船撞桥风险接受准则探讨

通过比较和修正公式的方法,提出了桥梁船撞的风险准则。     

平钢腹板钢筋混凝土新型拱桥试设计

将组合结构应用到拱桥中,用平钢腹板来代替混凝土腹板可以达到减轻桥梁自重的目的。以重庆武隆石桥水库大桥为原型,进行平钢腹板混凝土新型拱桥的试设计,并与混凝土腹板拱桥、波形钢腹板混凝土拱桥在受力及用料方面进行了对比。结果表明:采用钢腹板设计的混凝土拱桥减轻了自重,减小了拱桥推力和拱肋轴力,缩短了全桥工程量。     

大跨铁路斜拉桥下横梁自承式施工参数分析

横梁自承式施工方法由于可节省施工支架造价,得到了广泛应用。为确定自承式施工中分层浇筑高度以及支架刚度合理取值,以明月峡长江大桥横梁施工为工程背景,采用Midas/Civil有限元软件建立全桥施工阶段模型,对横梁分层浇筑高度和支架刚度进行参数研究,分析上述参数对横梁应力和变形的影响规律。研究结果表明：第一层浇筑高度为1 m和2 m时,将会出现拉应力,不满足规范规定的要求;浇筑高度由3 m增至5 m时,在施工过程中横梁均受压且满足规范限值。随着分层高度增大,在横梁施工阶段,横梁上缘最小压应力最大可减小约1.5 MPa;横梁下缘最小压应力最多增大约1.3 MPa;在成桥阶段,横梁下缘最大压应力增大约0.5 MPa,上缘最小压应力减小约2 MPa。为使得横梁在运营阶段有足够的应力储备,建议第一层浇筑高度选为3 m。支架刚度由1×10⁷ kN/m变化至2×10⁵ kN/m,横梁的应力和挠度基本不变;当支架刚度由2×10⁵ kN/m减小至1×10⁵ kN/m时,横梁上缘最小压应力减小约0.3 MPa,下缘最小压...     

计入动力风荷载的船舶撞击桥梁动力响应研究

针对大风天气条件下船撞力与动力风荷载的耦合作用问题,基于船桥耦合分析算法编制了计算程序,并提出基于接触碰撞分析的船头刚度模型的确定方法,最后对一座连续刚构在船舶撞击力和风荷载的耦合作用下的桥梁响应进行了计算分析.结果表明,该船头刚度模型能较好地模拟船舶撞击力和桥梁结构响应;在不同的风荷载作用下,船撞力并没有显著改变,但桥梁位移和内力响应在不同风荷载作用下有增加的趋势,通过与无风工况的对比,墩顶位移增加最大比例为69.8％,墩顶弯矩增加最大比例为62.1％;而剪力受影响较小,墩底剪力增加最大比例为6.6％.当桥区风荷载作用较大时,有必要计入风荷载作用的影响.     

平钢腹板钢筋混凝土新型拱桥试设计

将组合结构应用到拱桥中,用平钢腹板来代替混凝土腹板可以达到减轻桥梁自重的目的。以重庆武隆石桥水库大桥为原型,进行平钢腹板混凝土新型拱桥的试设计,并与混凝土腹板拱桥、波形钢腹板混凝土拱桥在受力及用料方面进行了对比。结果表明:采用钢腹板设计的混凝土拱桥减轻了自重,减小了拱桥推力和拱肋轴力,缩短了全桥工程量。     

基于可靠度的船撞桥梁倒塌概率分析

针对大型复杂桥梁,运用可靠度理论对船撞桥梁倒塌概率进行计算是船撞评估方法发展的必然趋势.基于可靠度理论,将VC++与通用有限元软件ANSYS结合,编制了ANSYS-响应面法船撞桥梁可靠度计算程序.并采用该方法对嘉陵江黄花园大桥的船撞桥梁倒塌概率及可靠度灵敏度指标进行了计算.结果表明:当桥区水位处于174 m常水位时,船撞桥墩的倒塌概率较大;影响桥梁在船撞作用下倒塌概率的主要因素是容重、船舶撞击速度、船舶撞击角度、混凝土抗压强度.     

嵌入式波形钢板剪力键推出试验及数值分析

为探究波形钢板剪力键的抗剪性能和破坏机理，设计了开孔和无孔2类波形钢板剪力键试件，进行推出试验研究。测试了试件的抗剪刚度、抗剪承载力、加载过程及破坏模态，随后采用有限元软件对试验全过程进行模拟，并开展波形钢板剪力键构造参数分析，探讨了混凝土强度、钢板厚度和高度的影响。根据试验和有限元分析结果，提出了波形钢板剪力键承载力计算公式。研究结果表明：波形钢板剪力键具有较高的抗剪承载力和良好的延性，当荷载-滑移曲线进入水平段后，仍能承受较大的相对变形，同时保持承载力不降低。无孔类剪力键依靠倾斜钢板材料的屈服来传递剪力，抗剪承载能力较高；开孔类剪力键主要通过倾斜钢板传递剪力，贯通钢筋和混凝土榫也能发挥一定的抗剪作用。剪力键开孔及设置贯通钢筋能增强混凝土板的整体性，开孔类剪力键试件的裂缝分布范围更大。试件破坏时，波形钢板剪力键发生明显变形，钢材达到极限强度，材料的利用效率高；波形钢板厚度、波形钢板高度和混凝土强度均是影响波形钢板剪力键抗剪承载力的关键因素，设计时需综合考虑并进行合理匹配，以便充分发挥各材料的性能；提出的波形钢板剪力键承载力计算公式与试验测试结果吻合较好。     

考虑二阶效应梁柱瞬态分析的传递矩阵法

压弯构件承受较大轴力时,其表现出的明显的二阶效应直接影响结构刚度及动力特性,为计算计及二阶效应的梁柱结构的瞬态响应,提出了一种传递矩阵方法.该方法采用Newmark-β法,对考虑二阶效应的Euler-Bernoulli梁的动力偏微分方程进行时域离散,将其变换为常微分方程,并利用常数变易法对微分方程进行求解,得到位移增量在连续空间内的解析解.结合传递矩阵法的基本原理,推导了离散时间瞬态分析的增量传递矩阵格式,给出了计及二阶效应的梁柱结构瞬态响应的计算方法.算例计算结果表明,在计算精度相同的情况下,所提出的方法的计算效率是ANSYS的3.57倍,并可方便地对移动荷载作用下结构的动力响应进行求解.      

考虑胶轮电车-轨道耦合效应的导轨梁受力分析

为研究胶轮有轨电车系统中导轨梁和螺栓的受力及布置，基于LS-DYNA有限元软件，建立胶轮有轨电车和导轨梁三维有限元模型，分析车辆行驶速度、刹车初速度和螺栓间距对导轨梁和锚固螺栓受力的影响。研究表明，车辆行驶速度对导轨梁Mises应力峰值影响不大，对螺栓纵向剪力峰值有较大影响；导轨梁Mises应力峰值和螺栓纵向剪力峰值随车辆刹车初速度增加而增加；导轨梁Mises应力峰值和螺栓纵向剪力峰值随螺栓间距呈阶梯式增长，在螺栓间距为3.0～4.5 m区间内变化幅度较大。设计时，螺栓间距取值需综合考虑经济性与安全性，建议取3 m;实际运营中，应控制车辆行驶速度在80 km/h左右，并尽可能避免车辆高速紧急刹车制动。