基于模态挠度的斜交桥静载试验数值方法

为了探讨不中断交通情况下进行桥梁静载试验的可行性,以斜交简支空心板桥龙山桥为研究对象,研究基于模态挠度的静载试验应用于斜交板桥承载力评估的计算精度问题。首先利用环境激励获得桥梁在运营状态下的模态参数,再采用附加质量法对桥梁模态振型进行质量归一化,计算桥梁的位移柔度矩阵,最后利用位移柔度矩阵和等效荷载分配的方法计算桥梁的模态挠度。建立龙山桥的有限元梁格计算模型,根据荷载试验规程设计了静载试验中载和偏载2个加载工况,利用龙山桥的前5阶模态参数计算位移柔度矩阵,预测桥梁在2个加载工况下各控制截面的模态挠度,并与有限元模型计算挠度和实测挠度相对比。结果表明:中载工况下模态挠度与计算挠度相比,相对误差均小于5%,控制截面最大计算相对误差为3.55%; 偏载工况下模态挠度与计算挠度相比,相对误差均小于6%,控制截面最大相对误差为5.15%,能够满足工程精度要求; 模态挠度能够有效代替桥梁静载试验的实测静载挠度,利用模态挠度评估桥梁承载力具有较强的有效性和可行性。     

新水东大桥引桥的成桥荷载研究

为准确评定新建桥梁的承载能力和评价其实际技术状况,对新水东大桥引桥这一预应力混凝土连续梁桥开展成桥荷载试验研究。利用有限元分析软件Midas/Civil计算试验加载工况的荷载效应理论值;用等效车辆荷载实施静力加载,并通过环境随机激励完成模态试验,测试计算出静载工况下各控制截面的挠度、应力及结构的基频。试验中采取有效措施确保挠度测试的准确性。成桥荷载试验结果表明,新水东大桥引桥承载能力和刚度满足设计要求,可以保证桥梁投入使用后的运营安全。     

基于模态挠度法的预应力连续箱梁桥状态评估

以预应力混凝土连续梁桥的通扬运河大桥为研究对象,探讨基于运行试验模态分析的模态挠度法在桥梁状态评估中的应用。建立其有限元模型,通过环境激励振动试验获得其试验模态参数,基于柔度矩阵指标和挠度指标定义的两个目标函数,利用实数编码的加速遗传算法修正大桥的有限元模型,获得基本准确反映大桥实际静力行为的有限元模型。借助其有限元模型对试验模态振型质量归一化,利用振型已质量归一化的环境激励振动试验的试验模态参数,可获得桥梁结构已知载荷作用下的试验模态挠度,通过与静挠度实测值比较,可对桥梁的状态作出评估。结果说明基于运行试验模态分析的模态挠度法应用于桥梁状态评估的可行性与有效性。     

实测荷载横向分布系数在桥梁检测中的应用

结合<公路桥梁承载能力检测评定规程>,在介绍了实测荷载横向分布系数概念的基础上,对某桥进行了静载试验并对试验数据结果进行了分析,探讨了基于实测挠度的实测荷载横向分布系数在桥梁检测中的应用,以简便快速判断桥梁损伤状况.     

基于梁格法的连续梁桥有限元分析及承载能力评估

桥梁荷载试验作为评定桥梁承载能力以及桥梁现状的重要方法。使用合理的方法进行桥梁结构荷载试验计算其荷载效应尤为重要。本文利用基于Midas软件的梁格法建立模型,通过连续梁桥荷载试验分析,检验梁格法的可行性,并对桥梁的承载能力进行综合评估和鉴定。结果表明:梁格法可以有效地实现荷载试验所需的结构构件的内力和挠度状态,同时该桥的静力工作性能良好,桥梁的承载能力和正常使用状态能满足汽-20级、挂-100设计荷载等级的要求。且该桥的实际刚度较大,振动响应较小,行车性能良好。其结果对类似工程有一定指导意义。     

大跨度连续梁桥的荷载试验及性能评定

以新建某城市道路大跨度连续梁桥的静载试验与动载试验为例,通过结构加载模拟分析,加载等级与方式的确定,变形和自振频率的实测与分析,阐述了大跨度连续梁桥的荷载试验及其要点以及准确评定桥梁实际承载能力的方法。     

某公路桥梁承载能力荷载试验评定分析

应用新近发布的JTG/T J21-2011公路桥梁承载能力检测评定规程中荷载试验评定方法评估某公路桥梁承载能力,通过动载试验获得桥梁固有频率,修正有限元模型,然后将静载试验实测挠度、应变与理论计算值对比得出校验系数,最终评定桥梁承载力,为桥梁检测提供了理论依据。     

