基于评估基准期的既有梁桥时变可靠度评估方法

针对基准时间参数不断变化的特点和各要素时间轴相统一的内在要求,开展基于评估基准期的时变可靠度评估研究。指出时变可靠度分析中抗力、荷载效应、目标可靠指标都是评估基准期的函数。基于等超越概率准则,建立了评估基准期的迭代求解方法;采用活载效应修正系数,建立了给定评估基准期内的车辆荷载效应模型;基于年失效概率相等准则,建立了给定评估基准期的目标可靠指标计算方法。引入材料退化模型,形成了在役RC梁桥剩余寿命分析技术。分析表明,所建议方法能够与现行可靠度标准体系相匹配,实用性较高。     

在役钢筋混凝土T梁桥时变可靠度分析

在役期间的桥梁在荷载和环境侵蚀(如钢筋锈蚀)等因素的影响下,结构可靠度会随着在役时间的延长而降低。建立结构抗力时变概率模型和荷载效应概率模型,构建桥梁结构功能函数,基于Matlab分别采用一次二阶矩法、JC法和Monte Carlo法实现可靠度计算。以一座4×20m在役钢筋混凝土简支T梁桥为例进行时变可靠度分析,结果表明:该桥在服役15a后的结构可靠度大于规范目标可靠度要求,在服役70a左右的时候达到目标可靠度。     

结构连续空心板拼宽收缩应力仿真分析

为了行车安全舒适,须严格保证拼宽新旧桥变形协调。研究不同拼宽构造对收缩差的影响,对于选择合理的拼宽形式,优化拼宽设计,减小收缩差所产生的附加内力,有重要意义。以广深高速公路扩建为工程背景,采用Solid Work和ANSYS Work Bench技术,对不同拼宽构造进行了三维仿真分析,对比分析了其收缩差应力。结果表明,就结构连续空心板而言,桥面连续、带横梁的简支结构是一种较合理刚性拼宽构造方案。采用合理的结构构造能有效降低新老桥收缩差影响。     

中低速磁浮轨道梁温度场时程分析

为掌握磁浮轨道梁在长期外界环境作用下产生的复杂的温度场时变规律,在长沙磁浮运营线的轨道梁内埋设温度传感器,通过1.5 a的现场温度监测,获得测点温度时程曲线,并提出了基于时间序列加法模型求解的方法. 该方法将测点温度分解成均匀温度与波动温度,并利用傅立叶曲线拟合方法研究二者的时程曲线,得到轨道梁温度场时变规律. 研究结果表明:均匀温度与当地气候变化相关,各测点均温基本相同,结构温度时变趋势可用中位值为20.41 ℃、变化幅值为12.61 ℃、初相位为20 d、周期为365 d的余弦函数表示长沙磁浮轨道梁均温时程曲线;波动温度与日照作用相关,以日为周期在0线上下波动,可用两个正弦函数分段拟合升降温时程曲线.      

边坡稳定性模糊随机可靠度分析

考虑可靠性分析中结构极限状态变量在零值附近的模糊区间,建立边坡稳定性模糊随机可靠度分析模型。研究了在土性参数变异性、模糊失效概率隶属度函数梯形与岭形分布类型情况下,模糊区间宽率与偏度对模糊可靠指标的影响。分析结果显示:偏度与可靠性指标曲线的斜率随宽率的减小而减小,且其趋势与参数变异性与模糊失效概率隶属度函数类型无关;对于宽率的某一确定值而言,偏度的增大会导致模糊可靠指标的降低;土性参数变异性的增加会导致模糊可靠指标的降低。     

混凝土T梁桥拓宽的长期效应分析

为了分析拓宽后桥梁的时间效应,研究了每一时段内由混凝土收缩引起的应力的连续变化和混凝土的弹性模量变化,根据能量原理推导了混凝土收缩徐变的位移法基本方程,按增量法分析了徐变应变的变化,编制了相应的计算程序。为验证理论计算的正确性,与小试件的试验结果作了比较。在拼接缝处的受拉区,应变计算值与实测值的相对误差为10%,计算精度比代数法高。在新梁混凝土的收缩应力和新梁自重应力的徐变作用下,3 a后新梁翼板的拉应力为2.67 MPa,可能会引起混凝土开裂。为减少收缩徐变对新旧梁受力的影响,建议新梁脱模后至少放置6个月后再进行拼接处理。     

