公路混凝土梁桥寿命期养护优化策略分析

我国现行公路桥梁养护规范体系没有对保证结构达到预期寿命做出相应的规定,这使得在役桥梁的实际使用寿命往往明显低于其设计使用年限。为研究在役公路混凝土梁桥寿命期的养护优化策略,以保证结构实际使用寿命不低于其设计使用年限,将桥梁养护措施划分为预防性养护和纠正性养护两大类。考虑影响养护决策的各随机因素,以寿命期总养护活动成本最小作为优化目标,提出在役公路混凝土梁桥寿命期养护优化决策的数学模型,通过调查统计福建省内81座公路混凝土梁桥的历史养护记录数据,确定了各随机变量的统计特征值。以福建省内某在役公路混凝土梁桥作为分析案例,利用Matlab软件的遗传算法进行养护策略优化分析,得到了该桥在设计使用年限内混凝土主梁和桥墩的最佳养护时间和养护方法。案例分析结果表明,在役混凝土梁桥寿命期总养护成本与其使用寿命和结构性能均不成正相关关系;仅通过预防性养护,混凝土梁桥不能满足在设计使用年限内结构安全的要求;在满足桥梁设计使用年限和最低性能的双重约束条件下,采用预防性与纠正性养护组合的综合养护优化策略对应的寿命期养护成本为最小;在桥梁结构性能指标接近最低限值时进行纠正性养护,也可使寿命期总养护成本显著减小。     

车桥耦合振动系统模型下桥梁冲击效应研究

把桥梁和车辆看作车桥耦合振动体系的两个分离子系统,基于ANSYS软件建立了3种车辆和桥梁的有限元模型。考虑桥面不平度影响,以车轮与桥梁接触点的位移作为协调条件,采用分离迭代算法计算了车桥耦合系统的动力响应。采用快速傅立叶逆变换的方法,应用三角级数叠加模拟了5种等级的桥面不平度及其速度项。通过对一简支梁桥车桥耦合振动的数值模拟,研究了车辆模型、桥面状况和车速对桥梁冲击效应的影响。结果表明:不同车辆模型对桥梁的冲击效应差别很大,桥面不平度对冲击效应的影响较车速大,桥梁的位移冲击效应大于内力冲击效应。因此,设计分析时宜采用能充分模拟车辆特性的复杂模型,移动荷载冲击系数取值建议以位移冲击系数为基准。     

大跨径斜拉桥动力分析基准有限元模型研究

针对大跨径斜拉桥的动力分析特点,研究了基准有限元模型的建立过程和修正策略。通过讨论了恒载初应力效应和几何非线性对大跨斜拉桥动力特性的影响,提出了基于敏感性分析和优化设计原理的有限元模型参数修正方法。并结合工程脉动试验对模型进行修正,结果证明,该方法具有很好的有效性和实用性。     

超高性能砂浆砌体短柱轴压试验

为改善砌体柱的受力性能,提出了采用新型超高性能砂浆(UHPM)的砌体柱(UMC),以烧结砖和混凝土砖为研究对象,分别进行了2组UMC的轴压试验,通过与传统砂浆砌体柱(MC)进行对比,探讨了UMC轴压受力机理与破坏模式,评估了现行规范关于砌体轴压承载力计算公式对UMC的适用性,提出了UMC轴压承载力预测公式.研究结果表明...     

多轴车辆——桥梁耦合振动响应的数值解法

针对复杂的车桥耦合振动问题,基于D’Alembert原理导出了3轴5自由度车辆的运动方程,考虑了桥面不平度和车辆与桥梁之间的协调条件,推导了车辆与桥梁的相互作用力,基于模态综合理论建立了3轴移动车辆—桥梁耦合振动的微分方程组,编制分析程序并运用HHT方法进行了数值求解。通过算例和某3跨刚架桥的动载试验研究结果验证了该方法的正确性和有效性。对于复杂的多跨桥梁的振型函数可以通过有限元方法求解然后通过插值函数得到,该方法不仅适用于单跨简支梁,也适用于多跨连续梁桥车桥耦合振动问题的求解,具有过程简单,编程方便,计算速度快,且精度很高,特别适合于工程实际问题的计算。