官洲河特大桥静动载试验研究

采用有限元对官洲河特大桥进行计算分析,结合现场实测结果,对连续梁桥静动载试验进行研究。阐述了桥梁静动载试验的基本内容、试验方法及评定结果。静载试验结果表明,试验桥跨变形对称性良好,结构总体受力平衡,试验荷载效率、挠度和应变的校验系数和残余值均在规范要求范围内,满足规范及设计要求;动载试验结果表明,该桥跳车和跑车试验时相应的实测频率与脉动试验较为相近,结构整体刚度较好,实测冲击系数处于合理范围,实测频率稍大于理论值,满足规范及设计的要求。     

某四跨连续梁桥荷载试验

文章以某四跨连续梁桥为工程背景,通过现场荷载试验评价测试该桥在试验荷载作用下的工作性能和承载能力。荷载试验包括静载试验、动载试验,分别测试静载工况下各控制截面的应力状态和整体挠度情况,动载工况下桥梁的行车响应和自振频率。结果表明:部分截面出现残余应变和残余挠度,但均满足规范要求。应力校验系数在0.41~0.78之间,挠度校验系数分别为0.63和0.52,表明桥梁结构的强度和刚度具有一定的富余度。桥面无障碍行车试验实测冲击系数在20 km/h达到最大,桥面有障碍行车试验最大幅值为0.11 mm。自振频率实测值均大于理论计算值,表明桥梁结构的实际刚度较大。桥梁整体工作性能和承载能力能够满足正常使用要求。     

既有双曲拱桥承载力检测评定

本文以某三跨双曲拱桥为工程背景,基于现场实测数据,建立考虑腹拱、立墙共同参与受力的空间有限元模型,并基于缺损检查及静载试验结果,通过分项检算系数修正结构抗力,结合有限元分析内力结果进行承载能力评定,结果表明,该桥承载能力满足汽车-15级、人群3.0k N/m~2荷载等级的使用要求。相关检测评定过程,可为该类桥梁承载力评定提供借鉴。     

大跨连续刚构桥荷载试验研究

以龙陵至瑞丽高速公路上某大跨连续刚构桥为工程背景,基于现场荷载试验方法,对其在运营状态下的承载力及动力性能进行了研究。首先,详细介绍了试验过程中应变、挠度及振动模态测点的布置方式;然后,根据荷载效应等效原则确定试验设计荷载,针对连续刚构桥结构内力分布特点,选取典型截面最不利正负弯矩的活载布置方式,确定静力加载工况,同时制定了考虑不同车速及行车方式影响的动载试验方案,通过脉动试验提取模态测点数据,利用相关仪器中快速傅里叶变换（FFT）分析得出模态结果;最后,将实测结果与有限元结果进行对比分析。结果表明:静载试验的应变和挠度实测值均小于计算值,满足规范要求;动载影响下,冲击系数对行车方式更为敏感,表现为当车速为20 km·h^-1时,主跨跨中截面跳车时冲击系数（0.25）较匀速跑车（0.05）增大5倍;桥梁结构整体承载能力及刚度满足设计荷载（公路 Ⅰ级）正常使用要求。     

某双曲拱桥的动静力测试及承载能力评估

本文以某双曲拱桥的承载力评估为例,在总结几种有限元模型离散方法的基础上,结合双曲拱桥的结构形式,提出采用梁板结合的模拟方法,用大型通用有限元软件ANSYS进行了双曲拱桥的模型建立.同时,阐述了双曲拱桥的动载及静载试验的试验方法与过程,包括用等代荷载的方法确定荷载车辆、各种工况的分级加载、动载及静载试验测点的布置.依据有限元分析结果与动静力荷载结果的对比分析,对工程实例桥的承载能力进行了评估分析,得出了该桥当前的结构性能和状况.结果表明,正确的计算模型是评定双曲拱桥承载能力的关键,有限元法中的板梁法结合双曲拱桥的结构形式,是双曲拱桥结构空间分析的一种有效方法,以有限元理论分析和动静力荷载试验相结合的方法能较为全面地评定双曲拱桥的承载能力,可为同类桥梁计算分析及承载能力评定提供参考.     

