移动力作用下梁桥竖向振动响应的半解析分析

提出了一种分析一般梁桥在移动荷载作用下竖向振动的半解析方法。基于有限元模态分析的结果,应用采样定理恢复连续振型,推导了移动力作用下梁桥动力响应的封闭解。半解析解的正确性通过移动力作用下的等截面简支梁算例进行了验证,进而针对三跨变截面连续梁,分析了移动荷载作用下桥梁的振动规律,以及荷载移动速度、桥梁损伤等因素对结构竖向振动响应的影响。计算结果表明:本文提出的半解析解方法适用性广,可以高效、高精度地得到一般梁桥结构的竖向振动响应。更多还原     

塘屿刚架拱桥的荷载试验研究

荷载试验是评估桥梁实际工作状态和承载能力最直接的方法,也是评定桥梁结构的使用状况的有效方法。文章以塘屿刚架拱桥为工程实例,通过对桥梁结构在荷载作用下的应变、变形、振动频率及振幅等实际响应的研究,阐述了荷载试验的静载试验和动载试验过程,分析了荷载试验结果,阐明了桥梁结构承载能力与工作状态。结果表明:静载试验中,荷载试验效率为0.96~1.00,测试截面的混凝土应力校验系数为0.23~0.82,钢筋应力校验系数为0.04~0.12,试验桥跨的强度能够满足设计荷载的使用要求;动载试验中,实测竖向变形校验系数均值为1.10,自振频率为3.91 Hz,冲击系数为0.35,均小于规范限值或理论计算值要求,使得桥跨的竖向整体刚度不足,冲击效应偏大。     

基于静载试验的桥梁结构性能检测分析与研究

桥梁静载试验是检测桥梁结构工作状态最直接、最有效的方法和手段.以实际工程为依托,通过变换试验车辆在桥面纵向位置以保证荷载效率在规定的范围内,挠度测点布置在具有代表性的梁底跨中截面处,选取反映桥梁设计的最不利受力状态,对公路桥梁进行上部结构静载试验,根据实测数据,对桥梁结构的技术状况、使用条件和承载能力进行评定.通过试验得出:主梁跨中截面竖向刚度、混凝土结构强度能够满足使用要求,个别主梁残余变形相对较大,弹性变形安全储备较低.     

多层住宅新型复合结构在竖向荷载作用下的试验分析

通过对用于多层住宅的一榀新型复合结构模型在竖向荷载作用下的试验,研究了复合结构在正常使用阶段和承载力极限状态时梁柱及支撑的各截面应力、裂缝、变形和破坏形态.结果表明,一榀五层复合结构,在梁柱截面为250 mm×250 mm、支撑截面为120 mm×120 mm、承载面积为4.2 m×4.2 m的情况下,荷载达到一般住宅竖向荷载标准值及设计值时,梁的裂缝和挠度远小于混凝土规范限值.复合结构在竖向荷载作用下的破坏形态为梁铰机构体系;并建议梁的高度取实际跨度的1/14～1/10.     

预应力混凝土连续梁桥结构动力特性分析

为研究车辆荷载对预应力混凝土连续梁桥桥梁动力特性的影响,利用有限元软件建立车桥耦合模型,分析车辆速度、车辆载重对预应力混凝土连续梁桥跨中截面位移和动力冲击系数的影响。研究结果表明：车辆速度和车辆载重均会对桥梁动力特性产生影响,车辆速度与桥梁动力特性间没有明显线性关系,车辆速度增大,跨中截面位移先减小后增大,桥梁冲击系数则先增大后减小;车辆载重增大,跨中截面位移和桥梁冲击系数则线性减小。研究成果可为多工况车辆荷载作用下桥梁动力特性研究提供一定参考。     

基于温度效应的桥梁动态称重识别研究

以桥梁不同截面动应变响应为对象,分析识别不同截面的动应变数据,及荷载通过不同截面的时间差,进行车速识别.通过荷载在不同截面的应变影响线以及识别车速,获得动应变影响面积,利用影响面积与动荷载的相关关系,进行移动荷载识别研究,得到桥梁动态称重系数.据结构应变与温度的相关特性,通过对温度与应变的回归分析,确定其具体的经验回归方程,将温度所致的应变变化趋势从总的应变测量值中分离.对分离温度效应前后的称重系数进行对比,得到温度效应对桥梁动态称重的影响.     

