基于随机车辆模拟的钢桥面板焊接细节疲劳可靠度研究

为给钢桥面板焊接细节的设计及运营管理提供参考,针对随机车辆作用下的钢桥面板焊接细节,考虑交通量增长、车辆轴重的相关性和路表温度长期效应等因素的影响,进行了钢桥面板焊接细节的疲劳可靠度研究。基于某钢箱梁悬索桥WIM实测数据,分析了随机车辆各参数的分布特征,尤其是车辆轴重的相关性,采用能考虑轴重相关性的非参数核密度估计-Copula轴重抽样方法,编制了多参数随机车辆模拟程序;采用有限元法分析了路表温度、车辆轴重的相关性对疲劳荷载效应的影响;最后建立了基于疲劳损伤理论的功能函数,采用MC法进行疲劳可靠度计算,分析了交通量增长、轴重的相关性和路表温度长期效应对钢桥面板焊接细节疲劳可靠度的影响。研究结果表明:轴重具有多峰分布的特点,且轴重之间具有较强的相关性,模拟随机车辆时,如不考虑轴重的相关性,将会造成较大误差;路表温度变化主要影响钢桥面板焊接细节的应力幅,对循环次数和考虑车轮横向位置的应力幅折减系数影响不大,考虑路表温度长期效应的日等效应力幅,概率密度函数更具有多峰性质;考虑轴重相关性的日等效应力幅均值比不考虑轴重相关性的大;交通量增长对结构初期的疲劳可靠度指标影响不大,将造成结构后期的疲劳可靠度指标快速降低;考虑轴重相关性和路表温度长期效应均会降低钢桥面板焊接细节疲劳可靠度指标,而轴重相关性对疲劳可靠度指标的影响比路表温度长期效应更明显。     

考虑随机交通流量的润扬大桥钢箱梁疲劳失效概率及可靠度评估

首先介绍了润扬大桥悬索桥的健康监测系统。然后对健康监测系统所监测的应力时程进行处理,得到钢箱梁疲劳应力谱,分析了应力谱的特点。利用健康监测数据评估钢箱梁的疲劳寿命时,以单天或几天平均的疲劳应力谱进行疲劳寿命评估使得疲劳寿命过大或过小。考虑到交通流量的随机性,研究了日累计损伤度分布规律,提出了考虑交通流量随机性的钢箱梁疲劳破坏失效概率及可靠度评估方法。该方法能够更精确地进行钢箱梁失效概率及可靠度评估,可为大桥的日常维护和耐久性评估提供参考依据。     

基于现场实测的大跨钢桁悬索桥疲劳可靠度分析

为了研究大跨度钢桁架悬索桥桁架杆件在随机车流荷载作用下的疲劳可靠度,首先以某大跨钢桁悬索桥为工程背景,建立梁-壳混合单元空间桁架主梁有限元模型,确定钢桁加劲主梁应力的关键位置。然后,针对主桁梁应力关键点对该桥进行测点布置并进行了短期的动态应变监测。随后,采用核密度估计方法建立基于小样本的日等效应力幅和日循环次数的概率分布模型。最后,基于Palmgren-Miner线性累积损伤准则及欧洲钢结构设计规范Eurocode 3的疲劳强度S-N曲线建立了关键构件的疲劳损伤极限状态方程,采用Monte-Carlo方法计算分析了不同交通增长系数下所测关键构件的时变疲劳可靠度。研究结果表明:该大跨钢桁悬索桥钢桁架主梁结构在车辆荷载下处于低应力状态,但是应力循环次数较高;车辆荷载对主横桁架外侧斜腹杆产生的疲劳荷载效应大于其他杆件,即斜腹杆更容易发生疲劳破坏,需引起高度关注;在短期监测情况下,采用核密度方法建立基于小样本的概率模型进行大桥疲劳可靠度分析是可行有效的;交通量的增长对疲劳可靠度指标的影响很大,车辆荷载引起的疲劳问题不容忽视;但总体来说所测关键构件的疲劳可靠度水平较高,在设计基准期内,发生疲劳破坏的可能性极小。     

