下承式钢管混凝土拱桥静载试验研究

对某主跨为80 m的下承式钢管混凝土系杆拱桥进行承载能力静载试验.测试内容主要包括该桥跨中和四分点处的荷载横向分布系数、各截面主要控制点的应变影响线以及在基本荷载作用下各控制截面主要测点的应变、挠度.测试结果表明:各测点的应变校验系数和挠度校验系数均低于规范值,说明正截面强度和结构刚度均满足正常使用要求.     

静载试验在混凝土连续梁桥检测中的应用

通过对河南焦作一桥梁进行静力荷载试验,包括桥梁内力计算、加载方案设计、计算试验荷载效率系数和结构校验系数。进而测定控制截面在试验荷载下的应变及挠度响应、对应变、剪应力、挠度进行分析处理,得出该桥梁准确的技术状况评定参数,从而了解该桥的实际承载能力及其工作性能。     

基于加权法的桥梁冲击系数计算方法

以公路简支梁桥为研究对象,采用四自由度的二分之一车辆模型,建立了车桥耦合振动方程,计算了不同车速下桥梁跨中截面的动挠度和应变时程曲线.对比了传统定义法、试验测试法、现行规范法的冲击系数计算值,对前2种方法进行了修正,获得了桥梁结构的最大动效应值,并根据主梁的最大活载内力计算原理,引入数值加权的概念对前2种方法进行了加权计算.分析结果表明:传统定义法和试验测试法计算的冲击系数值比《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)计算值小;由时程曲线上最大动效应处得到的冲击系数平均值约是前2种方法计算值的2倍,且其最大值比规范法计算值小37％;基于传统定义法的挠度冲击系数值大于应变冲击系数值,而试验测试法得到的挠度冲击系数值普遍小于应变冲击系数值;基于传统定义法和加权法的挠度冲击系数计算值比规范值大16％;试验测试法和加权法相结合的冲击系数计算方法考虑了移动荷载对整个桥梁冲击的历程效应,计算比较稳定.     

569 t特载车辆通过七里沟桥实时监测及评定

以七里沟桥梁通行特载车辆的静、动载实时监测为例,介绍特载车辆通过桥梁时的监测方案制定及结构应变、挠度和沉降的监测方法。由实测数据分析可知,特载车辆通行时该桥的应变和挠度校验系数在同类桥校验系数的常值范围内,特载车辆通行后桥梁的动态参数基本不变,该桥承载力满足特载车辆通行的要求。     

加固桥梁整体受力性能分析

重点研究了桥梁加固前后的桥梁整体受力性能,对横向分布系数、挠度和应变校验系数各参数改善情况进行统计分析,总结了各参数的改善效果,为类似桥梁加固提供参考。     

胜利中桥荷载试验评估

以胜利中桥为依托,基于Midas civil 2012有限元分析,结合荷载试验结果进行比较。结果表明:该桥试验桥跨在荷载作用下主要测点的挠度和应变校验系数均小于1,整体工作性能好,承载能力满足设计要求     

基于频率校验系数快速评定桥梁结构承载力

提出一种基于频率校验系数的快速评定桥梁结构承载力的评定方法。建立频率校验系数与挠度校验系数之间的理论关系,并以173座样本桥梁分析结果对2个系数进行修正。结合静载试验评定结果,确定挠度校验系数的合理取值范围,按回归关系换算出相应的频率校验系数评定标准。结果表明,频率校验系数大于1.105时,结构承载力满足要求,并有一定安全储备;小于1.076时,结构承载力不足;频率校验系数介于两者之间时,结构承载力有待进一步评定。     

基于跑车试验的连续梁桥承载能力快速评定方法研究

桥梁跑车试验的动力响应中包含着静力响应,基于简支梁在匀速常量力及简谐力作用下的动力响应的频率成分分析,提出利用低通滤波从跑车位移曲线提取静力位移的方法,并推广到连续梁桥;通过仿真分析,介绍了提取静力位移的过程,结果表明,该方法能对动挠度曲线中的静力成分和动态成分进行准确分离;最后对某6跨变截面连续箱梁桥在跑车车辆作用下实测动挠度曲线进行分析,得到其广义影响线,进而按照静载试验方案布置车辆,得到静载试验挠度的估算值。本方法得到的挠度校验系数与静载试验结果基本相当,可代替静载试验对连续梁桥进行承载力快速评定。     

