斜拉桥荷载试验工况合并研究

针对目前斜拉桥荷载试验中普遍存在的试验费用高,试验时间长的问题,通过建立工程实例的斜拉桥有限元模型,研究了斜拉桥结构的受力特点,提出了荷载试验工况的合并问题。最后采用该文的优化合并方法完成了德州新河大桥的荷载试验。研究结果表明:对于斜拉桥来说,主梁最大弯矩工况可以和主梁最大挠度工况进行合并;主塔最大偏位工况可以和主塔最大弯矩工况进行合并。

黄土公路隧道病害治理实例研究

黄土物理力学性质相对较差,具有大孔隙、湿陷性强、强度低的特点,加之黄土区的地形地貌、地质条件比较复杂,导致黄土隧道修筑过程中病害较多。利用SIR2000型探地雷达、RSM-SY5非金属声波探测仪和B JSD-2型激光限界仪等多种方法对某黄土公路隧道病害进行了探测,探测表明隧道洞身出现环向和横向裂缝,衬砌厚度不足,局部地段存在集中涌水和渗漏水,根据探测结果对隧道病害成因进行了详细的分析。在此基础上结合黄土隧道的基本特征,有针对性地提出了锚喷加固、套衬加仰拱、套衬和下加固围岩3套病害治理方案。并利用数值模拟对隧道治理前后围岩稳定性和衬砌结构受力状态进行了分析,结果表明治理方案衬砌受力状态基本对称,结构的安全系数有较大的提高。

基于海明距离-TOPSIS法的山区公路隧道扩建方案直觉模糊优选

为了解决山区高速公路隧道改扩建方案选取决策困难而又缺乏理论依据的问题,基于直觉模糊数的海明距离,结合TOPSIS方法,增加专家权向量修正,进而得到处理具有优先级别关系的多属性问题的决策方法。分析山区高速公路隧道改扩建的影响因素,建立隧道扩建方案影响指标体系。从依托工程实际出发,邀请指定的专家对指标优先级别排序,然后利用已建的数学模型实现扩建方案寻优。该方法在厦蓉高速公路隧道改扩建施工方案优选中得到有效运用,说明该方法实用可行,对隧道改扩建施工方案以及类似工程方案优选问题具有重要的指导意义。

混凝土箱梁大悬臂模型桥极限状态试验研究

以某实桥联混凝土箱梁横向大悬臂为原型,根据相似原理,建立模型非线性准则,设计制作了1∶10缩尺模型.研究了混凝土箱梁大悬臂模型桥的极限状态受力性能和变形、破坏形态、破坏机制、裂缝宽度及发展规律.研究表明:集中荷载作用在跨中,模型桥承载力达到极限状态时,荷载作用处变形相对其他部位较大;集中荷载作用在大悬臂横梁两端,横梁上缘顶板顺桥向开裂长度过大,裂缝过宽而导致模型桥极限承载能力下降;由于混凝土箱梁大悬臂模型桥宽跨比较大,双向受力明显,最终表现为局部承载.

连拱隧道衬砌裂缝成因分析与处治

对高速公路某连拱隧道二次衬砌开裂现象进行了调查,总结隧道开裂的规律,基于ANSYS软件将隧道二次衬砌作为受力实体,从隧道拱部受力不均匀、严寒季节温度应力方面进行有限元数值分析,得出隧道衬砌背后荷载分布型式、温度变化对衬砌内力的影响特点以及衬砌开裂规律,为该隧道衬砌裂缝成因分析及处治方法提供了理论依据。

大吨位基桩抗压载荷试验中的锚桩预应力保护技术

竖轴向承载力是桩基础设计的重要参数,现场静载试验是目前确定桩基承载力的主要手段之一。本文依托黄陵—延安段高速公路洛河特大桥试桩工程,通过对原有工程桩施加预应力,形成了以工程桩为锚桩的锚拔体系。加载过程中试桩应力、锚桩应力及桩顶位移测试,结果表明,结合预应力技术,以工程桩作为锚桩构成桩基础静载试验的锚拔体系是可行的,同时提出了施加预应力大小的原则、方法以及确保后期曾作为锚桩的工程桩有足够承载能力应采取的必要措施。