钢筋混凝土双曲拱桥静载试验研究

桥梁静载试验是研究桥梁静力特性的有效手段。通过静载试验对某双曲拱桥进行承载力分析,记录应变及挠度,以便了解桥梁结构的实际工作性能。试验和理论计算表明：该桥在静载作用下桥梁控制截面的应力和变形满足设计荷载的安全承载要求。     

装配式空心板桥浅企口铰缝应力传递机理研究

为了优化设计空心板桥的企口铰缝连接,增强装配式空心板桥的整体性,考虑材料非线性、截面接触等因素,建立了某空心板桥的三维有限元分析模型,研究了其铰缝与空心板间的应力、应变对桥梁结构的影响。结果表明:均布荷载作用跨中主要影响范围为横向三片空心板,两个铰缝;铰缝主要靠剪应力传递荷载,同时竖向剪切应力决定剪应力的大小;铰缝纵向传递荷载,本身受拉、压交替变化。     

锚喷混凝土加固小铰缝板桥研究

基于有限元理论,借助通用计算程序ANSYS对一实桥建立有限元模型,结合检测结果,分析了该桥在不同荷载工况下挠度、应力、自振频率以及振型特征的变化趋势,研究了加固前后桥梁结构的静、动力特性.结果表明:锚喷混凝土加固小铰缝板桥有效地降低板梁截面的应力和应变,提高桥梁结构的自振频率.由此可知,锚喷混凝土加固可提高结构的整体刚度,增强结构的抗弯及抗扭能力,改善桥梁整体受力特性,具有较高的推广应用价值.     

新型装配-现浇式密柱结构墙体的轴心受压性能

为提升新型装配-现浇式密柱结构的抗震性能,通过对2榀模型在竖向荷载作用下的试验及有限元分析,研究了其在正常使用阶段和承载极限状态时墙体各截面应力、裂缝、变形、破坏形态及平面外位移．结果表明:结构在正常使用荷载下具有较大的承载能力和刚度,破坏具有一定的延时,未出现平面外失稳;预制外壳与现浇柱联结性能良好,不会出现滑移错动;预制外壳的增加能显著提高结构承载性能,采用“最优尺寸”的截面设计能更好地发挥结构抗压性能．新型结构满足住宅在竖向荷载组合作用下的可靠性要求,一般层高的墙体在重力荷载作用下不会发生平面外失稳破坏．     

竖向荷载下摩擦桩的临界荷载与临界长度

根据弹性稳定原理研究了摩擦桩在竖向荷载下的静力特性问题,导出了基桩临界荷载和临界长度计算式,讨论了桩侧摩擦力、桩的截面形式、材料特性等因素对基桩静力特性的影响,并给出了摩擦桩的静力计算参数,提出了在实际工程中如何提高基桩承载力的问题,可为桩基础分析与设计提供参考.     

一种混凝土箱梁桥的可靠性评估方法

为评估混凝土箱梁桥正常运营期间的安全状态,基于桥梁健康监测数据与可靠度理论,以混凝土抗拉强度标准值为抗力,车辆荷载响应和竖向温度梯度荷载响应为荷载效应,建立正常使用极限状态方程.对于实桥监测的综合荷载应变响应,利用经验模态分解方法提取箱梁顶底板应变响应的温度趋势项,并对车辆荷载响应和竖向温度梯度响应进行概率密度函数拟合;对非正态分布的荷载效应当量正态化,计算最不利组合下箱梁跨中截面顶底板的失效概率.结果表明:监测的车辆荷载响应和竖向温度梯度荷载响应的概率密度函数均不满足正态分布,采用广义极值分布具有较好的拟合效果;箱梁顶底板的失效概率均小于1%,并在车辆荷载和竖向温度梯度的共同作用下,底板的失效概率显著升高.     

主梁截面不同时铰接板(梁)桥荷载的横向分布计算

在新建桥梁的设计中,绝大多数主梁均采用相同截面进行设计。但在某种特定的条件下,遇到需采用不同主梁截面的情形。特别是在桥梁进行加固、加宽改造时,经常需要设计与老桥梁板不一样的截面尺寸来满足工程需要。此时需对全部梁板重新做荷载横向分布计算,分析各个板梁受力状态,以保证整个桥梁结构的安全。本文专门讨论这种情形下桥梁荷载横向分布系数的计算原理和计算方法,并给出计算程序框图。     

预应力效应对小箱梁纵向开裂影响分析

公路装配式预应力混凝土小箱梁纵向开裂问题较为普遍,纵向裂缝会严重影响结构安全及耐久性能,甚至降低桥梁结构承载力。本文以30 m装配式小箱梁为分析对象,根据后张法预应力对小箱梁梁体的作用机理,采用有限元软件ANSYS并基于等效荷载法,对预应力钢束张拉过程作用于小箱梁梁体的端部锚固力、曲线段径向力、管道偏差力等3种荷载引起的梁体竖向应力进行仿真分析。结果表明：端部锚固力引起的混凝土局部承压区竖向拉应力最大,达到1.503 MPa,发生在距梁端1.5 m附近截面;曲线段径向力引起的梁体竖向拉应力较小,可忽略其对纵向开裂的影响;在规范允许的施工误差范围±1 cm内,管道偏差力引起的梁体竖向拉应力介于0.610～3.250 MPa之间,可能导致梁体纵向开裂。     

