基于长期监测数据的润扬大桥扁平钢箱梁温度分布特性

以润扬大桥悬索桥和斜拉桥的扁平钢箱梁为研究对象,采用假设检验方法对扁平钢箱梁长期温度监测结果进行了温度分布特性分析,重点研究了扁平钢箱梁的横向温差和竖向温差分布特征,在此基础上采用极值分析方法计算了扁平钢箱梁的温差标准值,建立了钢箱梁温差计算模型,并针对悬索桥和斜拉桥的温度分布模式建立了6种最不利横向温差计算模型.研究结果表明:润扬大桥悬索桥和斜拉桥底板的横向温差可忽略;悬索桥和斜拉桥钢箱梁对称轴位置受相同的竖向温差作用;悬索桥和斜拉桥顶板的横向温度分布差异较大.     

大跨悬索桥面向结构健康监测的基准有限元模型

为描述大跨桥梁服役前完好状态时的结构性能,建立了润扬悬索桥面向结构健康监测的基准有限元模型。首先,探讨面向健康监测需求、建立适度精细基准模型的目标,提出了采用正交异性壳单元等效钢箱梁的建模策略。然后,就钢箱梁的简化模拟、桥塔的动力模型修正、成桥状态初始构形及内力的确定、主梁边界条件的确定和钢箱梁局部应力分析等关键技术问题进行了详细的研究。最后,对所建立的基准有限元模型采用润扬悬索桥成桥试验的实测结果进行了验证。结果表明,该基准模型能从整体结构尺度与局部构件尺度两个方面准确地模拟结构的实际性能,从而为润扬悬索桥的损伤识别与状态评估提供了可靠的结构描述与分析依据。     

基于GPS的润扬大桥悬索桥位移监测与分析

介绍润扬大桥结构健康监测系统中的GPS子系统,对系统采集的大量数据进行了分析,研究了悬索桥在台风、温度、特殊车辆荷载作用下位移变化情况。研究结果表明:台风作用下桥面横向和竖向位移以跨中最大;温度对竖向以及顺桥向的位移有较大影响;正常运营状态下以及重车过桥时,桥面变形远小于设计荷载作用下的变形,结构具有较大的安全储备。     

列车移动荷载作用下大跨度悬索桥纵向位移控制研究

为有效控制列车移动荷载作用下大跨度悬索桥梁端产生的纵向位移,以某大跨度铁路悬索桥为背景,采用非线性动力时程分析法,考虑几何非线性和边界非线性,研究在货运列车移动荷载作用下,改变结构体系和约束体系对悬索桥纵向位移的控制效果。结果表明：结构体系方面,设置中央扣和水平拉索均可增大悬索桥结构纵向刚度,显著减小梁端纵向位移;设置中央扣还可减小缆、梁端纵向位移差,对纵向位移控制效果更优。约束体系方面,随着粘滞阻尼器速度指数减小,梁端纵向位移峰值逐渐减小;磁流变阻尼器对梁端纵向位移控制效果有限。采用2种阻尼器组合约束可控制列车过桥纵向位移同时不显著增加缆、梁端纵向位移差。     

润扬大桥南引桥连续梁挂篮设计与施工

润扬大桥悬索桥南引桥混凝土箱梁宽15．8m，最大悬浇梁段重154．18t，施工中采用的挂篮为三角桁架梁式，其具有自重较轻、拼装简单、施工方便的特点。     

大跨度铁路悬索桥纵向位移特征及纵向支承要求

为研究大跨度铁路悬索桥合理的纵向支承体系,从理论上分析大跨度悬索桥的刚度特性及大跨度铁路悬索桥的纵向位移特征,并以某主跨1 060m上承式钢桁梁铁路悬索桥为例,分析大跨度铁路悬索桥在列车荷载作用下的梁端纵向位移特征,研究不同纵向支承体系对悬索桥加劲梁梁端纵向位移及速度的影响,最后给出大跨度铁路悬索桥纵向支承设计的要求。结果表明:竖向荷载作用下,结构产生显著纵向位移,是悬索桥的基本结构特征;竖向荷载作用在悬索桥加劲梁上不同位置时,加劲梁梁端纵向位移差别大;铁路列车作为快速移动荷载,具有规则、连续的特征,从而导致铁路悬索桥梁端频繁快速活动,此为梁端伸缩装置、支座、吊索耐久性的控制性因素。     

大跨度悬索桥梁端位移控制振型分析

首先对大跨度悬索桥梁端位移控制振型进行理论分析,然后通过自由振动分析和地震激励分析明确了大跨度悬索桥梁端位移控制振型,最后对非线性液体粘滞阻尼器单自由度简化分析方法的适用性进行研究.     