波形钢腹板PC组合箱梁桥的挠度计算与分析

为研究箱梁剪力滞效应和钢腹板剪切变形对波形钢腹板PC箱梁桥挠度的影响,基于能量变分法对该桥型的挠度计算进行了分析.首先,从箱梁翼板的面内剪切变形和弯曲剪力流的分布规律出发,在理论上推得可同时考虑箱梁剪力滞效应和钢腹板剪切变形的纵向位移函数;其次,以所得的纵向位移函数为基础,运用能量法推导出该桥型的挠度计算公式,并用模型试验及有限元法对公式的正确性进行了验证;最后,分析在箱梁宽跨比和钢腹板高度变化时,在不同荷载类型作用下,箱梁剪力滞效应和腹板剪切变形分别对波形钢腹板PC简支和连续箱梁桥挠度的影响.研究结果表明:当宽跨比为0.108~0.650时,在集中荷载作用下,剪力滞效应和钢腹板剪切变形对波形钢腹板PC连续箱梁桥的挠度影响较大,不可忽略;当宽跨比为0.108~0.650时,在均布荷载作用下,波形钢腹板PC简支和连续箱梁桥仅需考虑波形钢腹板剪切变形对其挠度的影响,只有在特定的宽跨比和特定的波形钢腹板截面高度下,才需要考虑剪力滞效应对其挠度的影响.      

自锚式吊拉组合体系桥的非线性影响分析

基于有限位移理论,针对自锚式吊拉组合体系桥的受力特点,全面考虑缆索垂度效应、大位移效应、初始内力效应、梁柱效应、混凝土收缩徐变和预应力损失等因素对自锚式吊拉组合体系桥的非线性影响,给出适于自锚式吊拉组合体系桥非线性分析的有限元方法．对一座主跨400m的自锚式吊拉组合体系桥进行分析,得出关于自锚式吊拉组合体系桥力学性能的一般结论．     

考虑不同失效模式的钢筋混凝土梁时变可靠度分析

考虑钢筋混凝土梁受弯和受剪破坏两种主要失效模式,对比分析了钢筋锈蚀影响下主梁两种失效模式的时变可靠指标变化,探讨了不同失效模式相关系数的变化规律,进而采用Ditlevsen窄界限理论计算了主梁构件时变可靠指标.分析结果表明:在钢筋混凝土梁轻微锈蚀情况下,以抗弯失效为主;而在深度锈蚀情况下,以抗剪失效为主.在锈蚀影响下,...     

铁路大跨长联连续梁桥地震反应特征分析

为研究铁路大跨长联连续梁桥的地震反应特性,选取一座布置跨径为(50+8×100+50) m的铁路连续梁桥为工程背景,采用Midas Civil软件建立动力分析模型,开展罕遇地震下的非线性时程分析,以墩底内力、墩梁相对位移和墩顶位移作为分析指标,揭示该类桥梁的地震反应特征.研究结果表明传统抗震体系铁路大跨长联连续梁桥地震反应有以下特征:固定与活动墩间的地震力分配较为极端;上部结构质量大造成固定墩纵向弯曲振动显著,使活动墩墩梁之间存在着较大的相对位移,与全桥采用减隔震支座时墩梁相对位移相当;大跨长联对应长周期及重力式桥墩刚度大周期小的耦合作用决定了铁路大跨长联连续梁桥独有的地震反应特征.建议铁路大跨长联连续梁桥在减隔震设计中充分考虑位移型阻尼器的使用.     

服役公路桥梁的时变可靠指标计算

为了对服役结构的可靠性进行正确评估,必须考虑时间变化的影响,将结构服役时间离散为若干个时间点,利用各个时间点上随机的结构抗力和荷载效应,给出服役结构时变可靠指标简化计算公式,分析抗力衰减模式、可变荷载增加大趋势以及服役时间对可靠指标的影响。分析结果表明:在结构抗力和荷载效应保持不变情况下,随着服役时间的增长,结构的可靠指标降低,结构可靠指标的变化规律因抗力衰减模式和荷载增大趋势的不同而有差异。     

外倾式非对称系杆拱桥总体结构计算分析

为研究外倾式拱桥稳定及极限承载力问题,以广州南沙蕉门河中心区车行桥为背景,采用MIDAS Civil有限元程序建立全桥有限元模型进行主桥总体结构计算,对该桥运营阶段的极限承载力以及弹塑性稳定状态下的稳定性进行分析。分析结果表明该桥各项指标均能满足规范要求,稳定性良好可靠。     

圬工拱桥承载力可靠度分析

针对拱式桥结构体系中的主要受力构件 拱肋进行分析,借鉴拱桥设计中的"五点重合法"确定研究截面,并对该截面进行不利布载.对每一种荷载布置型式,采用荷载增量法进行拱桥结构失效模式的寻找和截面抗力的计算.给出其承载力可靠度功能函数,推导功能函数中结构抗力和作用效应概率模型,并利用改进的一次二阶矩法计算圬工拱桥承载力可靠度指标评估值.最后给出实桥验证算例.     