双塔钢桁斜拉桥结构强健性计算方法

为了确保双塔钢桁斜拉桥的结构强健性,依托新疆果子沟大桥,基于现场结构试验,开发了全方位多点温度补偿系统,测量了特定加载工况下钢桁主梁应变、挠度与斜拉索索力增量,确定了钢桁主梁与斜拉索重要构件的具体位置;基于试验结果,借鉴广义结构刚度理论,采用桥梁结构有限元模型分析了斜拉桥弦杆与斜拉索的重要性系数,研究了桥梁最不利破坏模型。研究结果表明:各工况下钢桁主梁应变实测数据规律性较好,钢桁主梁应变与挠度的实测值与理论计算值的比值小于1.0,表明主梁承载能力与抗变形能力符合设计要求,具有足够的安全储备;主梁在各工况下的最大挠度均发生在中跨跨中,达到237mm,具有较强抗变形能力;斜拉索索力增量实测值与理论计算值的比值小于1.0,表明斜拉索具有一定的安全储备;钢桁主梁控制截面处弦杆与特定斜拉索为重要性系数较高的构件,斜拉索的重要性系数大于弦杆的重要性系数,其中弦杆的重要性系数分布集中于主塔附近与中跨跨中;通过斜拉索重要性系数的分布可知单根斜拉索的破损不会造成整体结构的坍塌,但多于2根斜拉索失效可能会导致整体结构的连续倒塌;主跨最长斜拉索和中跨跨中、边跨支座处与靠近主塔处弦杆失效对于整体结构较为不利。     

基于静载试验和裂缝检测的某桥梁性能评估

通过对某简支空心板桥进行静载试验和外观检测,测得控制截面在各种荷载工况作用下的挠度和应变,将其与理论计算值进行比较,以及与规范规定的裂缝宽度限值比较,可对该桥的使用性能进行综合评估。     

前插式激光测距自动弯沉仪校准及贝克曼梁对比试验分析

通过对前插式激光测距自动弯沉仪校准及贝克曼梁进行对比试验,得出以下结论：重复性试验结果显示自动弯沉仪弯沉数据相对于贝克曼梁具有良好的稳定性;检测路段温度、湿度、地质状况、路面平整度、地面震动及人为影响因素是自动弯沉仪检测数据准确性的重要影响因素;仪器标定不准确、测试速度不稳定、检测车一侧双轮荷载及单轴传压面当量圆直径标定不规范对自动弯沉仪检测结果影响较大;在相同条件下测得的弯沉值具有良好的相关性,得到的线性关系式可以有效评价路基路面施工质量。     

转向架构架载荷谱频域校准与建立方法

分析了时域内准静态载荷-应力传递关系, 以载荷间互谱密度的参数作为载荷耦合作用的表征量, 基于多轴频域疲劳基本理论推导了频域内等效应力的表达式; 得到了与多轴加载等效的分立载荷系的表达式; 为保证载荷谱计算损伤可以覆盖线路实测损伤, 以应力信号自功率谱密度的0阶谱矩作为表征损伤的参量, 约束载荷对测点损伤的贡献占比, 根据损伤一致性原则, 采用NSGA-Ⅱ多目标优化算法进行载荷校准; 对国内某型地铁转向架构架进行线路测试, 获得了载荷和应力数据, 并进行了数据分析。研究结果表明: 载荷系中构架横向载荷的线路实测方差最大, 为5.08, 电机横向载荷方差最小, 为0.02;频域内考虑载荷耦合效应的损伤校准精度为1.08×10-5, 而采用时域分立谱的损伤校准精度为2.91×10-3, 频域法比时域法的校准精度提高了99.63%;频域内考虑耦合作用的载荷校准系数的综合调整倍数为31.81, 相比时域内采用分立谱校准系数的调整倍数下降了41.71%, 频域法的系数调整最大倍数为6.99, 时域法为15.68, 前者比后者降低了55.42%。可见: 频域内考虑载荷耦合作用的校准方法在误差精度上要优于时域内采用分立谱的校准方法; 频域法的系数调整比例的分散度低于时域法, 校准载荷更接近实测载荷, 校准结果可信度高; 由于校准过程中考虑了载荷间的关联性, 研究得到的载荷系可同时应用于试验台多轴加载以及仿真独立加载, 实现了2种加载方式的统一, 为构架载荷谱的建立方式提出了新思路。      

