同时也能为大跨铁路桥梁铺设无砟轨道提供新的解决方案。

高铁矮塔斜拉桥减隔震装置性能对比研究

目的研究不同减隔震装置如黏滞阻尼器、速度锁定器和双曲面球型减隔震支座的减震机理和减震效果,为高铁矮塔斜拉桥减隔震设计提供依据.方法以某高铁矮塔斜拉桥为背景,建立Midas有限元模型,分别采用不同连接单元模拟黏滞阻尼器、速度锁定器及双曲面球型减隔震支座,输入人造地震波,进行各装置的参数优化及减震效果对比.结果黏滞阻尼器减震率为27%~59%;双曲面球型减隔震支座减震率为34%~48%,但却使墩梁相对位移增加32%;速度锁定器减震率为12%~39%,但却使相邻塔墩内力增加18%~39%.结论双曲面球型减隔震支座减震率高但是增加了墩梁相对位移;速度锁定器减震率较弱,并且提高了结构刚度,增加了桥梁对地震的反应;黏滞阻尼器减震率高,副作用小,并且可以消耗地震能量,对内力和位移均有较好的减震效果,在实际应用中优先推荐使用.

基于SVM和最大熵模型的桥梁极值风速预测研究

大跨度桥梁对极值风荷载作用十分敏感,基于桥址处长期实测风速数据得到合理的极值风速至关重要。由于在桥址处进行长期风速监测较难实现,研究极值风速预测方法对于大跨度桥梁抗风研究具有重要意义。以泉州湾高速铁路斜拉桥为工程背景,提出一种基于支持向量机(SVM)和最大熵模型的极值风速预测方法。通过临近风速观测塔与桥面风速仪同步实测短期风速数据建立SVM风速预测模型,预测得到桥面长达3 a的平均风速数据,进而采用最大熵方法计算得到桥梁高度处不同重现期内极值风速,最后采用时域分析方法进行桥梁抖振响应分析,探讨不同风速下桥梁抖振响应的差异。研究结果表明:SVM模型应用于风速预测效果比较理想,测试集预测风速与实测风速均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)分别为0.115和0.252。基于桥面预测平均风速样本,采用最大熵理论计算得到100 a重现期极值风速为21.52 m/s,小于泉州湾高铁斜拉桥抗风设计时采用的极值风速49.4 m/s。SVM模型预测得到的极值风速对应的主梁跨中位置横向、竖向和Rotx扭转抖振位移响应峰值与采用设计风速为49.4 m/s的桥梁抖振响应比较,降幅分别为80.3%,79.6%和78.7%。桥梁抖振响应受平均风速影响较大,选择准确的桥址处极值风速对桥梁抖振响应研究至关重要。研究结果可应用于仅有短期实测风速数据的桥梁得到合理的极值风速,为大跨度桥梁抗风研究提供参考。