基于光纤光栅的预应力碳纤维板实桥加固荷载试验研究

为了研究光纤光栅预应力碳纤维板在实桥加固工程中的应用以及其与混凝土之间的工作机理,以山东省境内某座连续梁桥为工程实例,采用现场加固、荷载试验和有限元分析的方法,对其进行加固前后的荷载试验,并进行加固前后试验结果对比,结果表明,光纤光栅预应力碳纤维板与混凝土梁协同工作能力良好,对提升桥梁的承载力具有显著的效果。     

浦阳江特大桥静动载试验及偏载效应分析

以浙赣线电气化提速改造工程浦阳江双线铁路连续梁桥为工程背景,分析了该桥动静载试验单线加载时偏载作用下箱梁的扭转效应.用ANSYS中的Beam4和Shell63单元分别建立了有限元模型,利用该模型计算了连续梁在偏载作用下的挠度和扭转角,计算结果与试验结果吻合,说明所提出的3种模型用于分析同类连续梁的扭转效应是可靠的。     

基于挠度法的钢筋混凝土简支梁损伤识别研究

根据静、动载作用下的简支梁挠度数据,求解了结构的挠度差曲率和,对受拉钢筋局部锈蚀混凝土简支梁的损伤识别进行了研究,理论分析和有限元仿真表明:该方法可以识别结构的损伤位置和损伤程度,提高简支梁检定的准确度.     

Reliability assessment of cable-stayed bridges based on structural health monitoring techniques

This paper presents the reliability analysis approach of long-span cable-stayed bridges based on structural health monitoring (SHM) technology. First, the framework of structural reliability analysis is recognised based on SHM. The modelling approach of vehicle loads and environmental actions and the extreme value of responses based on SHM are proposed, and then models of vehicle and environmental actions and the extreme value of inner force are statistically obtained using the monitored data of a cable-stayed bridge. For the components without FBG strain sensors, the effects and models (extreme values) of dead load, unit temperature load, and wind load of the bridge can be calculated by the updated finite element model and monitored load models. The bearing capacity of a deteriorated structure can be obtained by the updated finite element model or durability analysis. The reliability index of the bridge's critical components (stiffening girder in this study) can be estimated by using a reliability analysis method, e.g. first order reliability method (FORM) based on the models of extreme value of response and ultimate capacity of the structure. Finally, the proposed approach is validated by a practical long-span cable-stayed bridge with the SHM system. In the example, reliability indices of the bridge's stiffening girder at the stage after repair and replacement after 18 years of operation, and the damaged stage are evaluated.     

Moving train loads identification on a continuous steel truss girder by using dynamic displacement influence line method

This paper presents a dynamic displacement influence line method for moving load identification on bridge. The finite element model of Poyang Lake continuous truss bridge-train systems is established and the dispersed modal shapes are acquired by modal analysis. Multi-axle moving train loads are identified with simulated annealing genetic algorithm by minimizing the errors between the measured displacements and the reconstructed displacements from the identified moving loads. In the identification process, the dynamic displacement influence line technique is used to calculate the time history displacement responses of the bridge to avoid solving equations of motion of the bridge repetitively. Several important parameters of the bridge-train system are discussed to investigate their effects on the proposed method. The results demonstrate that the proposed method is an accurate and efficient method for moving train load identification on complex bridges.     

平铰转体斜拉桥运营阶段荷载试验对比研究

文中以绥芬河转体斜拉桥为背景,研究其运营12年后实际承载能力的变化情况,基于2006年荷载试验及有限元模型的理论分析制订2018年试验测试内容,分别进行索力、高程测试和荷载试验。分析各工况得到的主梁应变、挠度、主塔偏位、索力增量的实测数据,并与2006年实测数据进行对比分析。结果显示运营12年后主跨存在收缩徐变下挠,全桥斜拉索恒载索力出现严重的重分布现象;主梁应变、挠度、塔顶偏位、索力增量的荷载试验实测值与理论值之比均小于1.00,结构处于弹性状态,且具有一定安全储备;结构环境随机振动实测频率未发生明显改变,桥梁整体动力性能良好。桥梁承载能力满足使用要求,但需进行索力优化调整。     

悬索桥损伤指标的适用性分析

依据精细的悬索桥有限元模型,分析比较了在无噪声情况下频变比指标、模态曲率差指标和静态应变差指标对悬索桥不同位置损伤的适用性.对主梁和吊索两种常见损伤类型的数值模拟发现,主梁损伤时,由于各阶指标之间信息的互补性,模态曲率差指标识别效果最好;吊索损伤则对结构整体频率的影响极其微小,无法用频变比指标来定位,此时静态应变差指标最为敏感.在试验的基础上,提出了根据损伤类型来综合运用频率变化比、主梁竖弯振型模态曲率变化以及静态应变差进行悬索桥的损伤定位的方法.