Structural safety monitoring for Nanjing Yangtze River Bridge

In order to evaluate objectively and accurately the integrity, safety and operating conditions in real time for the Nanjing Yangtze River Bridge, a large structural safety monitoring system was described. The monitoring system is composed of three parts: sensor system, signal sampling and processing system, and safety monitoring and assessment system. Combining theoretical analysis with measured data analysis, main monitoring contents and layout of measuring points were determined. The vibration response monitoring was significantly investigated. The main contents of safety monitoring on vibration response monitoring are vibration of the main body of the Nanjing Yangtze river bridge, collision avoidance of the bridge piers, vibration of girders on high piers for the bridge approach and earthquake. As a field laboratory, the safety monitorying system also provides information to investigate the unknown and indeterminate problems on bridge structures and specific environment around bridges.

面向长江文化传承与弘扬的档案叙事研究——以南京长江大桥建设档案为例

传承与弘扬长江文化对于延续历史文脉和坚定文化自信具有重要意义,档案部门可以通过独有的档案叙事参与其中。南京长江大桥是记录新中国长江文化发展的重要缩影,以其建设档案作为研究案例,以叙事主题、叙事结构、叙事视角、叙事体验四个维度作为分析框架,可以总结出南京长江大桥建设档案的档案叙事工作的启示。为增强档案在长江文化传承与弘扬中发挥的贡献,档案部门可以从与时代主题融合塑造叙事主题、创新使用非线性叙事结构、打造叙事视角的新颖组合、以场景构建激发情感共鸣四个方面优化相关工作。

南京大胜关长江大桥地铁列车运行气动性能研究

以南京大胜关长江大桥地铁搭载段为研究背景,通过风洞试验,探究不同风攻角、列车位置及附属设施状态下地铁列车气动力系数变化规律,进而揭示地铁列车气动特性对列车运行稳定性影响的规律。研究结果表明:风攻角对双线在轨列车稳定性影响更大;当桥梁无附属设施,风攻角的增大不利于迎风侧列车稳定性,双线在轨列车比单线在轨列车更稳定;当桥梁有附属设施,且列车位于边跨时,风攻角越大迎风侧列车越稳定,而背风侧列车则相反,当列车在中跨运行时,列车侧向力及侧向倾覆力矩系数大于边跨,而升力系数小于边跨,表明桥梁桁架改善了列车的抗倾覆性能;桥上增加附属设施后,列车的侧向力及侧向倾覆力矩系数降低,表明附属设施有一定的格挡作用。

基坑开挖影响下邻近长江大桥双曲拱桥的安全性能评价

通过两阶段模拟法对深大基坑开挖影响下的邻近南京长江大桥双曲拱桥进行了分步模拟计算。先通过有限差分软件计算基坑开挖对临近双曲拱桥基础的影响,求解最不利工况下的拱脚变形;再结合混凝土抗拉强度设计值计算4种工况下拱脚允许最大位移值,作为邻近基坑开挖影响下的双曲拱桥安全理论限值。

南京长江大桥安全监测和状态评估的初步研究

本文简要阐述了国内外既有桥梁安全监测和状态评估研究发展概况 ,以南京长江大桥为背景 ,提出了南京桥结构安全监测思路和具体实施方案 ,目的在于建立南京长江大桥结构安全监测和状态评估系统 ,以对桥梁的结构响应和工作环境进行实时监测 ,并利用获取的信息分析结构的工作状态 ,评估结构的可靠性 ,为大桥的管理和维护提供科学的决策依据 ,该方案即将在南京长江大桥上实施。在征求众多专家和管理单位的意见后 ,确定南京桥监测的主要内容分为环境荷载、结构响应和重点病害等三类。结合理论分析和现场实测数据分析 ,本文重点介绍振动响应监测子系统 ,包括监测内容、测点布置、传感器及二次仪表的选型、信号分析处理方法等内容。对大型桥梁实施安全监测和状态评估的重要性、广阔应用前景也进行了探讨。

南京长江二桥南汊桥索梁锚固结构疲劳试验研究

南京长江二桥南汊桥的斜拉索与钢箱梁的锚固采用了锚箱式索梁锚固结构,其受力复杂,特别在运营活载作用下的疲劳性能值得关注。介绍了该索梁锚固结构的足尺模型疲劳试验,在理论分析和试验研究结果的基础上,分析了该索梁锚固结构在循环荷载作用下的疲劳性能,得出一些有益的结论。

一种新型悬索桥主缆锚固系统设计概念综述

区别于预应力锚固系统,在传统钢框架后锚梁锚固系统的基础上,南京长江第四大桥采用一种新型悬索桥主缆锚固系统——分布传力式锚固系统。钢框架后锚梁锚固系统依靠后锚梁刚性承载,应力集中明显,有一定的结构和安全风险。分布传力式锚固系统锚固区域通过布置多排钢筋混凝土榫剪力键(PBL),变刚性承压承载为柔性承载,索力渐次传递至锚体混凝土;变集中承载为分布传力式承载,扩大了传力区域,减小应力集中,降低结构风险;利用PBL良好的延性,同时通过设置末端承压板,为结构整体提供足够的安全储备。本文对这种新型锚固系统的设计作了简要介绍。