基于神经网络的斜拉桥钢箱梁局部连接细节腐蚀疲劳可靠度研究

腐蚀与疲劳是影响斜拉桥钢箱梁服役可靠性的关键因素,为研究两者双重作用下斜拉桥钢箱梁服役期可靠度的衰退规律,开展了基于神经网络技术的斜拉桥钢箱梁局部连接细节腐蚀疲劳可靠度分析。首先,通过疲劳强度与钢材强度的关系以及腐蚀引起的钢材抗力衰变,得到了钢材腐蚀疲劳抗力时变模型。然后,通过基于均匀设计法的神经网络技术和非线性有限元方法进行斜拉桥钢箱梁腐蚀疲劳时变可靠度分析。采用均匀设计法得到影响结构可靠性的基本随机变量的设计样本点,基于ANSYS求解样本点处疲劳荷载作用下的钢箱梁应力幅,通过神经网络得到钢箱梁构件的应力幅函数显式表达式。在建立腐蚀疲劳抗力和疲劳荷载效应时变模型的基础上,构建了斜拉桥钢箱梁局部连接细节腐蚀疲劳时变可靠度的显式功能函数,基于FERUM程序采用JC法计算斜拉桥钢箱梁腐蚀疲劳时变可靠指标。最后以苏通大桥为例,采用所提方法对钢箱梁局部连接细节服役期的腐蚀疲劳时变可靠度进行了计算,并进行了参数敏感性分析。结果表明:桥面板和U肋腐蚀疲劳可靠指标均随时间增加而减小,但桥面板腐蚀疲劳可靠指标衰退越来越快,而U肋腐蚀疲劳可靠指标则衰退越来越慢,桥面板腐蚀疲劳寿命不足100年。研究结果为斜拉桥钢箱梁服役期的运营维护提供了指导。     

基于神经网络的斜拉桥钢箱梁局部连接细节腐蚀疲劳可靠度研究（双语出版）

腐蚀与疲劳是影响斜拉桥钢箱梁服役可靠性的关键因素，为研究两者双重作用下斜拉桥钢箱梁服役期可靠度的衰退规律，开展了基于神经网络技术的斜拉桥钢箱梁局部连接细节腐蚀疲劳可靠度分析。首先，通过疲劳强度与钢材强度的关系以及腐蚀引起的钢材抗力衰变，得到了钢材腐蚀疲劳抗力时变模型。然后，通过基于均匀设计法的神经网络技术和非线性有限元方法进行斜拉桥钢箱梁腐蚀疲劳时变可靠度分析。采用均匀设计法得到影响结构可靠性的基本随机变量的设计样本点，基于ANSYS求解样本点处疲劳荷载作用下的钢箱梁应力幅，通过神经网络得到钢箱梁构件的应力幅函数显式表达式。在建立腐蚀疲劳抗力和疲劳荷载效应时变模型的基础上，构建了斜拉桥钢箱梁局部连接细节腐蚀疲劳时变可靠度的显式功能函数，基于FERUM程序采用JC法计算斜拉桥钢箱梁腐蚀疲劳时变可靠指标。最后以苏通大桥为例，采用所提方法对钢箱梁局部连接细节服役期的腐蚀疲劳时变可靠度进行了计算，并进行了参数敏感性分析。结果表明：桥面板和U肋腐蚀疲劳可靠指标均随时间增加而减小，但桥面板腐蚀疲劳可靠指标衰退越来越快，而U肋腐蚀疲劳可靠指标则衰退越来越慢，桥面板腐蚀疲劳寿命不足100年。研究结果为斜拉桥钢箱梁服役期的运营维护提供了指导。     

自锚式悬索桥项目档案编制办法的研究

结合佛山平胜自锚式悬索桥建设实际,介绍了自锚式悬索桥项目档案编制办法的研究思路和技术路线;根据自锚式悬索桥的结构和施工特点,编制了平胜大桥自锚式悬索桥项目档案管理办法,为桥梁工程竣（交）工及使用阶段和再建设阶段维修、管理提供依据。     

考虑材料腐蚀的大跨径钢箱梁悬索桥疲劳可靠度分析

大跨径钢箱梁悬索桥受腐蚀疲劳影响显著,系统评估其疲劳可靠指标可极大保证其服役的安全性。文中通过ANSYS APDL建立大跨径钢箱梁悬索桥非线性结构模型,引入腐蚀疲劳抗力和荷载效应时变模型,基于RBF神经网络模型建立考虑材料腐蚀的大跨径大跨径钢箱梁悬索桥疲劳可靠度分析方法,并以典型桥梁工程为例进行疲劳可靠度评估及材料参数敏感性分析。结果表明,随着使用年限的增加,钢箱梁悬索桥桥面板和U肋位置腐蚀疲劳可靠指标逐年下降,在80年以后低于目标可靠指标3.7的要求,结构可能面临失效风险;钢材强度均值和弹性模量均值同钢箱梁悬索桥的桥面板及U肋位置腐蚀疲劳可靠指标成正比,而对应的变异系数呈反比变化。疲劳可靠度评估时应重点考虑材料参数的影响。     

