单箱多室波形钢腹板组合箱梁动力特性研究

研究目的:为分析单箱多室波形钢腹板组合箱梁的动力性能与混凝土箱梁的差异,本文设计并制作两片跨径为5.2 m的试验梁,利用有限元软件ANSYS建立其三维实体模型,通过模态试验与有限元分析相结合的方法对试验梁进行研究,并就横隔板的设置对单箱多室波形钢腹板组合箱梁与混凝土箱梁扭转振动频率的影响进行分析。研究结论:(1)模态试验的结果与有限元分析结果基本吻合,说明实测结果是正确的,同时也验证了有限元模拟方法是合理的;(2)单箱多室波形钢腹板组合箱梁的基频略大于相应规模的混凝土箱梁,而高阶竖向弯曲振动频率均小于混凝土箱梁;(3)单箱多室波形钢腹板组合箱梁扭转振动频率对梁间设置横隔板的影响与混凝土箱梁相比较敏感;(4)横隔板的位置对单箱多室波形钢腹板组合箱梁扭转振动频率的影响较大;(5)该研究成果对单箱多室波形钢腹板组合箱梁的动力学分析具有一定的参考价值。     

体外预应力对混凝土箱梁动力特性的影响分析

研究目的:为研究体外预应力对单箱双室混凝土箱梁动力特性的影响,本文通过推导混凝土箱梁在体外预应力作用下的自振频率计算公式,以一根单箱双室混凝土试验梁为研究对象,利用ANSYS建立体外预应力混凝土箱梁的有限元数值分析模型,并对其进行模态分析。通过试验梁模型试验、理论计算以及有限元分析相结合的方法来研究体外预应力对单箱双室混凝土箱梁自振频率的影响,并研究体外预应力钢束面积以及拉力对其自振频率的影响。研究结论:(1)通过实测数据与计算值以及有限元分析数据进行对比分析,表明了理论公式推导的适用性,有限元模型的合理性;(2)体外预应力钢束面积的变化对混凝土箱梁的自振频率影响较明显;(3)体外预应力拉力的大小对混凝土箱梁的自振频率影响较小;(4)本研究成果可为体外预应力单箱双室混凝土箱梁动力特性的分析提供一定的参考。     

波形钢腹板钢-混凝土简支组合箱梁抗弯承载力分析

为研究波形钢腹板钢-混凝土简支组合箱梁的抗弯受力性能,以剪力连接度为参数,设计3榀波形钢腹板组合箱梁的抗弯试验,并根据试件模型建立波形钢腹板组合箱梁精细有限元数值分析模型.将试验结果与有限元数值计算结果进行比较,证明了数值分析模型的有效性.在此基础上,利用幂函数插值方法,建立任意剪力连接度下波形钢腹板钢-混凝土简支组合箱梁的抗弯承载力计算公式.以剪力连接度和腹板高度为变量,将理论公式计算结果分别与有限元数值计算结果和试验结果进行比对,验证了本文所提出公式的有效性.     

火灾作用后CFRP加固钢筋混凝土梁的试验研究及数值分析

结合对结构火灾损伤的分析,采用有限元方法对火灾后CFRP(Carbon Fiber Reinforeed Plasties)加固钢筋混凝土梁荷载与应变、挠度的关系进行了数值分析,并与试验结果进行了比较,吻合良好。加固后的混凝土梁在钢筋屈服后,仍然有一定的荷载容量。这种荷载承受能力可一直持续到结构破坏,这主要是碳纤维布在后期发挥的作用,用碳纤维布加固受火后的混凝土梁,能明显提高极限承载力,在钢筋屈服后对梁的刚度有较大幅度的提高。CFRP加固梁在加载过程中裂缝发展较为缓慢,裂缝数量多且密集,裂缝宽度明显小于未加固梁,这是由于CFRP的约束作用限制了梁底及梁侧裂缝的进一步发展,有利于增强梁的刚度。用有限元方法对CFRP加固梁进行分析能够达到比较精确的理论分析结果。该试验与理论分析结果对加固钢筋混凝土梁的研究具有十分重要的参考价值。     

预应力混凝土T形梁桥检测与加固技术研究

介绍了预应力混土T形梁桥检测理论方法、损伤评价体系和桥梁承载力评定理论。结合现场实测讨论了预应力混凝土T形梁桥混凝土强度、裂缝宽度对桥梁整体性的影响。通过静、动荷载试验得到桥梁结构的频率等特性,进而对桥梁结构性能进行评价。探讨了桥梁加固技术并进行了实际应用,对同类型桥梁的检测评估及加固有一定指导意义。     