京沪高速铁路南京长江大桥列车走行性分析

运用桥梁结构动力学与车辆动力学的研究方法,将车桥作为联合动力体系,建立了高速列车与大跨度斜拉桥的车桥耦合动力分析模型。以京沪高速铁路南京长江大桥3塔斜拉桥方案为例,分析了大跨度斜拉桥在ICE高速列车作用下的车桥动力响应特点;同时,基于合理的列车走行性评价指标,对高速列车通过大跨度斜拉桥时的走行安全性与舒适性进行了详细分析,初步探讨了大跨度斜拉桥用于高速铁路的可行性。

三跨连续弹性支撑体系悬索桥结构体系设计研究

南京长江第四大桥为主跨1 418 m三跨连续悬索桥,结构体系复杂,世界范围内较为少见。本文通过对三跨连续体系悬索桥矢跨比、索塔区支撑、纵向限位及竖向限位的比较研究,详细阐述了该结构体系的受力特点,并结合南京长江第四大桥的实际情况,提出了适合的结构体系形式。同时,三跨连续弹性支撑体系在悬索桥中首次应用,具有创新意义。

南京长江第三大桥斜拉索的防腐系统研究

根据目前我国拉索型桥梁索结构的防腐体系均遭到不同程度破坏的现状,在对索结构防腐体系破坏原因分析的基础上,结合南京长江第三大桥的特点,研究了拉索的防腐系统。结果表明:选择双峰HDPE护套,及在拉索内填充具有水汽隔绝、阻蚀防腐和润滑抗磨双重作用的防腐填充物,可延长拉索的使用寿命。该研究已成功应用于南京长江第三大桥的斜拉索体系。

南京长江第四大桥南锚碇地下连续墙支护结构设计

南京长江第四大桥南锚碇基础为支护开挖深埋扩大基础,采用井筒式地下连续墙支护体系,平面形状为"∞"形,长82 m,宽59 m,由两个外径59 m的非完整圆和一道隔墙组成,壁厚为1.5 m。隔墙为前后两个非完整圆的支撑结构,抬高隔墙底标高,使得基础底板为一整体结构;填心混凝土施工完成后凿除部分墙体,既解决了开挖状态下的支护问题,又使基础顶板有效连为整体。采用"∞"形比圆形或矩形结构形式布置平面面积小,截面惯性矩大,且半径较小,墙体环向应力小,安全性及可实施性高,有效降低了工程投入,提高了结构的安全性。

南京三桥清水混凝土施工组织浅谈

清水混凝土施工技术是涉及混凝土施工全过程质量控制的综合技术,是混凝土施工的发展方向。南京三桥指挥部在建设过程中提出了清水混凝土的质量目标,进行了大量的配合比试验和试验墩施工。在施工过程中,对原材料、模板、混凝土浇筑、养护全过程进行了严格的控制,并提出了“首件工程认可制,”以确保清水混凝土的施工质量。对于不同的结构和施工工法,建设者因地制宜,实行了不同的施工和控制方法,在上部和下部结构施工中,在竹胶板和钢模板上,清水混凝土的质量目标都基本实现,达到了建设伊始提出的清水混凝土质量目标。本文结合南京三桥混凝土工程的施工,对南京三桥清水混凝土施工组织、科研等方面作了介绍,对实现“清水混凝土”这个目标的关键工序作了较详细的说明,并介绍了在南京三桥施工中取得较好效果的施工工艺和方法,可供以后的工程参考。

南京长江第四大桥钢箱梁铺装层温度影响系数分析

为了减少现有的钢桥面铺装层车辙深度预估的误差,提出基于长期实测数据的钢桥面铺装车辙评估模型的温度影响系数计算公式。首先对南京长江第四大桥的实测温度概率统计后采用双高斯函数表征其分布;在此基础上修正了现有车辙评估模型中的温度影响系数公式,并利用车辙实测数据对车辙评估模型计算值进行验证。研究结果表明:钢箱梁复合浇筑式铺装层温度可通过双高斯分布描述其概率分布;计入温度影响系数的车辙深度与实际车辙值之间误差较小,相对误差为15.2%。

南京大胜关长江大桥三主桁钢正交异性板整体桥面结构受力特性的试验研究

南京大胜关长江大桥采用三主桁多横梁体系钢正交异性板整体桥面结构,结构受力状态复杂。设计制作了一个1∶6的6节间钢桁梁节段模型,研究了实桥受力状态的模拟方法,完成了多种工况下的模拟实桥正、负弯矩区受力状态的加载试验;考察了桥面荷载在3片主桁之间的横向分配,"第一系统"作用下整体桥面的应力分布。结果表明,试验实测结果与实桥的理论分析结果较吻合,说明本文的试验方法可较好地反映实桥整体桥面结构的受力状态;桥面荷载在3片主桁之间的分配是不均匀的,对称桥面荷载在3片主桁之间的分配比例为1.0∶2.0∶1.0,偏载时为1.0∶1.0∶0.0;"第一系统"作用下钢桥面板顺桥向应力沿横桥向分布较均匀,3片主桁挠度较接近,说明三主桁整体桥面结构受力状态合理,整体性好。该研究成果验证了南京大胜关长江大桥的设计计算理论和计算方法的正确性,为该桥的设计提供可参考依据,同时也为整体桥面结构的进一步研究和应用提供了技术储备。