高速公路新老桥梁拼接方式探讨

通过建立梁格空间模型,分析了新老桥梁不同连接方式对活载横向分布以及对老桥受力性能的影响,分析了收缩徐变对拼接后的新桥支座反力的影响.研究结果表明：新、老桥间的连接方式对拼宽后桥梁的横向分布系数影响较小,但老桥的上部梁板在加宽后的横向分布系数较初始状态有较大幅度的减小,承受活载作用的能力有所增加;拼宽后,老桥的受力状态有所改善;收缩徐变对湿接缝相邻位置的梁板的支座反力影响较大,新桥支座设计时应选择承载力稍大的支座型号,确保支座有足够的抗压承载力.     

单箱三室连续梁桥在横向温度梯度与汽车偏载下的空间效应分析

宽箱结构连续梁桥的空间力学效应明显.依托顶板宽度达25.4 m的某单箱三室连续梁桥实际工程,探究了单箱三室连续梁桥在横向温度梯度作用与汽车偏载下的空间效应.基于现场实测温度数据拟合得到实测横向温度梯度作用;利用midas/FEA有限元软件建立全桥实体有限元模型,分析横向温度梯度作用效应和汽车偏载效应,并将二者进行荷载效应组合.结果 表明:拟合得到的实测横向温度梯度作用特征值远大于现行规范参考值;当实测横向温度梯度作用效应与汽车偏载效应组合后,单箱三室连续梁桥中跨跨中底板处纵向应力、横向应力不再满足规范中关于作用短期效应组合下A类部分预应力混凝土结构的抗裂性要求.     

基于ANSYS的曲线桥梁格分析方法

结合具体的工程实例,基于ANSYS平台上利用空间梁格法来分析曲线梁桥结构的力学性能。通过利用单梁法、梁格法以及壳单元法来分别对该曲线桥进行结构分析。以壳单元分析结果为基准,通过对比分析发现,梁格法在计算精度上优于单梁法,并且能够考虑曲线桥的横向效应。     

斜拉桥施工期时变可靠度的参数敏感性分析

斜拉桥的不同工序中参数的影响程度不同,同时,施工过程中各参数存在时变性,可靠度分析中不存在显式的功能函数,因此,其参数敏感性分析存在特殊性和困难性.基于结构可靠度的一次二阶矩法原理,推导了参数敏感性计算公式,结合斜拉桥施工期的时变可靠度计算程序,分析了施工阶段斜拉桥时变可靠度的主要参数的敏感性.在此基础上可以明确斜拉桥施工过程中应重点控制的施工参数,以提高其施工质量控制的主动性,确保大桥达到设计可靠指标.     

既有钢筋混凝土梁时变可靠度计算模型

分析了目前既有结构时变可靠度计算理论和现行规范计算公式,考虑混凝土损伤和钢筋锈蚀以及材料强度随时间劣化的情况,建立了既有钢筋混凝土梁(单筋矩形截面、双筋矩形截面和T形截面)的时变抗力计算模型,给出了既有钢筋混凝土梁的时变可靠度指标,并通过工程实例对既有钢筋混凝土梁进行了加固前计算分析.结果表明:实例结构动态可靠度指标为1.56,承载能力属于d级,这与现行可靠性鉴定标准的评级相吻合,因此,计算模型合理可靠.     

圬工拱桥承载力可靠度分析

针对拱式桥结构体系中的主要受力构件．拱肋进行分析，借鉴拱桥设计中的“五点重合法”确定研究截面，并对该截面进行不利布载．对每一种荷载布置型式，采用荷载增量法进行拱桥结构失效模式的寻找和截面抗力的计算．给出其承载力可靠度功能函数，推导功能函数中结构抗力和作用效应概率模型，并利用改进的一次二阶矩法计算圬工拱桥承载力可靠度指标评估值．最后给出实桥验证算例。     

基于支持向量机响应面法的连续刚构桥可靠度

针对连续刚构桥结构可靠度分析过程中功能函数不能显示和功能函数拟合时试验样本过多等问题,提出了一种结合支持向量机回归功能与响应面法的可靠度算法。该算法将支持向量机的良好性能(如：处理小样本、高维及非线性)和响应面法的优点(如：直观和高效等)结合在一起。以某连续刚构桥为例,计算了该桥中跨挠度失效模式下的可靠指标。对该失效模式下可靠度参数的敏感性进行了分析,得出了有益的结论。