圆拱结构平面外稳定分析方法

为研究圆拱结构的平面外稳定问题,根据其与圆曲梁变形的相关性,首先考虑二阶弯矩效应建立了圆曲梁平衡方程,结合圆曲梁几何方程和物理方程,推导了考虑大位移的自由扭转圆曲梁的挠度控制方程和扭转角控制方程,分别给出了圆曲梁的挠度和扭转角的解析解一般格式及相应简化格式,同时获得了圆曲梁变形和内力表达式;在此基础上,提出了圆拱结构平面外分岔失稳和极值点失稳的分析方法;计算了4种圆拱结构的平面外分岔失稳临界荷载系数及失稳模态,并与文献模型作对比分析;根据4种圆拱结构的荷载-位移曲线进行了极值点失稳分析. 研究结果表明:采用本文模型计算的两端铰支圆拱平面外分岔失稳临界荷载系数与文献模型结果相差为0,而且可以得到工程中常用但鲜有人研究的跨中单铰拱及两端插支拱的平面外分岔失稳临界荷载;各类圆拱在面内均布径向荷载作用下的平面外分岔失稳模态均为单波对称;圆拱径向荷载的存在不改变圆拱面外荷载位移曲线的线性特征,却降低了面外抗弯刚度,当径向荷载达到某一值时,面外抗弯刚度为0,则发生面外失稳.      

高速列车轴箱弹簧载荷特性与疲劳损伤

以某型高速列车轴箱弹簧为研究对象, 通过载荷标定方法制作了弹簧载荷测试传感器, 安装于动力转向架, 通过在线路测试得到了轴箱弹簧载荷时间历程; 结合车载陀螺仪信号, 分析了启动牵引、制动停车、高低速直线、进出坡道、曲线通过等典型工况下的轴箱弹簧载荷特性; 根据轴箱弹簧载荷的变化特点, 将测试载荷分解为趋势载荷和动态载荷, 并在统计基础上给出轴箱弹簧一定运用里程下的载荷谱, 确定了载荷幅值与载荷作用频次的对应关系, 根据损伤一致性准则, 分析了载荷谱各级载荷造成的损伤比重与轴箱弹簧疲劳损伤随列车运行速度增大的变化规律。分析结果表明: 轴箱弹簧载荷与应变呈线性关系, 其传递系数为9.45×10-5 kN-1; 与非动力侧轴箱弹簧相比, 动力侧轴箱弹簧载荷幅值变化受电机扭矩载荷的影响较大, 在列车启动阶段, 电机输出扭矩达到最大值, 动力侧与非动力侧轴箱弹簧的载荷分别为-7.42、1.26 kN; 列车速度由240 km·h-1增大至350 km·h-1时, 轴箱弹簧趋势载荷由-0.6 kN变化至-2.0 kN, 最大动态载荷由1.53 kN增大至1.86 kN, 增大了22%;动力侧轴箱弹簧在列车低速、高速运行时所产生的疲劳损伤比重分别为0.79、0.75;列车运行速度提高会使轴箱弹簧高幅值载荷产生的疲劳损伤比重略有降低, 这与非动力侧疲劳损伤比重分布特点相吻合; 动力侧和非动力侧轴箱弹簧疲劳损伤随着列车运行速度增大均呈现出先减小后增大的变化趋势, 在列车速度为300 km·h-1附近时达到最小疲劳损伤, 动力侧与非动力侧轴箱弹簧的疲劳损伤分别为0.110、0.004。      

