自锚式悬索桥主缆线形计算方法

以长沙市三汉矶湘江大桥为工程背景，对自锚式悬索桥的主缆线形及无应力长度的计算方法进行了研究，推导出两种基于不同假定下的主缆线形及无应力索长的计算方法：假定主缆自重沿跨径均布的抛物线法和假定主缆自重沿弧长均布的分段悬链线法。结果发现：抛物线法比较简单，但计算结果比较粗略；分段悬链线法考虑因素比较全面，计算相对复杂，但结果比较精确；对于空缆线形竖向坐标值两种方法的误差为0．739％，无应力索长计算两种方法的误差仅为0．31％。结果表明：抛物线法和分段悬链线法均可应用于自锚式悬索桥的主缆线形计算。  

在役混凝土简支梁有效预应力计算

为了对在役混凝土桥梁结构永存预应力和实际承载能力进行评估,用后张法测试混凝土简支梁在不同预应力值作用下的自振频率和在相同预应力值、不同竖向力值作用下的挠度,以混凝土简支梁的振动基频随预应力作用值的增大而有规律地增大为基础,回归出简支梁的有效刚度与预应力函数表达式,计算出PC简支梁的挠度计算值,并与试验测试挠度值进行了比较。结果表明,在混凝土受拉区开裂前,T型梁和实心板梁的计算结果误差均不超过10%,其中实心板梁有80%的测试数据误差在±5%以内;空心板梁的计算结果误差不超过15.71%,有73.3%的误差不超过10%;用实测简支梁基频和挠度可推算出简支梁的有效预应力,可进行预应力混凝土结构的安全评估。  

缺损钢筋混凝土梁桥模糊可靠性评价模型

结合模糊评价理论、层次分析法以及概率可靠度方法，建立了钢筋混凝土梁桥缺损状况模糊可靠性评价模型。通过建立模糊评价集，确定项目层、指标层模糊评价因素集和模糊评价因素权重集，构造概率型判断矩阵，经加权平均值法计算，得到梁桥缺损状况模糊评判得分，以目标可靠指标和最低可靠指标为界，将模糊评判得分转换为模糊可靠指标，实现在役梁桥缺损状况的模糊可靠性评价。采用该方法对一座使用25年的多跨简支钢筋混凝土梁桥进行评价，得到模糊可靠指标为3．769，满足最低可靠指标要求，与桥梁实际状况相符，表明该方法可行。  

高墩大跨径弯桥在悬臂施工阶段刚构的非线性稳定分析

以非线性稳定理论为基础,以高墩大跨径弯桥悬臂施工阶段的结构稳定性为研究对象,利用有限元法对其在悬臂施工阶段荷载状态各工况分别进行考虑材料非线性和结构大变形与材料非线性的双非线性稳定性分析,计算了不同工况、不同曲线圆心角、不同墩身长细比、不同系梁个数的刚构桥在悬臂施工阶段非线性稳定系数和悬臂端位移,对计算结果进行了分析,归纳出高墩大跨径弯桥悬臂施工阶段非线性稳定荷载系数和悬臂端位移与桥梁曲线圆心角、墩身长细比及系梁个数的关系。结果显示:非线性稳定荷载约为特征值屈曲荷载的35%,弯桥曲线圆心角对非线性稳定荷载系数和悬臂端位移的影响更为突出,多个系梁对悬臂施工的稳定并非有利。  

大直径超长钻孔灌注桩承载性状

基于芝川河特大桥的桩基原位试验，对粉质砂土地区大直径超长钻孔灌注桩的承载力性状进行了分析，并将实测成果与现行《公路桥涵地基与基础设计规范》中经验公式的计算结果进行了对比分析。发现大直径超长钻孔灌注桩的承载力性状和中长桩或短桩的承载力性状具有明显差异；粉质砂土处于地面以下的不同部位，其侧阻力有较大差异；规范公式计算承载力结果明显小于原位试验结果，相差超过50％。研究结果表明，相同土质处于地面以下不同部位对桩产生的极限摩阻力不同，规范公式不适于评价大直径超长桩的承载力。  

大跨简支系杆拱桥非线性稳定性

宁杭高速公路南河大桥为主桥130m跨径简支下承式钢管混凝土系杆拱桥。在考虑了拱桥非线性稳定性影响因素基础上，利用有限元ANSYS结构分析程序，建立了拱桥结构稳定性分析空间有限元模型，给出了该桥常见的失稳屈曲模态，研究了大跨简支系杆拱桥的非线性稳定性求解策略，并对南河大桥简支钢管混凝土系杆拱桥进行了非线性稳定性计算。结果表明，钢管混凝土拱脚处的拱肋首先形成塑性铰，破坏时的极限荷载达到正常使用荷载的3．50倍，满足稳定性要求。  

波形钢腹板箱梁偏载下的力学性能

通过空间有限元分析，对影响其力学性能的高跨比、宽跨比、钢腹板的波纹形状及其板厚等几何参数进行了敏感性研究。结果表明，减小高跨比和宽跨比、增大波形钢板的折叠角度、增加水平面板宽度以及增大钢腹板厚度可以改善结构在偏载作用时的受力性能。  

洛河特大桥抗震性能计算

为了准确计算洛河特大桥的地震反应,基于大跨径桥梁地震反应分析方法,建立了考虑桩-土相互作用的全桩模型,将波速大于500 m.s-1处的桩截去,并考虑桩-土相互作用的截桩模型与考虑各桥墩处场地土不同所产生的多点激励以及地震波有限波速传播所引起行波效应的大质量模型,采用大型通用有限元程序ANSYS进行桥梁三维地震动态时程分析。结果表明,高墩的位移响应与轴力大;墩越矮,横桥向剪力、顺桥向剪力以及顺桥向弯矩越大;截桩模型与全桩模型的位移响应在横桥向与顺桥向的最大偏差分别为7.4%与8.2%,故截桩模型可用作长桩桥梁时程的简化分析;大质量模型受质量块的大小以及桥墩高差的影响较大,跨径小于160 m以及桥长小于660 m的连续刚构桥对行波效应不敏感,因此,在高墩大跨径连续刚构桥抗震设计时,应考虑桩-土相互作用,并加强高墩的延性设计与矮墩的截面抗力设计。  

基于Levenberg-Marquardt算法的桥梁结构静力参数识别

为了提高桥梁结构状态评估中结构参数识别的精度和稳定性，克服Gauss—Newton法不能有效地处理奇异和非正定矩阵以及对初始点要求苛刻的缺点，利用Levenberg—Marquardt法，通过在Gauss—Newton法的迭代矩阵中添加阻尼项，对迭代矩阵加以修正，通过Matlab自编程序实现对实际结构参数的优化求解。对一连续粱的数值模拟计算表明，在Gauss-Newton法迭代发散的情况下，Levenberg—Marquardt法的识别结果相对误差在10％左右，Levenberg—Marquardt法基本能实现对真实结构参数的识别，为结构进一步的状态评估提供了结构模型最基本的量化信息。  

基于应变能的结构拓扑优化设计

基于在优化结构边界和孔洞周围附加人工材料的思路，结合传统渐进结构优化法和单元应变能分析，研究了基于应变能的结构拓扑优化方法，给出了结构拓扑优化的基本原理，导出了具有单元增、删功能的渐进结构优化基本公式。对具有各向同性的均质材料的桥墩和桥梁结构进行了仿真设计，结果显示结构的最大与最小应变能的差距显著减小，其拓扑解类似于工程中出现的结构，表明该方法的基本原理可行、有效。