预应力小箱梁火灾后检测评估与加固设计

提出了适用于混凝土桥梁火灾损伤后检测评估的方法,可为今后公路桥涵检测评定规范的修订提供参考。结合工程实例,详细介绍火灾后对预应力小箱梁检测评估的方法。依据火灾后桥梁检测评估结果,提出采用粘贴钢板法进行修复加固。计算分析表明,该方法能够有效提高梁体承载能力。     

基于车桥耦合动力分析的钢桥疲劳损伤与剩余寿命评估

提出基于车桥耦合动力分析的钢桥疲劳评估方法,建立车桥动力系统模型进行列车过桥耦合振动分析,求解桥梁构件疲劳应力,在此基础上,采用S-N曲线法对关键构件的疲劳损伤和剩余使用寿命进行评估。以一座铁路下承式钢桁梁桥为例,利用实测应力数据对所提方法进行验证,与既有方法评估结果进行比较,并研究了车速和轨道不平顺对桥梁疲劳性能的影响。结果表明:本文方法所得构件疲劳应力与实测数据符合较好,能够对铁路钢桥疲劳损伤和使用寿命进行准确评估;列车速度对桥梁疲劳性能有显著的影响,构件疲劳损伤程度并不一定随着车速的提高而增大;轨道不平顺能够显著影响桥梁疲劳损伤累积,轨道平顺性越好,构件疲劳损伤程度越低,加强轨道维护、保持良好轨道状态能够有效延长铁路钢桥的疲劳使用寿命。     

预应力混凝土连续箱梁加宽改造后安全评估

随着部分高速公路进行加宽改造工作,位于加宽改造区段的已建桥梁的荷载等级相应提高,同时由于经过多年运营,部分桥梁已出现严重病害,因此须对此类桥梁重新进行安全评估。本文以广佛高速公路上一座加宽改造后的预应力混凝土连续箱梁为例,采用桥梁博士软件,按新旧规范分别对桥梁进行结构承载能力检算;通过静载试验及针对结构病害的专项测试,对桥梁结构的工作状态和承载能力进行综合评估;最后根据计算及实测结果对该桥提出相应的管养建议。此方法可为同类桥梁的安全评估提供借鉴。     

弯剪开裂后预应力混凝土梁承载能力试验研究

某预应力混凝土简支箱梁桥在L/4跨径处梁体腹板出现较多弯剪裂缝。本文基于荷载试验及理论分析的方法对该桥进行状态评估,对梁体腹板裂缝形态、数量及分布规律进行了统计分析;通过静载试验测试跨中正截面承载能力和斜截面开裂处钢筋应力,通过动载试验测试梁体腹板开裂后结构刚度,对开裂梁体的正截面及斜截面承载能力进行评估,并结合理论计算分析腹板斜截面裂缝产生的原因。研究表明:对于预应力混凝土简支箱梁桥,在结构的正截面承载能力及结构刚度尚能满足设计要求的情况下,不能排除斜截面承载能力不足,需要引起重视。     

高速动车组复合材料设备舱结构评价方法

根据复合材料失效的特点,基于渐进损伤分析方法的基本原理,提出一种高速动车组复合材料设备舱结构强度的仿真评价方法.通过选取合适的失效准则和线性损伤演化方式模拟复合材料层合板的损伤起始和损伤演化,建立复合材料渐进损伤分析模型;对复合材料设备舱骨架在气密载荷作用下进行静强度评价;通过对横梁持续加载的方式进行设备舱骨架的有限元破坏分析,根据载荷-位移曲线得到此设备舱骨架的极限承载能力和失效模式.研究结果表明:综合对比Ts a i-wu失效准则和Hashin失效准则的结果,此复合材料设备舱骨架的静强度能够满足7500 MPa气密载荷的要求,其中Tsai-wu失效准则得到的强度结果较为保守;复合材料设备舱骨架的最大承载能力为22.98 kN,此时横梁处最大变形量为12.4 mm;最终破坏时各个连接支架的铆钉孔孔边以及横梁的螺栓孔孔边发生不同程度的损伤,主要模式为基体拉伸失效.     

基于横向模态差的桥梁横联构件损伤识别

讨论桥梁结构横向刚度的研究现状和影响因素,比较国内外规范关于横向刚度、横向水平变形限定的异同。文章提出用桥梁结构双侧响应模态差对结构的横向联系完整性进行评估,进而对桥梁结构的横向刚度进行探讨;通过比较全桥的双侧模态的响应差值曲线差异,对结构可能存在的损伤进行定位识别和初步的损伤程度识别。通过对一两跨连续钢桁架桥的有限元模拟分析,验证该指标对于横向联系完整性的评估和结构损伤识别的有效性和敏感性。     

耦合作用下各载荷对结构疲劳损伤影响程度的评估方法

针对传统评估方法不能评定多荷载耦合作用下各载荷分别对机械结构疲劳损伤的影响程度,提出在不需识别各耦合载荷大小的情况下,基于载荷与动应力响应的传递关系进行解耦,利用疲劳损伤影响参数,评估各载荷对机械结构疲劳损伤影响程度的方法;并以轨道车辆转向架齿轮箱吊座为例验证了所提出评估方法的可行性和实用性;分析结果可为载荷、机械结构的进一步优化提供依据。     

