三塔悬索桥汽车效应几何非线性

以主跨为2×1 080 m的泰州长江大桥为研究对象,分别采用线性挠度理论、非线性-UL增量理论和非线性-CR全量理论,计算三塔悬索桥的主梁挠跨比、中塔受力、中塔主缆抗滑安全系数等控制指标,研究其汽车效应几何非线性影响。研究结果表明:非线性-CR全量理论精度和效率最高,但需要独立开发软件;采用非线性-UL增量理论计算3个指标的最大误差仅为0.3%;广泛采用的线性挠度理论计算3个指标的误差分别为6.6%、4.5%、-2.64%,误差较大,不能满足三塔悬索桥精细化分析的要求。

近场地震作用下单跨斜交桥地震反应分析

斜交桥动力特性复杂、震害多样,准确评估斜交桥地震反应意义重大,尤其在基于性能桥梁抗震设计中,需要对斜交桥三维精细化模型进行非线性地震反应分析。以单跨斜交桥为研究对象,建立考虑桥台非线性特性和双向碰撞作用的桥梁三维精细化有限元模型,开展水平双向近场地震动作用下结构的非线性地震反应分析,研究不同桥台横向约束模型对斜交桥地震反应的影响以及不同斜交角度斜交桥地震反应规律。结果表明:桥台横向约束条件对斜交桥地震反应有较大影响,在抗震性能分析中需对桥台和碰撞作用进行合理考虑;桥台双向碰撞作用对上部结构平面转动的影响显著,且易导致桥台钝角处的回填土失效和锐角处的挡块损伤;斜交桥的碰撞力明显高于直桥,纵向位移和平面转角随斜交角度的增大而增大。

考虑阻尼器失效的屈服消能摇摆双层框架墩结构地震反应分析

针对应用延性抗震理念设计的双层桥梁结构震后塑性损伤严重、功能恢复困难的现状,本文基于摇摆理念提出一种屈服消能摇摆双层框架墩结构体系,以控制结构地震损伤和提升结构震后功能可恢复能力。应用拉格朗日方程和动量矩定理建立了该类摇摆结构的刚体动力反应分析模型,并考虑了桥墩复位碰撞造成的能量损失和防屈曲阻尼器的失效。本文以常规双层桥梁结构尺寸的摇摆桥梁为研究对象,采用远场地震动、无脉冲近场地震动和脉冲近场地震动对屈服消能摇摆双层框架墩结构进行了地震反应分析和阻尼器参数分析。分析结果表明:分析屈服消能摇摆双层框架墩结构地震反应时需考虑阻尼器失效的情况,以防止低估结构地震反应的情况发生;阻尼器刚度的增加可提升结构体系减隔震效果,而阻尼器失效伸长量过小不利于结构减隔震。

不同限载等级对公路桥梁安全性的影响规律

应用结构可靠性理论,系统分析了钢筋混凝土中、小跨径简支梁桥在不同限载条件下的结构失效概率。首先,以规范建议的设计基准期内汽车荷载效应最大值分布为初始分布,提出了考虑不同桥梁限载等级因素的汽车荷载效应右截尾分布模型;进而,以不同的右截尾点取值模拟桥梁不同的限载等级,分析了不同右截尾点取值对桥梁失效概率的影响规律;最后,构造3种不同的汽车荷载效应超载分布模型,模拟桥梁不同的超载运营状态,进一步分析了右截尾点取值对超载桥梁失效概率的影响程度。结果表明:汽车荷载效应右截尾点取值对桥梁失效概率有不同程度的影响,随着右截尾点取值的减小,结构失效概率有所降低;桥梁超载程度越大,右截尾点取值对结构失效概率的影响越明显。

基于施工过程特征数据的桥梁结构初始状态评估方法研究

初始状态评估是进行桥梁结构健康监测、评估桥梁运营状态的基础。施工过程结构内力与变形的累积将导致成桥状态与设计值间的差异,以设计值作为桥梁运营评估的初始状态并不合理。本文以之江大桥拱形钢塔斜拉桥为依托,在研究桥梁施工监控与健康监测关系的基础上,分析了进行桥梁结构初始状态评估所需的施工过程特征数据及其提取技术,提出了基于施工过程特征数据的桥梁结构初始状态评估方法。

之江大桥健康监测系统通行安全保障体系构建

为了保障之江大桥行人与车辆的通行安全,在建设之江大桥健康监测系统时,设计考虑了通行安全保障体系。本文详细介绍了之江大桥健康监测系统中有关通行安全保障体系的构建,提出了基于此模式的大型桥梁基于健康监测系统的通行安全保障体系构建方法。

统筹施工与使用状态的桥梁结构监测体系与方法研究

本文以施工监控与健康监测在硬件、软件、传输、数据等方面的融合为切入点,提出统筹施工与使用状态的结构监测体系,并结合之江大桥工程健康监测系统的设计与建设提出了实施流程,实现了该系统与施工监控的统筹、融合。

基于光纤光栅传感技术的锚杆张拉力测试方法研究

光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、耐腐蚀、耐高压、测量精度高等一系列优点。本文利用光纤光栅传感器的应变测试功能,研究了钢塔斜拉桥钢-混凝土结合段锚杆张拉过程的张拉力测试方法,研发了传感器的表贴安装工艺。锚杆张拉的全程监测结果表明,此方法可准确、有效地监测锚杆力的张拉变化情况。

大跨径混合梁刚构桥健康监测项目需求分析

本文结合瓯江大桥的工程实际情况,针对大跨径混合梁刚构桥的结构特点、工作环境、养护管理需要、运营危险性等因素,分别分析了应对不同因素所需要开展的健康监测项目,提出了该类型桥梁健康监测项目需求分析流程与监测项目建议。

消能自复位摇摆框架墩结构地震反应及易损性分析

摇摆构造可限制结构的地震损伤和残余位移,从而提升结构的震后恢复能力。以消能自复位摇摆框架墩结构为研究对象,基于摇摆刚体假定,建立消能自复位摇摆框架墩结构的动力分析模型,并通过试验结果验证了该模型的有效性。模型中采用拉格朗日方程推导出结构的运动学方程,并考虑了桥墩复位碰撞所造成的速度折减以及预应力束和阻尼器的失效。以黄徐路摇摆桥梁结构为工程背景,对消能自复位摇摆框架墩结构进行实例分析、参数分析和易损性分析。实例分析和参数分析结果表明:阻尼器和预应力束的联合应用可减小结构的位移反应,阻尼器刚度的量纲一化参数(ρ;)越大则结构减震效果越好,且在脉冲近场地震作用下的减震效果更为明显。针对阻尼器屈服、阻尼器失效、预应力束失效和结构倒塌4个极限状态的易损性分析的结果表明:在E1地震作用下,阻尼器失效、预应力束失效和结构倒塌的发生概率极小;在E2地震作用下,阻尼器极易发生屈服,阻尼器失效和预应力束失效的概率小于20%,结构倒塌的发生概率近乎为0;在脉冲近场地震作用下,ρ;增大可降低各极限状态的发生概率,预应力束刚度的增大对各极限状态的发生概率影响较小,预应力束初始应力的增大会增加预应力束失效的发生概率。