下承式简支钢桁梁桥加固及检测试验研究

下承式简支钢桁梁受过往车辆撞击,致使下弦杆和节点板出现了局部变形。对受损后桥梁进行了现场检测和有限元分析,掌握了桥梁的状态和受力特征,提出了对受损杆件先实施矫正、然后增加钢板辅助受力的加固方法。对加固后桥梁开展了静载试验和有限元分析,结果表明加固后桥梁的强度、刚度和稳定性均满足规范要求,工作状态良好。     

基于基准有限元模型的箱梁TMD振动控制研究

针对高架桥梁结构引起的振动噪声问题,研究TMD控制箱梁结构振动的特性。为了获得精准的箱梁有限元模型,首先以铁路32 m简支箱梁桥为原型,按10:1的几何相似比设计制作简支箱梁缩尺试验模型,应用ANSYS软件建立初始动力有限元模型;对有限元模型模态分析与试验模型模态测试得到的自由模态信息进行误差分析,并采用基于灵敏度分析的模型修正技术对初始动力有限元模型弹性模量和密度进行修正,得到基准有限元模型,误差确认结果显示修正后的有限元模型更精准地反应箱梁的振动特性;进一步利用基准有限元模型,开展TMD控制简支箱梁桥振动的研究,研究结果表明TMD对于抑制桥梁竖向共振有很好的效果。     

大跨度开口钢箱-混凝土组合箱梁有限元参数分析

基于钢-混凝土组合箱梁的试验研究,利用有限梁段法对考虑滑移剪切的组合箱梁进行非线性有限元分析,分析结果与试验结果吻合良好。在此基础上对影响组合箱梁力学性能的主要因素,即剪力连接度、腹板高厚比、力比和初始不平整度等进行有限元参数分析。得到不同设计参数对组合箱梁承载力、刚度、滑移、剪力滞后等力学性能的影响规律。     

混凝土箱梁桥加固措施的探讨

针对不同类型的预应力混凝土连续箱梁桥的不同部位产生的裂缝,经过研究分析,提出了加固箱梁桥施工工艺和相应的加固措施,并将这些技术应用于一座开裂的大跨径预应力混凝土连续箱梁桥的工程加固中,经荷载试验和2年来的运营情况表明,所采用的施工工艺和加固措施是可行的。     

预应力小箱梁火灾后检测评估与加固设计

提出了适用于混凝土桥梁火灾损伤后检测评估的方法,可为今后公路桥涵检测评定规范的修订提供参考。结合工程实例,详细介绍火灾后对预应力小箱梁检测评估的方法。依据火灾后桥梁检测评估结果,提出采用粘贴钢板法进行修复加固。计算分析表明,该方法能够有效提高梁体承载能力。     

秦沈客运专线整孔双线箱形梁水化热变化规律试验研究

针对秦沈客运专线双线整孔简支箱梁桥综合试验工程,利用光纤温度传感器对混凝土连续箱梁水化热温度场的变化规律进行监测,并结合ANSYS程序进行有限元数值仿真分析,阐述了箱梁各部位混凝土早期水化热温度分布、发展的特点,给出混凝土箱粱温度在横截面的分布和随时间变化的规律,提出了防止温差过大而引起混凝土开裂的工程措施。     

受火铁路桥的检定评估与加固

铁路桥遭遇失火等突发事故时,结构承载力有所削弱,除临时加固支承外,还应及时通过外观检测,分析混凝土、钢筋、钢绞线状况以及梁体挠度等评定对受损桥梁结构性能的影响,制定并实施大修加固方案,确保铁路运输安全。以某受火铁路桥大修加固为例,介绍现场检测评估,分析拟定桥梁大修加固方案,以及探讨加固大修方案的合理性与可行性,为此类桥的加固设计提供借鉴和参考。     

波纹钢腹板混凝土箱梁动力特性改善研究

以波纹钢腹板混凝土试验箱梁为研究对象,建立有限元模型,对试验箱梁的动力特性进行计算和分析,依据其动力特性的特点制定试验方案,对其动力特性进行实测。有限元分析结果和试验实测结果的对比分析表明：二者差别较小,证明了实测结果的正确性,也验证了有限元分析方法的精度和可行性。实际波纹钢腹板箱梁与一般混凝土腹板箱梁动力特性的有限元分析结果表明,波纹钢腹板混凝土箱梁扭转刚度偏低。对此提出增设横隔板改善扭转动力特性的方案。在箱梁中不同位置增设横隔板改善效果的比较表明,在端部区域适当增设横隔板对改善其扭转动力特性的效果最优。     