在役大跨石拱桥极限承载力的影响因素

采用双重非线性有限元方法,从荷载分布、温度影响、初始缺陷和结构损伤等几个方面对1座大跨度石拱桥的极限承载能力的影响进行研究,指出荷载类型和布置、结构初始几何缺陷和损伤对在役大跨石拱桥极限承载力有较大影响。     

体外预应力加固重载铁路盖板涵试验研究

目前大秦铁路运输荷载日趋增加,桥梁的既有损伤不断加重,桥梁不断老化,破损。通过既有盖板涵承载力评估可知,盖板涵混凝土压应力已经超出规范要求。为了改善盖板的受力性能,提高盖板的承载能力,对盖板进行体外预应力加固。根据已加固盖板的室内静载试验和200万次疲劳试验,结合数据研究体外预应力的加固效果。结果表明,体外预应力加固可以大幅度提高盖板的承载能力,在正常使用状态混凝土压应力最大降低约32%。最后,根据力学理论推导体外筋应力增量计算公式,借助试验结果验证理论计算的准确性,为体外预应力加固的实际施工提供理论指导。     

岩石损伤强度理论与隧道设计施工应用探索

研究目的:介绍岩石损伤强度理论及工程应用尚存在的问题.探索研究成果在当前隧道设计施工中应用的可能性.对隧道"承载拱"形成机制、影响因素进行分析,探索提高围岩承载能力的途径.研究结论:(1) 岩石损伤强度理论的研究成果与方法对隧道设计与施工具有指导意义,可在理念层面加以应用;(2) 改善应力状态有助于提高围岩的承载能力;(3) 围岩的承载能力是时间的函数,可以通过施工措施加以控制;(4) 在地壳浅层,隧道设计荷载取决于应力状态和洞周围岩整体破坏的范围;(5) 应重视施工措施对围岩承载能力的负面影响,施工过程必然在围岩中产生正、反2种作用,施工要做的是将正向作用发挥到极至;(6) 尝试在宏观层面开展能量耗散与释放机制及相应超前探测技术研究,对加快隧道设计施工基础理论的科学化进程有积极作用.     

铁路新型钢桥面防水保护层设计研究

依托山西中南部铁路通道重载下承式钢桁梁的工程设计,为整体钢桥面桥梁桥面防水保护层设计提供一种解决方式。通过国内外现存的钢桥面铺装形式对比分析,结合工程实际,提出一种复合防水保护层全新铺装形式。本铺装结合细石混凝土防磨层、喷涂型聚氨酯防腐层、一定厚度的补偿腐蚀钢板和灌注式高分子化学树脂粘结层等材料,具有刚柔相济、优势互补的特点,并对其材料性能指标及施工工艺展开研究,依据相关规范、规则、研究报告成果及试验总结出质量检验标准和不合格品的处理方法。研究成果《一种钢桥面板桥面铺装结构及其铺装方法》已获得国家发明专利,其适用于桥面较窄且联长较长的铁路整体钢桥面防水保护层,在将军渡黄河特大桥主桥上得到成功运用,防水保护层的功效得到初步验证,待后期观测总结后进一步推广运用。     

既有铁路病害钢梁桥改造设计

京沪铁路K528钢梁桥存在钢梁上盖板翘起、钢梁纵向位移较大,桥台与梁端顶紧、铆钉烂头、钢梁腐蚀严重等问题,从低影响、低风险、低投资、低运营维护成本、易施工等角度出发,研究比选原位新建梁式桥和原位新建框架桥的设计方案,从线路加固、施工工艺、施工难度、拆除工程、投资及维护成本等方面比较两个方案的优缺点。研究结果表明,对单孔、高桥的钢梁桥改造,决定采用原位新建框架桥设计方案。该方案具有对铁路影响小、施工风险低、投资少、后期运营成本低等优点,并彻底解决了桥梁病害问题。     

基于人工神经网络的混合梁斜拉桥智能诊断方法研究

研究目的:本文以天津市河北大街混合梁斜拉桥为工程背景,基于人工神经网络模型,提出适用于混合梁斜拉桥的分步识别方法,分别采用概率和径向基函数神经网络对子结构和钢主梁子结构局部构件进行损伤识别.此外还提出适用于钢主梁局部构件识别的动-静组合损伤指标,并建立相应的径向基函数网络模型,分别针对单损伤、双损伤和三损伤的不同损伤情况进行数值模拟.研究结论:识别结果表明:(1)本文所提出的分步识别方法具有较高的识别精度,网络识别速度快,适用于大型混合梁斜拉桥的智能诊断过程;(2)所提出的动-静组合损伤指标对混合梁斜拉桥的局部损伤识别也较为敏感;(3)单处损伤测试工况中,识别精度几乎高达100％;(4)在两处和三处损伤测试工况中,位置识别正确率分别达到82.61％和78.3％.     