结构形式对悬索桥梁端位移响应的影响研究

为掌握悬索桥结构形式对桥梁动力响应的影响,以国内某交通线上的1 200 m双塔单跨悬索桥和658 m+1 688 m双塔双跨悬索桥为研究对象,通过对比梁端监测位移的温度相关性特征,探讨了结构形式对梁端低频位移的影响;采用短时傅里叶变换、小波分解及雨流计数方法,探讨了结构形式对梁端高频位移的影响;基于桥梁有限元模型,验证了基于监测位移数据分析结论的正确性与可靠性。分析结果表明,相同温度荷载作用下,悬索桥梁端温致位移变化幅度取决于主梁长度,位移～温度线性回归模型的斜率之比接近主梁长度之比;梁端纵向高频位移主要由车致强迫拟静态效应、车辆一阶动态效应及环境激励效应导致;悬索桥外伸悬吊跨将显著增大结构纵向刚度,导致主跨较大的双跨非对称悬吊体系的梁端高频位移幅度及累积行程小于主跨较小的单跨悬吊体系。     

悬索桥恒载作用下缆索线形及内力的计算方法

探讨悬索桥恒载作用下缆索线形及其内力的计算方法。先用悬链线公式给出主缆的近似位置,然后通过对结构进行拆分、组合的分析过程,给出缆索成桥线形及其内力的计算步骤。对润扬大桥悬索桥的成桥状态进行分析,并与竣工实测数据进行对比。结果表明,该方法可以获得较准确的计算结果。     

拉绳式位移传感器在江阴大桥结构健康监测中的应用

结合江阴长江公路大桥结构健康监测系统升级改造项目,采用拉绳式位移传感器实时监测大桥主梁的纵向运动,并依据实测数据进行梁端位移变化和运动同步性的统计分析。结合突发船撞事件,采集撞击下的大桥位移响应和结构激励状态信息,评价大桥受撞击后的结构损伤和工作性能,得出结论认为此次撞击对主梁的损伤较小,并且大桥运营近6年来主桥钢箱梁结构的刚度并没有发生明显劣化。     

改变支座模型对梁式桥地震反应的影响分析

针对一座4跨梁式桥在地震作用下的反应,采用大型有限元分析程序ANSYS,选取空间梁单元建立4种模型进行了动力特性分析;并选取3条地震波,进一步对比分析了支座模型改变后连续梁桥和简支梁桥内力和位移的地震反应。结果表明:改变梁式桥支座模型,上部结构在桥台和梁端间伸缩缝处及相邻梁和桥墩间伸缩缝处相对位移的地震反应会明显变大,但桥墩内力和位移的地震反应明显减小,隔震效果显著;合理选择台梁间、墩梁处和相邻梁体间伸缩缝处限位弹簧装置的刚度可以有效地减小上部结构在地震中的相对位移,防止其发生梁端碰撞和落梁破坏。     

一种考虑纵向连接间隙的带式浮桥变位计算方法

传统的带式浮桥变位的计算都是采用弹性地基梁的方法进行的,舟单元法中有类似算法。本文利用组成浮桥的多个舟体的平衡条件进行求解,并且在平衡方程中考虑了间隙闭合对浮桥变位的影响,编制了相应的求解程序,通过将文中算例与实测结果相比较,验证了该方法正确可行。     

带地梁的新型半整体式无缝桥梁温度效应研究

为了了解带地梁的新型无缝桥梁在温度变化下吸纳梁体变形的能力及接线路面的裂缝分布和发展规律,推导了带地梁无缝桥梁在温度作用下的内力与变形计算公式,编译了相应的接线路面配筋计算程序,进行了足尺带地梁无缝桥梁的试验研究,同时对比了带地梁无缝桥梁试验结果与理论计算结果。结果表明:带地梁的新型无缝桥梁能很好地传递梁体变形,实现对梁体变形的吸呐;按照程序的计算结果进行接线路面的配筋设计是安全的。     

高烈度强震区典型公路简支梁合理减隔震体系分析

为研究高烈度强震区高速公路简支梁桥合理减隔震体系,以8度地震区某高速公路典型40 m简支T梁为工程背景,提出了多种减隔震方案,研究了各方案的本构模型,运用非线性时程分析法,对比分析了8度和9度地震下各种减震体系对桥梁关键构件的减震效果.研究表明:E2地震作用下,采用双球面减隔震支座措施时,不能有效控制支座位移,存在落梁的风险;而采用高阻尼橡胶支座可显著降低桥墩、桩基内力,有效控制梁端位移,该方案适用于高烈度地震区高速公路简支梁抗震,研究成果可为近断层高速公路简支梁桥的抗震设防提供技术支撑.     