平胜大桥设计构思与创新技术

平胜大桥为自锚式独塔悬索桥,主要介绍该桥建设条件、方案构思以及桥型总体设计,综述了自锚式悬索桥设计的关键和创新技术。     

绍兴滨海大桥自锚式悬索桥设计简介

绍兴滨海大桥主桥桥型为3跨连续半漂浮钢箱梁自锚式悬索桥。简要介绍该桥的结构特点、构造设计及关键构造处理措施。     

RPC-正交异性组合桥面考虑轮载横向分布的疲劳效应分析

以湖南株洲枫溪大桥的钢箱梁组合桥面为工程背景建立有限元模型,为分析钢箱梁构造细节的疲劳效应,分别进行纯钢桥面和组合桥面在不同RPC(活性粉末混凝土)厚度下的桥面板局部验算对比。依据Miner线性累积损伤准则,分析了轮载横向分布对构造细节疲劳应力的影响并得出等效应力幅值,给出两种桥面构造细节在轮载横向分布下应力幅的折减系数及组合桥面最适宜的RPC厚度。最后,基于折减后的应力幅求得细节疲劳寿命。研究结果表明:疲劳应力幅随RPC厚度增加而减小,当厚度为5cm左右时,结构疲劳受力最有利;RPC可显著改善疲劳性能,构造细节A、B、C、D的应力幅分别下降79.8%、29.9%、14.9%和34.2%;纯钢桥面和组合桥面应力幅折减系数分别为0.7~0.85和0.75~0.9,建议值分别为0.85和0.9;组合桥面可明显改善细节的疲劳寿命,其中构造细节A的疲劳寿命由4×106次提高到无限大。     

青银高速公路济南黄河大桥总体设计

介绍济南黄河三桥项目概况、建设条件、主要技术标准、总体设计等有关情况。     

遂渝铁路新北碚嘉陵江大桥设计

遂渝铁路新北碚嘉陵江大桥为(94 168 84)m三跨预应力混凝土连续刚构双线桥。介绍该桥通航论证、主墩位置确定、桥式方案比较、结构设计及相关技术研究情况。     

宣杭铁路东苕溪特大桥主桥设计

宣杭铁路东苕溪特大桥主桥方案通过综合比选采用下承式尼尔森体系钢管混凝土提篮系杆拱桥,该桥式结构高度小、刚度大、动力性能好、跨越能力强,在我国铁路桥梁中首次应用,有利于推动大跨度铁路桥梁的技术进步与发展。介绍东苕溪特大桥主桥的桥式选择及主桥结构设计。     

天津市中心城区快速路南仓道立交桥总体设计

南仓道立交桥跨越铁路南仓编组站、铁路京山线和在建的京津城际铁路等重要国家铁路干线，受规划及建设条件限制，主桥采用联塔分幅独塔4索面预应力混凝土斜拉桥，引桥采用预应力混凝土连续梁。着重介绍跨越铁路部分桥梁的方案和结构设计特点。     

扬州中心城区跨京杭运河桥方案研究

随着中心城区建成区范围的不断扩大，跨越航道桥的建设不可避免的出现在中心城区内。城市的景观特性、文化特色、周边环境也将极大的影响航道桥方案的选择。通过扬州万福路跨京杭大运河大桥项目实例，对中心城区跨航道桥建设方案开展研究，为类似条件下相关项目实施提供思路。     

复杂桥梁大修工程 BIM 技术应用研究

BIM技术在桥梁大修项目中的应用缺乏典型案例。现基于对BIM技术应用于复杂桥梁大修工程的系统研究,实现BIM技术在设计、施工到后期运维阶段的全寿命周期运用,在创新应用和开发3D扫描、施工监控交互平台等新技术方面也进行了有益的探索。其成果在桥梁大修改造工程及新建工程中都具有较高的推广价值。     

贵毕公路西溪大桥主要技术特色

贵毕公路西溪大桥为主跨338 m的悬索桥,规模并不很大。该桥根据桥位处特殊的地形条件、运输条件,以方便施工、减少维护工作量、适度降低造价为宗旨,采用了多项颇具特色的技术,设计施工进展顺利,如期于2001年初通车。西溪大桥的建桥技术在贵州境内随后建设的多座悬索桥上得以推广应用。     

京沪高速铁路济南黄河大桥主桥设计

京沪高速铁路济南黄河大桥的主桥桥式方案选择时充分考虑了水文及高速行车对结构的要求,采用刚性梁柔性拱方案。重点介绍了新型带K撑的主桁结构及正交异性整体式桥面在该桥的应用。     

基于检测结果的既有桥梁承载能力评定方法研究

在较为系统的介绍了基于检测结果的桥梁承载能力评定方法后,对相关的研究内容、评定原则和评定模式进行了论述,提出了在桥梁设计规范的基础上引入桥梁承载能力检算系数、承载能力恶化系数、折减系数和活载修正系数的承载能力评定方法体系。     

贵遵公路乌江大桥设计

乌江大桥是渝湛国道主干线贵阳至遵义公路的关键控制性工程之一,其主桥是一座较典型的西部高山峡谷地区高墩大跨连续刚构桥.介绍该桥的工程概况、桥型方案、结构设计及计算分析.