平潭海峡公铁两用大桥深水区栈桥下部结构设计

平潭海峡公铁两用大桥栈桥规模宏大,使用周期长,所处海域风大浪急、水深达46m,海床多有裸露花岗岩地层,海水腐蚀性强,栈桥下部结构设计与施工困难重重。针对不同地质、水深条件,细划栈桥分类,对深水区栈桥下部结构设计参数进行研究与分析,可为此类水域条件下的栈桥下部结构设计提供参考。     

站台雨棚钢结构在锈蚀作用下的耐久性评估

考虑钢构件由锈蚀引起的几何削弱及材性退化,提出一种钢结构在锈蚀作用下的耐久性评估方法。通过引入大气腐蚀模型,采用锈蚀缺陷分析方法建立结构有限元模型,同时给出锈蚀钢材屈服应力比下降标准曲线得到结构剩余承载力准则。基于该评估方法,通过迭代计算构件的临界失重率,进而确定构件的损伤系数(耐久性指标)。结合算例阐述站台雨棚钢结构在大气均匀锈蚀作用下的耐久性评估流程。研究结果表明:站台雨棚整体结构的损伤系数随服役时间近似呈线性增长;均匀锈蚀引起的几何削弱与材性退化对结构整体的损伤系数几乎相同;该分析流程可为高铁站台雨棚在大气锈蚀作用下的耐久性评估提供参考。     

采用槽形梁桥面的大跨度钢桁拱桥车桥动力分析

槽形梁道碴桥面是适用于钢桥的一种桥面新形式,为研究该种桥面的钢桥动力性能,以某大跨度钢桁拱桥为研究对象,将列车、桥梁视为联合动力体系,建立了列车与大跨度钢桁拱桥的车桥耦合动力分析模型.在建立桥梁的有限元分析模型时,对该桥所采用的槽形梁形式桥面选用了梁格法来建模.计算桥梁的自振特性;采用计算机模拟方法,计算了ICE高速列...     

京沪高铁桥面喷涂聚脲防水层技术的应用

高速铁路桥面防水层是提高桥梁结构耐久性的重要技术手段,既有桥梁由于桥面防水失效造成桥面渗水、钢筋腐蚀的实例很多,高速铁路要求聚脲防水层铺设于CRTSⅡ型轨道板下,要求防水层于无砟轨道板同寿命期,因此在施工工艺、原材料控制等方面必须结合环境条件严格控制,保证防水层的使用寿命。     

旧桥承载力的分析及鉴定

研究目的:鉴定旧桥承载力,可以评估桥梁运营的安全性,为加固设计提供依据。本文以钢筋混凝土简支T形梁桥为例,从桥梁整体工作状况、钢筋锈蚀程度、梁体开裂程度等因素入手,通过数值分析,对旧桥的承载力进行分析和鉴定。总结出旧桥承载力鉴定的基本程序。研究结论:旧桥承载力的鉴定,应该按照全桥检查、细部检测、主梁承载力检算、全桥承载力鉴定的程序进行。即首先根据桥梁的整体工作状况及病害情况确定折减系数,然后对病害最为严重和负荷最大的两类主梁进行检算,最后根据检算结果对桥梁承载力进行鉴定。对文中所列桥梁的承载力进行鉴定可见:该桥设计荷载低,加之病害的影响,承载力不能满足荷载的要求。必须对桥梁进行提高承载力加固,以保证桥梁运营的安全。     

大跨度钢箱叠拱桥在高速铁路中的应用研究

新建哈尔滨-大连高速铁路跨越长春市富民大街设计采用138m钢箱叠拱,为国内首次采用的新型拱桥结构,是目前国际上同类桥梁中的跨度最大、位于严寒地区的桥梁,也是国内第一座应用实体圆钢吊杆铁路桥梁,对该桥应用中的关键技术实体圆钢吊杆的连接及低温疲劳特性、拱脚的合理构造及局部应力、对无砟轨道适应性、车桥耦合动力效应等进行了系统计算分析和试验研究,其研究成果已应用于新开河特大桥中,详细介绍桥式方案及在高速铁路应用中的关键技术研究成果。     

边梁负弯矩预应力筋受损对桥梁结构的影响

研究目的:一座六跨一联单跨32 m的先简支后连续公路预应力混凝土T梁桥,因施工疏忽造成边梁负弯矩预应力钢绞线多处受损。该桥尚未交验通车,其损伤对桥梁结构的影响不明确,参建单位对该桥的质量和后期运营安全有担忧。研究结论:本文用ANSYS9.0有限元程序建模,施加公路一级车道荷载,划分了9个施工阶段进行计算分析,用跨中断面的挠度、跨中断面的上下缘应力及支座断面的上下缘应力的变化这三个指标评价边梁负弯矩预应力钢绞线受损对桥梁结构的影响。通过计算得知,边梁负弯矩区预应力钢绞线受损对桥梁结构的影响很小,只是支座位置的混凝土防撞墙可能会开裂。