独塔斜拉桥参数敏感性分析

为了对独塔斜拉桥的施工进行监控,通过比较各设计参数在成桥时对主梁挠度、拉索索力和主梁应力的影响,分析了独塔斜拉桥各设计参数的敏感性。得出独塔斜拉桥主要设计参数有:主梁容重值、主梁超方量、拉索索力值;而主梁弹性模量和拉索弹性模量对成桥状态影响不大。通过修正独塔斜拉桥的主要设计参数,同时忽略次要设计参数的影响,对湖北省仙桃汉江大桥的施工进行控制。成桥测试结果表明:拉索索力状况良好,相对误差在5%以内;主梁、主塔应力状况良好。

连续刚构宽箱梁剪力滞效应分析及有效分布宽度研究

针对连续刚构桥箱梁的剪力滞效应和有效分布宽度进行研究,提出一种基于反弯点结合比拟杆法和叠加原理的剪力滞简化分析方法,同时通过有限元仿真分析剪力滞效应,并分别按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)建议的连续箱梁有效分布宽度公式和有限元分析结果计算连续刚构桥的有效分布宽度。以某大跨PC连续刚构箱梁桥为例,计算关键截面的剪力滞系数和有效分布宽度,分析其剪力滞分布规律,验证解析分析方法,建议实际设计中应重点关注边支点、边跨1/4L、中跨1/8L及中跨跨中截面,可为类似桥梁的剪力滞效应分析和设计提供参考。

旧桥承载力模糊贴近度综合评判法

利用模糊数学等级评定的一种决策方法———贴近度分析法,结合模糊综合评判探讨了旧桥承载能力等级评定。这种方法是在对桥梁属于哪个等级的半模糊评定中,考虑2个模糊等级的靠近程度,从而获得合理的旧桥承载力等级评定结果。将这个评定过程与原有的最大隶属度法进行比较,可以看出贴近度分析法在一定程度上大大改善了最大隶属度原则带来的评判误差,避免了最大隶属度原则失效产生的不合理结果,使得旧桥承载能力等级模糊综合评判结果更贴近工程实际。

拼宽T梁桥基础容许沉降差分析

针对T梁桥拼宽后基础沉降造成的不利受力,以部分典型拼宽桥沉降差监测数据为依据,将拼宽部分沉降简化为线性沉降和整体沉降。基于某T梁桥拼宽工程,采用Midas FEA建立实体模型,分析沉降应力,得出拼宽T梁桥受力最不利位置为支点竖向截面接缝处。研究结果表明:新旧T梁最佳连接方式为在接缝处跨内设置横隔板,而梁端不设置;采用该连接方式,以上部结构最大拉应力是否超过混凝土抗拉强度标准值作为控制标准,得出简支和连续T梁桥拼宽部分线性沉降下容许沉降差分别为8和7 mm,任意相邻2片T梁,尤其是接缝处新旧T梁间的相对沉降差要控制在3 mm以内。

基于回归分析的荷载效率系数优化研究

针对目前大跨度桥梁荷载效率系数取值的不合理,提出了荷载效率系数的优化(降低)问题,并以降低荷载效率系数为目的设计了实际工程的荷载试验工况,通过回归分析方法得出了结构反应(应力、应变、索力等)与荷载效率系数的一元线性回归方程.以一座大跨度PC斜拉桥荷载效率系数的降低优化为例,验证了该方法在实际工程中的有效性与准确性.研究结果表明:分析计算得出的一元线性回归方程高度显著,可以作为有效的预测方程;应当降低大跨度桥梁的荷载效率系数,大跨度PC斜拉桥荷载效率系数可以降低至0.6.

PC箱梁墩顶块数值模型分析方法

针对目前大跨径桥梁墩项块数值模型建立及分析方法上的不足,研究了大跨径桥梁墩顶块数值分析的单元选择、网格划分、网格密度、模型简化、预应力孔道影响及子模型选取范围等关键问题。通过与实测数据对比分析得出,在分析墩顶块这种复杂结构时,高阶四面体单元及自由网格划分模拟精度较高;将预应力孔道简化为方形孔道时,距离2倍孔道半径范围以外,正应力和主压应力基本相同,距离3倍孔道半径范围以外,主拉应力也基本趋于一致;空间模型选取长度在2倍0号块梁高以上时,各关键点的应力基本趋于一致等结论。本文分析方法为目前墩顶块空间应力分布特点的研究提供了一种重要的分析手段。

连续刚构桥跨中横隔板设计参数

从连续刚构桥设计实际出发,利用Midas Fea建立局部空间实体模型,分析了16m宽的箱梁跨中设置横隔板后对跨中及附近区段顶、底板横向应力分布的影响.研究结果表明,横隔板的设置可以有效改善跨中部位顶板及底板的横向应力分布,并且能削弱应力峰值,有效控制跨中底板裂缝的开展.通过改变横隔板的厚度、挖空率和数量得出横隔板的最佳设计参数.可为连续刚构桥梁的设计提供一定的参考.