简支桥梁预应力损失计算方法

针对桥梁预应力损失计算的复杂性和不易测量性,本文基于光纤光栅传感技术,在一座预应力简支梁跨中埋设光纤光栅应变传感器和静力水准仪,对跨中应变和竖向位移进行了5年的监测,考虑预应力和自重长期作用,对桥梁结构进行变形几何分析和受力分析,建立了简支梁跨中截面应变、位移和荷载之间的关系,提出了预应力简支梁跨中截面预应力损失计算方法。利用桥梁长期实测应变和位移,计算得到成桥四年后桥梁的预应力损失为14.6%。与规范方法计算结果基本一致,验证了该方法的可靠性和有效性。相比规范中的方法,该方法所需参数少,计算简便,且是基于实际桥梁参数,具有一定的准确性;通过在实际桥梁中布设传感器,可对大范围内预应力简支梁预应力损失进行分析,并可实现对简支梁桥预应力变化的长期监测和桥梁健康状态的评估。     

竖向荷载作用下短肢剪力墙结构承载能力试验研究

短肢剪力墙结构是现今运用较普遍的抗侧力结构,为了研究这种抗侧力能力较好的结构在竖向荷载作用下的承载能力,以一个实际的短肢剪力墙工程结构为背景,选取靠近顶层附近的三层结构进行简化,结合结构模型试验的相似性原理,按照1:4的缩尺比例制作了一个三层两跨短肢剪力墙结构试验模型。通过在试验模型第二层楼板施加竖向均布荷载的试验表明,短肢剪力墙结构具有良好的承载性能,竖向荷载作用下墙肢整体受弯,连梁端部和墙板连接处为短肢剪力墙结构的薄弱区。结合试验结果阐述了短肢剪力墙中L型和T型截面在压弯复合作用下受力性能和破坏机理。     

缀板梁结构在竖向荷载下承载能力的试验研究

通过模型试验 ,研究缀板梁这种新型结构形式在竖向荷载作用下的破坏形式 ,给出了荷载与挠度和钢筋应变的关系 ,塑性铰出现的顺序 ,并对结构破坏机理进行了研究 ,得出各跨梁端部是结构的危险截面 ,通过缀板使梁的弯矩峰值趋于均匀 ,缀板对结构内力的调节作用是显著的。     

缀板梁结构在竖向荷载下承载能力的试验研究

通过模型试验,研究缀板梁这种新型结构形式在竖向荷载作用下的破坏形式,给出了荷载与挠度和钢筋应变的关系,塑性铰出现的顺序,并对结构破坏机理进行了研究,得出各跨梁端部是结构的危险截面,通过缀板使梁的弯矩峰值趋于均匀,缀板对结构内力的调节作用是显著的.     

基于静载试验的某预应力混凝土连续梁桥承载力评估

以某预应力混凝土连续梁高架桥为工程背景,采用桥梁结构分析软件Midas/civil建立静载试验跨有限元模型,对比分析了静载试验荷载下各工况下截面最不利影响效应的挠度、应变实测值与理论值以及相对残余变位(应变),分析得出试验段受力或变形最不利截面的挠度、应变实测值均小于理论值,相对残余变位(应变)均小于20%,满足《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/T J21-01-2015)要求,桥梁的工作状态良好,结构承载力满足汽车-超20级,挂车-120级设计荷载等级的正常使用要求。     

不同变截面桩竖向承载特性的数值分析

基于现场试验,采用Abaqus有限元软件对等截面桩及变截面桩单桩竖向承载力测试实验过程进行数值模拟。结果表明:弹性变形阶段,竖向荷载-沉降曲线呈线性变化趋势,等截面桩比变截面桩桩身沉降较小;塑性屈服阶段,等截面桩与变截面桩单桩承载力几乎一致。变截面位置对桩侧摩阻力沿深度的分布有一定影响,最大侧摩阻力位置根据变截面的位置而变化。变截面桩的平均侧摩阻力较等截面桩的平均侧摩阻力大,变截面桩侧摩阻力效果较等截面桩更有优势。在相同承载力条件下,变截面桩所耗费的材料较等截面少,对于竖向承载特性,变截面桩与等截面桩表现基本一致,因此使用变截面桩能节约工程成本。