无背索斜拉桥的概念、设计与施工

长沙市洪山大桥是一座无背索斜拉桥,该类型桥梁的受力特性与常规斜拉桥有较大的不同,造成其设计和施工的特殊性。归纳国内外已建和在建的无背索斜拉桥的一般情况,详细论述其塔梁平衡关系和索、塔倾角的取用准则,根据优化塔、索造价和降低塔重偏差对塔身受力的影响来可以得到塔的合理倾角。进一步介绍洪山大桥的主梁类型和截面型式、若干构造细节和施工过程,分析研究表明钢-混凝土组合脊骨梁更能够适应无背索斜拉桥的受力特点,并具有造价和技术优势;主跨两端特殊的构造设计可以保证塔梁结合部和主跨-辅助跨过渡段的传力平顺;施工中采用桥面预压工艺可以有效改善桥面板横桥向受力状态。     

F-P光纤传感器在桥梁台后结构试验中的研究

分析了F-P光纤传感器的基本工作原理,利用F-P光纤传感器对桥台后结构应变进行了短期监测,并与钢弦应变计的监测结果进行了对比,分析表明:F-P光纤传感器成活率高,可信性高。     

BP神经网络在桥梁结构损伤诊断中的应用

针对桥梁台后结构损伤分别进行了动力计算和静力试验,提出了采用BP神经网络进行结构损伤位置和程度的识别诊断研究,试验结果表明比较准确可信,该方法具有良好的应用前景。     

正交异性闭口加劲板的承载力分析理论及试验研究

加劲板的局部稳定是正交异性扁平钢箱梁结构设计中的一个关键问题,我国桥梁设计规范没有这方面的规定。为了解决正交异性扁平钢箱梁结构中闭口加劲板的稳定极限承载力计算问题,以适应我国目前钢桥应用日益广泛的需要,在总结中外学者研究成果和国内外设计规范的基础上,提出一种计算闭口加劲板稳定承载力的计算理论,该理论计入材料非线性、几何非线性、初始几何缺陷、焊接残余应力等4种不利影响,并对加劲板结构的初始几何缺陷大小的取值以及残余应力分布模式进行讨论。为了验证理论的正确性、把握闭口加劲板结构的屈曲特性,设计3种不同结构布置的6块闭口加劲板结构进行稳定承载力模型试验,得到加劲板的破坏形态、极限荷载大小以及荷载-位移关系曲线。试验结果与理论分析结果吻合较好,这表明该理论可用于对闭口加劲板的极限承载力计算。     

二次预应力组合梁施工技术问题研究

结合二次预应力组合梁的基本原理及特点,分析二次预应力组合梁现有施工技术存在的问题,即模板安装支护、混凝土浇筑、预应力筋张拉锚固困难而复杂,施工工序增加;针对这些问题,研究开发了两种连接器专利产品,一种是双套筒预应力钢筋套管连接器,可以方便地实现一期混凝土中预应力筋套管和二期混凝土中预应力筋套管的连接;另一种是双层套筒钢筋连接器,可以方便地实现一期混凝土中纵向钢筋和二期混凝土中纵向钢筋的连接,从而有效解决二次预应力组合梁现有施工技术存在的问题,提高二次预应力组合梁的技术水平。     

#br# 大比例预应力UHPC-T形梁抗弯性能试验研究

为研究预应力UHPC梁的力学性能及结构设计方法,进行了一片大尺寸T梁的弯曲试验,获得了试验梁从加载到破坏全过程的主要结果。利用现有研究成果,考虑UHPC材料的受拉性能影响,给出了修正的受拉应力-应变关系曲线,建议了极限状态下截面应力应变分布模式,由此改进了开裂荷载和极限承载能力的计算方法,并获得了相应结果。分析结果很好地预测了试验梁的荷载-位移曲线及极限承载力大小;基于平截面假定,考虑UHPC材料的非线性性能,编制了UHPC梁全过程非线性分析程序,理论分析和程序计算的结果与试验结果吻合良好。以此为基础,进而分析了预应力配筋率及张拉应力大小,以及高跨比对结构抗弯承载能力的影响规律,为UHPC梁的应用提供参考。结果表明：预应力UHPC梁具有良好的延性和变形性能,其开裂弯矩可按我国桥规公式计算,并宜考虑UHPC的受拉塑性;UHPC的受拉性能对其抗弯承载能力有贡献、但不大;适当增加预应力筋面积,可充分利用UHPC的超高抗压强度,并能有效提高UHPC梁的开裂弯矩、极限承载能力大小。     

矩形截面二次预应力组合梁结合面徐变应力分析

高速铁路桥梁对于徐变上拱度有着严格的限制.二次预应力组合梁结构既可以满足受力要求又可以减少徐变上拱,是一种值得推广应用的新型预应力结构.二次预应力组合梁由于施工工艺的原因,两期混凝土的恒载应力和龄期不同,徐变变形相互约束导致结合面上存在徐变引起的应力.用随龄期调整的弹性模量代替混凝土弹性模量,采用三角级数描述结合面应力...     

基于粒子群算法的劣化桥面铺装多目标组合维护策略优化研究

发展了维护导致的间接维护成本改进模型,基于改进的桥面铺装劣化模型推导了在组合维护策略下其状态指标评估公式,建立了多目标组合维护优化模型.使用自适应粒子群优化算法,根据寿命期内维护成本现值最小化和状态指标最大化的原则,满足性能要求和预算限制约束下,优化出寿命期内成本和性能都满足要求的维护策略.以劣化水泥混凝土桥面铺装为数...     

面向未来的高性能桥梁结构研发与应用

为从根本上解决混凝土桥、钢桥及钢 混凝土组合桥中的共性技术难题,并提升桥梁结构的性能与品质,笔者团队以超高性能混凝土（UHPC）为基础,研发了面向未来的高性能桥梁结构体系。介绍了笔者团队研发的4类高性能桥梁结构:①钢-超高韧性混凝土（STC）轻型组合桥面结构,其中的STC是钢桥面专用的UHPC;②钢 UHPC华夫板轻型组合桥梁结构;③单向预应力UHPC薄壁连续箱梁结构;④全预制快速架设UHPC城市桥梁结构。通过大量静力和疲劳试验,掌握了各类UHPC桥梁结构的基本受力性能,并建立了计算理论和设计方法。列举了钢 STC轻型组合桥面结构已推广应用于中国的17座钢桥,涵盖了梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥等各类基本桥型,典型应用包括湖南岳阳洞庭湖二桥等重大工程。到目前为止,各实桥运营状态良好,钢 STC未出现任何病害问题。综合而言,高性能桥梁结构有望突破现有桥梁中的技术瓶颈,具有广阔的应用前景。     

钢板-超薄UHPC-TPO组合桥面静力和疲劳试验研究

为探明钢-超薄UHPC （Ultra-high Performance Concrete）-TPO （Thin Polymer Overlay）组合桥面基本力学性能,设计5块钢-超薄UHPC-TPO组合板进行抗弯静力试验及疲劳试验。静力试验结果表明：在负弯矩作用下,UHPC层的开裂强度为22.1～24.3MPa;TPO先于UHPC进入非线性阶段。疲劳试验结果表明：若将此方案应用于虎门大桥悬索桥,则UHPC层在设计应力幅下疲劳开裂寿命可达925.7万次,TPO层将不会因疲劳而开裂;疲劳加载后,组合板剩余弯拉强度均值为26.9kN,整体抗弯刚度与静力试验结果相比仅下降13%。研究表明,钢桥面-超薄UHPC-TPO组合桥面具有优良的抗弯拉性能。