南京长江四桥南锚碇基坑渗流控制方案研究

南京长江第四大桥南锚碇基础采用井筒式地连墙结构形式,地连墙嵌入中风化层约3m,下部可能形成沉渣层,且强风化层裂隙较多,局部透水性较好,地下水可能通过沉渣层及裂隙绕渗进入基坑。建立三维模型模拟基坑渗流场,通过参数敏感性分析和方案对比表明:中风化层厚度及渗透性对基坑的渗流量及渗透稳定性有明显影响;基岩无灌浆帷幕条件下,地连墙底面沉渣层渗透比降过大,可能引发渗透变形问题;对基岩进行帷幕灌浆后,可有效减小基坑渗流量,使基坑渗透稳定性得到保障。

南京大胜关长江大桥CPⅢ点位随温度变化的模型研究

以京沪高铁南京大胜关长江大桥CPⅢ高精密测量为工程背景,经过坐标变换后计算得出各个点位的膨胀值,利用概率与统计理论分析处理,得到可用于建模的点对数据(ΔS,ΔT)。根据一定的假设条件,建立了测量点位的位移随环境温度变化的线性回归模型,从而得出大桥CPⅢ位置POS与温度T之间的关系。利用该模型修正并评价测量数据,结果表明其较差完全符合要求,区间预测模型可用。并编程实现了CPⅢ点位位置随环境温度变化的自动化预测,能够方便地为大桥的变形观测、定期复测和实际胀缩效果分析提供一定的参考。

南京长江大桥动力特性分析

建于1968年的南京长江大桥上部结构为钢桁梁,下部基础为桩基础和沉井基础,至今已安全营运37年。其动力特性分析,可为该桥的模型修正、健康监测、状态评估、损伤识别以及抗震分析等提供前提条件和依据。根据大桥结构特点,利用ANSYS建立只考虑上部结构的空间有限元模型和同时考虑上部结构和下部结构的空间有限元模型,对其动力特性进行计算,并对两个模型的前6阶自振频率和振型进行分析,通过与现场实测结果比较表明,在低阶振动时可不考虑下部结构的影响,在高阶振动时要考虑下部结构的影响。

基于Tesseral2D的水下砂体地震正演计算

基于水下砂层与围岩的波阻抗差异,应用地震波数值模拟软件Tesseral2D建立含有水、粉细砂、砾砂和砾岩的起伏地层模型,在不同的道间距、最小偏移距、子波频率以及不同岩体波速条件下分别对该模型进行正演计算。一般情况下,在震源频率为400 Hz、最小偏移距为5 m、道间距为1 m或2 m时,地震波响应明显、同相轴清晰、干扰波较少,水下地层界面反映良好。进一步结合南京长江第二大桥桥址区的地质资料,建立含有水、淤泥质粉质黏土、粉细砂、砾砂、砂砾卵石和砾岩的水下砂层模型,应用Tesseral2D软件对该模型进行正演研究。结果表明,在震源频率为400 Hz、道间距为2 m以及最小偏移距为5 m时,地震响应能很好地反映水下各岩层界面,特别是能较明显地圈定水下砂层的厚度和分布范围,为实际水下砂体的地震勘探提供理论依据。

通航河流上桥渡工程船模航行试验

介绍了小比尺船模和正态河工模型相结合研究通航河流上的桥梁对船舶航行的影响 .以京沪高速铁路跨越长江建桥方案的通航试验为例 ,讨论了代表性船队的选择 ,进行了河工模型的验证和船模率定 。

南京长江第三大桥钢塔工程控制技术

南京长江第三大桥索塔为“人”字形曲线钢塔。通过试验验证钢筋混凝土棒剪力键群传递荷载的传力机理及承载能力,并编制了制造及架设工艺技术标准。钢塔制造采用板单元件、块体、箱体三阶段制作工艺;采用组装胎型和施焊方法,控制曲线钢塔线型;开发集激光跟踪测量、计算机控制及液压技术于一体的精密加工找正技术,进行钢塔端面加工;采用计算机预拼代替多节段实际预拼,开发精度管理系统进行累计精度控制。钢塔架设采用自立式定臂塔机吊装,施工过程中对关键部位布设应变计进行实时监测,严格工序检查和现场检测,3个月完成高232 m、最大重160 t的钢塔吊装;形成并采用TMD、TLD相结合的钢塔吊装被动制振方案。2005年9月交工验收检测:安装端面接触率≥65%,最大偏位≤1/6 000。