地震作用下LRB隔震桥梁碰撞临界间隙分析

采用LRB隔震支座增大了梁体在地震作用下碰撞的可能性,确定隔震梁桥邻跨间避免地震碰撞的最小间隙对于桥梁减隔震措施的设计有着显著意义.以隔震连续梁桥梁端相对位移为研究对象,通过桥梁结构拆分,运用振型分解法推导梁体在地震作用下相对位移的最大值反应谱计算方法.采用等效双线性铅销橡胶支座模型,通过迭代计算梁端相对位移并分析SRSS和CQC振型组合法适用性.采用非线性时程分析法计算连续梁的相对位移,验证了反应谱方法预测梁端地震临界间隙的可行性.结果表明:地震作用下梁端相对位移与相邻结构的周期和阻尼比有关,梁端采用CQC组合的反应谱方法能较好预测梁体在地震作用下梁体避免碰撞的临界间隙.提出了基于反应谱方法隔震桥梁间隙设计方法,可供设计人员参考.     

CFRP拉索的非线性参数振动特性

建立了CFRP拉索的非线性参数振动模型，该模型考虑了拉索同时受梁端和塔端激励的状况，并考虑了索的垂度、大位移等引起的几何非线性；利用该模型，对相同条件下的CFRP拉索和钢拉索，采用数值方法分析了频率匹配比、拉索静拉力、激励幅值以及阻尼等因素对拉索参数振动特性的影响。研究结果表明，拉索振动的拍频、幅值与上述因素均有关，且CFRP拉索在参数振动发生几率、参数振动响应等方面优于钢拉索。     

考虑运营环境不确定性的斜拉桥模态频率识别

为剔除运营环境因素（温度、车辆荷载、风等）对斜拉桥结构模态频率的影响，凸显因结构损伤引起的频率变化，对运营环境和模态频率之间的量化和传递进行研究。首先，考虑温度对材料弹性模量以及几何特性的影响，对温度影响模态频率的机理进行分析，以灌河大桥为工程背景，在较长时间尺度内对模态频率进行单因素回归分析；然后，根据匀速移动常量力作用模型推导移动荷载和结构振动强度的关系，考虑到车辆荷载及风荷载在较短时间尺度内对桥梁结构作用存在较强的耦合关系，采用非线性主成分分析方法（NLPCA）对运营环境因素进行主要特征提取和冗余信息的剔除，使用人工神经网络（ANN）模型实现两者之间的量化和传递；最后，提出基于运营环境变量分析的模态参数修正方法。结果表明：在较长时间尺度内，温度和车辆荷载与斜拉桥模态频率均有明显的负线性相关性，40℃季节温差对灌河大桥模态频率的影响为1.3%；非强风期间，主梁加速度RMS可近似反映桥上车辆荷载的变化；在短时间尺度内，温度与车辆荷载2种因素影响水平相当，一天内对灌河大桥影响一般不超过1%；基于NLPCA的ANN回归模型能较好地实现灌河大桥环境因素与模态频率的传递，剔除运营环境因素影响后的斜拉桥模态频率变异性明显降低，主要包含某些随机误差，符合正态分布。     

桥梁顶升施工墩柱不同步效应影响分析研究

以某三跨预应力混凝土连续梁结构调坡顶升施工为工程背景研究桥梁顶升墩柱之间不同步性位移差的力学性能和其性能控制方法。首先,采用梁格模型与参数化分析方法对比了仅不同墩柱之间在较大的顶升位移差以及同时考虑横桥向顶升位移差对主体结构的影响,准确地评估了顶升墩柱不同步性对桥梁受力的影响,并基于结构应力提出3个位移量级,从而提出基于位移差的性能控制量化分析。其次,基于主梁抗裂安全控制提出采用不同墩柱位移差衡量顶升施工的质量和对结构受力性能的影响,为快速判断顶升施工安全性提供参考思路。最后,通过实例工程实施及相关监测数据验证本文不同步性位移量级性能控制方法,为类似工程提供参考。     

曲线连续梁桥侧向失稳破坏机理与行为分析

就某曲线连续梁桥的曲梁整体侧移破坏现象,在受力、变形和破坏主导因素分析的基础上,阐述了温度荷载作用下曲梁整体侧移的破坏机理、破坏过程和破坏后行为。随着温度荷载的增加,跨间桥墩对曲梁的约束作用很小,而两端支座反力迅速增加,端部没有足够的约束强度,端部约束将遭到破坏,最终导致曲梁整体丧失稳定性,发生向外的整体滑动。利用能量原理对定量描述曲线梁破坏后的力学行为进行了初步探讨。     

部分斜拉桥结构对比分析

部分斜拉桥结构介于连续梁桥和斜拉桥之间,桥型结构兼具两者结构特性,且又具有自身的结构特点。本文对部分斜拉桥、连续梁桥和斜拉桥3种桥型结构进行计算对比分析,通过对内力和位移的分析比较,得出了部分斜拉桥结构的力学特性,为工程设计提供理论参考。