基于静荷载试验的混凝土桥梁有限元分析

安全性能是评定桥梁结构质量最重要的指标,荷载试验是一项最能直接判别桥梁承载能力的科学试验工作。以陕西省某混凝土连续梁桥作为工程背景,运用两种有限元软件Midas/Civil和ANSYS分别对桥梁结构进行数值模拟,通过理论分析与实际荷载试验结果的对比,发现有限元软件分析此类问题是可靠性的。     

预应力碳纤维板加固技术在旧桥加固中的应用

结合某连续梁桥的工程概况,对该桥进行了外观及荷载试验检测,提出了采用预应力碳纤维板加固方案。利用有限元模拟,对比分析了加固前后的桥梁荷载,结果表明,该桥加固后承载力显著提高,该加固技术的有效性得到验证。     

单个移动荷载激励下桥梁最大位移响应的频域分析

为了更加有效地建立列车运营速度与桥梁最大位移响应之间的关系, 针对单个移动荷载激励下桥梁最大位移响应提出了一种频域分析方法; 采用傅里叶变换推导出单个移动荷载匀速通过梁桥时的移动荷载谱和桥梁振动位移响应谱, 通过分析移动荷载幅值谱获得了导致桥梁自由振动位移出现极值响应的移动荷载速度, 并提出了该移动荷载速度的计算公式; 以一简支梁为例, 通过与相关文献结果的对比, 验证了本文数值计算程序的正确性, 进一步基于该程序, 通过数值分析验证了频域分析方法理论推导的正确性和移动荷载速度计算公式的准确性。研究结果表明: 在频域内得到的移动荷载幅值谱与时域内得到的桥梁自由振动幅值响应规律一致, 因此, 移动荷载幅值谱能有效反映桥梁自由振动位移响应; 导致桥梁发生自由振动最大位移响应的移动荷载速度与移动荷载幅值谱最大值对应的速度相等, 且移动荷载幅值谱的其他极值点与桥梁自由振动位移响应极值点对应的移动荷载速度一致; 在自由振动阶段, 桥梁位移响应极值点对应的单个移动荷载速度仅与桥梁自振频率和跨度有关; 单个移动荷载以共振速度通过桥梁时, 桥梁发生的受迫振动与自由振动位移响应均不是最大响应, 因此, 对于高速铁路桥梁的列车运营速度, 除关注列车共振速度外, 需更加重视使桥梁产生最大位移响应的速度。      

桥梁动载试验及其有限元简化模拟研究

根据移动荷载识别结果,将车辆荷载简化模拟为线性三角形荷载函数,且通过将该荷载在不同时间作用于有限元模型的各个节点来模拟车辆的移动,并将车速的变化反映在荷载到达节点的时间上,通过对一简支梁的有限元模拟分析和理论分析结果对比,验证该简化方法的有效性和稳定性.并将该方法用于一座实际连续箱梁桥的动载试验模拟,模拟计算得到的频率及不同车速跑车情况下的动挠度曲线与试验结果吻合.模拟计算可得到冲击系数随车速的变化以及动应变等更多信息,为采用动载试验数据进行桥梁评估提供了更多途径.     

四面体单元下预应力等效荷载计算

预应力混凝土结构在桥梁设计中有着广泛的应用,预应力作用转换为等效荷载的方式在桥梁结构分析中应用越来越广。现今预应力等效荷载的方式主要应用于梁单元,很少应用于体单元,这使精确性受到限制。使用体单元对混凝土桥梁进行体系受力分析计算时,预应力等代荷载计算具有一定的特殊性。针对四面体单元提出一种数值计算方法,推导出四面体单元下预应力等效荷载公式,能直接求解四面体单元下预应力钢束的等效荷载。并以某连续刚构桥为实例,检验提出的四面体单元下预应力等效荷载计算的正确性。     

基于应变监测的预应力混凝土梁桥安全评估

主要探讨了某早期建设的预力混凝土I型梁桥。经过几十年的变化,桥梁已有迈向老劣化的趋势,为确认老劣化对桥梁的影响,利用数值模拟与健康监测数据来确保桥梁是否仍然保持在安全范围内。使用Midas Civil软件进行梁桥建模,并搭配监测资料与荷载试验来做比对。通过数值仿真分析得到的数据与实桥测得数据对比后,将数值模型调校成符合桥梁现状,掌握桥梁结构的应力应变,评估整体桥梁受老劣化影响的程度,并且建立监测管理阈值以便于掌控桥梁未来的安全性。     

大跨径预应力砼T梁上拱度数值模拟与分析

通过对50米T梁的上拱度进行数值模拟与分析，并通过弹性模量试验、静载试验、温度荷载效应试验和现场拱度测试加以验证，阐明了弹性模量、徐变和温度等是影响上拱度的主要因素，提出了采用三维有限元数值模拟T粱上拱度的方法可以有效地保证桥面铺装的均匀性，确保桥梁的施工质量。     

公路预应力混凝土桥梁裂缝的检测、评估和加固

总结了常见的预应力混凝土桥梁的开裂情况,引述和分析了开裂预应力裂缝的力学特征。对两座典型的公路预应力混凝土桥梁裂缝进行了检测,分析了裂缝产生的原因,通过荷载试验掌握裂缝对桥梁工作状况和承载能力的影响,并对桥梁的使用状态进行评估,提出了加固处理措施。总结出预应力混凝土桥梁裂缝处理一般步骤和基于荷载试验的实用方法。     

预应力混凝土桥梁裂缝的检测、评估技术

总结了常见的预应力混凝土桥梁的开裂情况,引述和分析了开裂预应力裂缝的力学特征。对2座典型的公路预应力混凝土桥梁裂缝进行了检测,分析了裂缝产生的原因,通过荷载试验掌握裂缝对桥梁工作状况和承载能力的影响,并对桥梁的使用状态进行评估,提出了加固处理措施。总结出预应力混凝土桥梁裂缝处理一般步骤和基于荷载试验的实用方法。     

中小跨径桥梁荷载试验定点常荷载加载方式研究

针对桥梁荷载试验加载方式,提出了定点常荷载加载方式,即选定桥梁1/8L(或3/8L)、1/4L和1/2L(或测试断面)三个固定点位,保持加载车数量及车重不变,通过改变车辆在桥上的位置实现测试断面的分级加载。通过实际工程验证了该加载方式在保证试验准确性的同时,可以大幅提高试验加载效率,有效减少交通封闭时间,可在中小跨径桥梁的荷载试验中广泛推广应用。