既有混凝土梁桥加固效果分析

本文介绍了既有混凝土梁桥常见病害，分析了各种病害产生的原因．通过工程实例，提出了加固的施工方法及其施工工艺，并对现场试验结果与有限元模型计算结果进行比较，验证了提出维修加固方法的可行性．     

典型铁路简支箱梁的中高频振动试验研究

以城际铁路32m双线、单线混凝土简支箱梁和高速铁路32m双线混凝土简支箱梁为研究对象,采用现场试验方法,对箱梁各板件在列车作用下的中高频振动响应进行测试分析。将测试结果与其他混凝土简支箱梁和U梁的试验值比较,讨论混凝土简支箱梁各板件中高频振动的影响因素。研究表明:混凝土简支箱梁各板件的中高频振动分布在200Hz以下,最大振动速度级主要出现在31.5~80 Hz频带;峰值振动主要由车轮-轨道系统固有频率决定,同时,与轴距相关的加载频率和板件的局部振动模态将影响中高频振动响应;板件尺寸、约束条件、振动传递路径决定中高频振动响应的大小,U梁的振动响应比更高运营速度下的箱梁大;等截面简支梁各横截面位置在列车通过时段内的总速度级没有明显差异。     

铁路空心薄壁桥墩现存预应力测试试验研究

桥梁墩身现存预应力的确定受多种因素影响。本文结合有限元分析,针对不同荷载、槽间距、槽长、开槽深度等影响因素,讨论了测点处工作应力变化趋势,确定了应力完全释放所需的开槽深度、间距等相关试验参数。以比利沟大桥铁路空心薄壁墩为试验对象,进行墩身内壁切槽和动力性能试验,为今后混凝土桥梁使用性能评估、维护及加固提供技术参考。     

玄武岩纤维布加固损伤混凝土梁抗剪性能研究

为了获取玄武岩纤维布加固损伤混凝土梁的抗剪性能参数,并为玄武岩纤维布加固损伤混凝土梁的设计与施工提供理论依据,通过试验分析,研究了不同剪跨比、加固量、初始荷载等情况下梁的抗剪承载力变化规律,提出了玄武岩纤维布加固损伤混凝土梁的抗剪承载力修正计算公式。试验结果表明,梁的抗剪承载力受锚固方式、初始荷载和剪跨比的影响较大,采用玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁后,可以有效提高梁的抗剪承载力。     

重载铁路隧道基底病害微型桩加固技术研究

结合我国重载铁路隧道基底病害特点,提出了一种隧道基底微型桩加固技术。同时,利用大型有限元软件ANSYS建立隧道基底微型桩加固分析模型,采用30 t列车动压应力实测值模拟重载列车竖向动荷载,着重分析了30 t重载列车通过隧道基底病害区段时微型桩的加固效果,结合某隧道现场测试与混凝土检测结果以及新旧混凝土结合面强度统计分析结果,提出了基底采用微型桩加固基底混凝土厚度要求,为今后采用该法进行基底加固提供借鉴。     

火灾后铁路预应力混凝土箱梁运营性能评定

铁路混凝土桥梁火灾属于偶发特殊事件,但火灾极易对桥梁结构造成损伤,甚至影响线路正常运营。以一孔铁路桥预应力混凝土简支箱梁受火灾损伤为例,系统地介绍了火灾后混凝土结构物的评估方法,并根据梁体损伤检测评估结果和运营性能评定结果对结构进行了鉴定评级。该箱梁火灾后预应力钢铰线和混凝土性能没有受到明显影响,损伤鉴定为Ⅱb级;跨中动挠度、自振频率符合规范要求,进行局部修补和表面涂装防护即可。混凝土结构火灾后的评估方法对于铁路桥梁具有普遍意义,应根据铁路桥梁在结构、构造、运营等方面的特殊要求,借鉴国内外土建行业成熟做法,完善技术体系,为铁路桥梁养护维修提供更全面的技术支撑。     

基于模态参数和神经网络的桥梁损伤识别方法

由于人工神经网络具有强大的模式识别能力,近年来被广泛用于结构的损伤识别.神经网络输入参数的选择直接影响损伤识别的效果,利用结构振动模态分析理论,验证了结构损伤前后的模态柔度差和模态振型差均有对基准有限元建模误差不敏感的特性,建立了以上述两种指标作为神经网络输入参数进行结构损伤程度识别的方法,从而避免因基准有限元模型误差对神经网络训练数据的影响,提高识别准确性.32 m简支箱梁的数值模拟结果表明,训练好的神经网络可以准确地识别出结构损伤程度,并且讨论了测量误差对识别结果的影响.