函数模糊识辨法及其在桥梁抗洪能力评估中的应用

现行桥梁抗洪能力评估方法大多需要汇流方式、雨量损失、流域平均坡度、主河槽长度等参数,令缺少相关资料的既有中小桥梁抗洪能力评估难以实施.为解决这一问题,本文提出一种基于历史水痕标定的函数模糊识辨法:建立典型断面的雨量—水位函数,利用模糊识别方法确定与实际断面最相似的典型断面,借助桥墩历史水痕和对应的暴雨强度资料标定雨量—水位函数,从而利用雨量资料,对桥梁进行抗洪能力评估.研究结果表明,该方法的理论基础可靠;只需糙率和一组历史雨量及对应水痕高程,避免了收集汇流方式、雨量损失、流域坡度、主河槽长度、流域面积等大量的勘测工作和繁琐计算;计算精度满足工程要求,可以广泛应用于中小流域桥梁抗洪能力评估.     

基于板单元形函数的简支T梁桥车桥振动分析

为研究多片式简支T梁桥的车桥耦合振动问题,提出一种基于矩形薄板形函数的公路桥梁车桥耦合振动分析方法。根据分析方法的计算流程,编制汽车-桥梁耦合系统的动力分析程序,并通过算例分析验证其可靠性。在此基础上,针对目前公路简支梁桥上日益严重的超载超速现象,分析不同车速下重载汽车在车队中的位置、数量及间距对简支T梁桥冲击系数的影响规律。研究结果表明:使用基于矩形薄板形函数的公路桥梁车桥耦合振动分析方法得到的车桥动力响应具有较好的精度;重载汽车在车队的位置对桥梁冲击系数影响不大,但其对邻近车辆影响明显;桥上重载汽车数量保持为2辆,其间距在10 m以上,且车速控制在80 km/h以内,对桥梁相对有利。     

基于影响矩阵法的斜拉桥斜拉索合理初始张拉力分析

针对斜拉桥建模过程中斜拉索内力与设计成桥索力存在偏差的问题,为确定斜拉索合理的初始张拉力,提出基于影响矩阵法的斜拉索合理初始张拉力计算方法。该方法根据斜拉索张拉过程中其两端的位移和索力协调关系,构建一种影响矩阵,通过该矩阵计算斜拉索的合理初始张拉力。以某大跨度独塔斜拉桥为例,采用该方法计算斜拉索合理初始张拉力,并对比分析了施加不同初始张拉力后的斜拉索内力;考虑该方法确定的初始张拉力和将设计成桥索力作为初始张拉力的2种工况,分析不同初始张拉力对桥梁结构响应的影响。结果表明:该方法计算得到的斜拉索内力与设计成桥索力相对差值小于0.01%;初始张拉力对桥梁结构变形和斜拉索内力影响显著,在斜拉索中施加该方法确定的初始张拉力,可使斜拉索内力达到设计成桥索力。     

中小桥梁水害实时预警预报研究

为减轻中小桥梁水害带来的危害,本文提出基于流量影响线的中小桥梁水害实时预警预报法:利用历史洪水水痕高程和对应降雨量系列,完成模型标定;将实时雨量系列作为移动荷载组加到已标定模型上,计算实时流量过程线;确定洪峰流量、洪峰水位、洪峰出现时间、高水位持续时间等特征参数,对既有桥梁进行水害实时预警预报。研究结果表明:基于流量影响线的中小桥梁水害实时预警预报法需要参数少,计算简便,预报结果可靠,可以预估洪水灾变可能性及危险程度。其对做好水害预警、合理安排防洪救灾工作具有重要意义。     

标定瞬时单位线法既有桥梁水害预报

以瞬时单位线法为基础,提出一种解决既有桥梁水害预报的水痕标定瞬时单位线法,利用历史水痕高程和对应的降雨量系列,完成瞬时单位线标定;将预报洪水雨量系列通过标定瞬时单位线对洪峰水位和洪峰滞时进行预报.在整个过程中,通过建立水位流量函数完成洪峰流量与洪峰水位之间的转换;对单位线法得到的洪水过程线的高峰流量段进行四次多项式拟合,提高预报洪峰数据精度.实例应用表明:水痕标定瞬时单位线法理论合理,应用方便,精度高,可以实现对实时水害提前预报,在保证行车安全和抗洪抢险等方面具有尤其重要的意义,预计在既有桥梁水害预报方面具有很好的应用前景.     

计算模型对简支箱梁和T梁剪力滞结果影响

以剪力滞效应为研究对象,分别采用MIDAS和ANSYS两种软件配合不同的荷载形式、单元类型和网格密度对一个简支箱梁模型和一个实际简支T梁结构进行计算对比,分析了模型参数和荷载类型对所得结果的影响,为剪力滞效应的有限元分析提供了参数。研究表明:对于同一计算工况,ANSYS比MIDAS所得应力幅值略大,实体单元比板单元所得应力幅值略大,高密度网格比低密度网格所得应力幅值略大,但偏差大都在±5%以内;当腹板与顶板无承托时,对于任意荷载作用,两种软件的1倍网格板单元即可准确得到顶板的剪力滞效应;当腹板与顶板有承托时,在点荷载和线荷载作用下,可采用板单元进行顶板的剪力滞效应分析,但对面和体荷载,则需要采用实体单元进行分析,并且均可采用1倍网格密度。