基于健康观测的大跨度悬索桥结构评估

结合宜昌长江公路大桥的健康监控,探讨了悬索桥结构健康监控中的主要内容及实施方法.介绍了几种常见的桥梁结构评估方法,并对宜昌长江公路大桥进行结构评估,为同类桥型的健康监测及结构评估提供有益参考.

大跨度悬索桥模糊安全性评价模型

基于模糊理论,建立了用于大跨度悬索桥的模糊安全性评价模型。确定了大跨度悬索桥的模糊评价集,并确定了模糊评价因素集,通过专家调查确定了模糊评价因素权重值,经加权平均值法计算得到桥梁安全性模糊评价得分,从而确定桥梁安全性评价等级。采用该方法对宜昌长江大桥的安全性进行评价,并与《公路桥涵养护规范》的评价结果相比较。结果表明:基于模糊理论的大跨度悬索桥安全性评价是一种客观、可行的评价方法。

大跨PC连续刚构桥正截面最小压应力储备值研究

为改善大跨PC连续刚构桥因设计阶段应力储备不足引起后期运营阶段桥梁开裂和下挠问题,通过分析大跨PC连续刚构桥结构应力状态和混凝土强度理论,提出桥梁设计阶段正截面最小压应力储备值概念,推导出桥梁在设计阶段跨中梁段应预留的正截面最小压应力储备值计算式。以3座大跨PC连续刚构桥为例,对储备值计算式的可行性进行算例验证,结果表明:正截面最小压应力储备值计算公式解与实桥有限元解的误差最大值为4.5%,满足设计要求;正截面最小压应力储备值与桥梁跨径有关,桥梁跨径越大正截面最小压应力储备值越大,跨径越小正截面最小压应力储备值越小;该计算式适用于大跨PC连续刚构桥,对其它结构体系桥梁正应力储备值应另行研究。

钢筋混凝土T梁火灾高温时变效应研究

结合国内外建筑结构火灾试验,引入开裂准测和非线性本构关系,提出了火灾下结构有限元分析思路,利用数值模拟程序分析了火灾高温下钢筋混凝土T梁截面的温度分布,研究了火灾时间、荷载比对ISO834标准火灾升温过程下钢筋混凝土T梁桥挠度的时变效应规律及开裂状况。研究表明:截面温度分布梯度宽度随高温时间由外及里逐渐扩展;火灾下钢筋混凝土T梁挠度时程曲线随时间的延伸基本上呈直线下降;挠度随荷载比的增大呈非线性增加趋势;火灾下钢筋混凝土T梁斜裂缝较腹板直裂缝易发生。

桥梁结构耐久性多级模糊综合评价

为满足我国公路交通运输事业快速发展的需要,在新建高等级公路的同时,改建许多旧有已建低等级公路成为目前公路建设中一项重要任务。在改建中,对运营多年的已建桥梁结构的耐久性进行评价,是决定该桥是否能够继续使用的重要依据,同时,对于新建桥梁结构耐久性的评价也是衡量其是否能达到预期运营年限的重要指标。文章即以模糊评判为基础,以实桥检测为例,建立桥梁耐久性的多级模糊综合评价体系。

后压浆技术在高速公路桥梁桩基中的应用研究

文章针对高速公路桥梁桩基的特点,在河北青银高速公路桥梁桩基工程中对后压浆技术的机理进行了更深入研究,并提出了相应的设计和施工方法。研究实践证明,提高了工作效率降低了工程造价,为在公路建设中推广此项技术提供了理论依据和工程实践经验。

斜拉桥各构件校验系数的常值范围

针对目前规范中尚未明确斜拉桥结构的校验系数常值范围,提出斜拉桥结构状态评价应基于主梁、拉索、主塔3部分构件的校验系数进行;利用统计软件Minitab对各构件的校验系数样本进行分析计算,最后确定了斜拉桥结构的主梁构件、拉索构件及主塔构件各自校验系数的取值范围。研究结果表明:斜拉桥主梁构件的应变校验系数在0.60～1.00是合理取值范围,挠度校验系数在0.72～1.00是合理取值范围;拉索构件的索力校验系数在0.76～1.00是合理取值范围;主塔构件的应变校验系数在0.18～1.00是合理取值范围,偏位校验系数在0.47～1.00是合理取值范围。