水平加筋体加固岩溶路基受力机理及设计方法

为了解决现有设计方法未考虑水平加筋体的滑移效应,低估铁路路基面变形的问题,对水平加筋体加固铁路岩溶路基的受力机理进行了研究,提出了一种新的设计方法. 首先,明确了荷载传递机制和水平加筋体受力模型;然后,从严格控制铁路路基面变形的角度出发,在现有设计方法的基础上,考虑滑移效应并假定锚固区加筋体应变呈线性变化,通过引入加筋体松弛量建立了加筋体挠度修正公式;再次,提出了考虑滑移效应的水平加筋体加固铁路岩溶路基的设计方法,明确了验算内容和设计流程;最后,将所提方法应用于某模型试验,并与实测值及数值分析值进行了对比. 研究结果表明:考虑滑移效应能够有效修正路基面变形计算值,路基面变形值由0.18 m修正为0.25 m,接近于实测值0.23 m和数值分析值0.21 m,方法准确,可为实际设计提供依据.      

横向偏位对截面不对称槽形PC梁受力的影响

为了研究梁体横向偏位对截面不对称PC （prestressed concrete）开口薄壁梁顶推施工的影响,并提出合理纠偏阈值,以世界首例顶推施工的不对称截面槽形梁——天津第二大街跨津山铁路立交工程为背景,利用有限元软件ANSYS建立实桥模型,研究槽形梁在最不利状态下未发生横向偏位时受力状态,在此基础上以满足安全落梁的横向偏位距离为最大偏位距离,分析不同横向偏位方式对梁体受力的影响. 研究结果表明:槽形梁在未发生偏位时横截面受力不均衡,而平动向右偏位方式加剧受力的不均衡;梁体以最不利偏位方式偏移96 mm后,槽型梁整体内力变化值较小,且下一步顶推后可以安全落梁. 因此,认为顶推施工中,横向偏位纠偏阈值可适当放宽至96 mm.      

沥青路面重载作用下损伤数值分析

针对当前我国沥青路面车辆超载的情况,对半刚性基层沥青路面结构在路表弯沉、结构应力、应变、使用寿命等方面进行数值计算与分析.结果表明,随着轴载的增加,弯沉增大轴载换算系数明显增加,车辆超载使累计标准轴次大大增加,路面使用寿命明显缩短,通过数值计算分析了车辆超载对沥青路面的静力损伤情况,为我国在重载交通条件下沥青路面的设计和沥青路面的早期破坏方面作指导.     

波形钢腹板组合梁弯曲变形的三角级数解

为研究波形钢腹板剪切变形对波形钢腹板组合梁弯曲变形行为的影响,采用三角级数拟合简支波形钢腹板组合梁的变形曲线,各构件弯曲变形满足平截面假定,基于最小势能原理,推导了简支和悬臂波形钢腹板组合梁分别在均布荷载和集中荷载作用下的弯曲变形解析解和简化解;基于简化解推导出考虑剪切变形的波形钢腹板组合梁挠度增大系数,并给出对考虑剪切变形影响与否的高跨比界限;采用有限元方法验证了解析解和简化解的正确性和适用性. 研究结果表明:所提方法边界条件明确、推导过程简单、结果可靠、适用性强,可为波形钢腹板组合梁的设计和变形计算提供可靠的依据.      

重复荷载作用下砂土永久变形预估模型

为预估路基的永久变形,在万能材料试验机上对砂土进行了重复加载动三轴试验,得到了砂土永久变形的发展曲线,建立了塑性应变和荷载作用次数之间的关系式,使用最小二乘法拟合出该式中的系数与含水量和回弹模量之间的回归公式,并对回归公式进行了可靠性分析。当荷载作用次数为10000次时,现有路基土永久变形模型预估结果与试验结果相对误差最小为52%,最大高达376%;而系数与含水量和回弹模量之间的回归公式相关系数最小值为0·31,平均值为0·41,大于临界值0·28,试验曲线与理论曲线相关系数大于0·99。分析结果表明:建立的砂土永久变形预估公式可靠性较高,而现有预估模型不适用于砂土。