中小跨混凝土梁桥和大跨径桥梁健康监测差异初探

随着健康监测系统在大跨径桥梁管养中的实践和经验积累,一些中小跨混凝土梁桥也逐步安装健康监测系统来掌握桥梁的运营状态。现有健康监测相关技术标准和规范主要用于指导大跨径桥梁,与中小跨桥梁结构的受力特点存在一定的差异。该文建立了大量具有代表意义的中小跨混凝土梁桥和典型大跨径连续刚构桥计算模型,对比分析了两者在恒活载比例、超重载荷影响、健康监测方法和监测参数4个方面的差异,得到以下结论:与大跨径桥梁相比,中小跨混凝土梁桥活载比例明显较大,可达到恒活载总和的50%左右;中小跨混凝土梁桥和大跨径连续体系桥梁的影响线长度及方向差异较大,中小跨混凝土梁桥需特别关注超重载荷的影响;中小跨混凝土梁桥活载及温度等变形较小,但应力响应量值显著,是健康监测的重点参数。     

灰色理论在高速公路分车道预测中的应用

以京港澳高速公路改扩建工程为背景,通过对河北省内多条高速公路进行重载车辆交通调查,统计得出重载车辆分别在4车道和6车道高速公路中的行驶规律。以灰色理论为基础,采用对残差序列二次建立GM(1,1)预测模型,对重载车辆在6车道高速公路上的行驶规律进行预测,预测结果表明经过残差修正的预测模型有效的提高了预测精度,该理论模型能够较好的进行交通量分车道预测。预测结果可为今后我省高速公路改扩建工程和桥梁加宽工程提供设计参考。     

跨座式单轨交通桥梁结构体系研究

为合理选择跨座式单轨交通桥梁结构体系,以适应城市复杂的建设条件及跨越需求,对PC轨道梁、双层复合结构、钢轨道梁3种类型轨道梁的适用性进行分析,并从设计、施工和成本等方面对铰支体系和刚构体系2种结构体系进行比选。结果显示,跨座式单轨交通桥梁轨道梁施工应采用工厂预制、现场拼装的施工工艺;对非小曲线的小跨径标准梁桥应根据工期需要选择铰支体系或刚构体系混凝土轨道梁;对于小曲线段及中、大跨径节点桥宜采用刚构体系钢轨道梁桥,当大跨径桥梁附加应力过大、结构受力不合理时,宜采用铰支体系钢轨道梁桥。     

基于行车舒适性的高速公路中小跨径预应力混凝土桥梁设计方法研究

该文分析了桥梁行车舒适性的影响因素,并对中小跨径预应力混凝土桥梁存在的梁体过度上拱问题进行探讨,提出了基于行车舒适性的高速公路中小跨径预应力混凝土简支板梁桥设计理念和设计方法来解决这一问题,可为以后的相关研究提供参考和借鉴。     

重载交通路段桥梁荷载效应的分析与研究

利用山西省多条重载交通道路实际交通状况现场调查结果,分析确定其车辆荷载分布的类型和统计参数。并以此为依据,采用蒙特卡洛方法模拟实际车辆荷载流,对不同跨径、不同结构形式的桥梁计算其荷载效应,确定出任意时点的荷载效应分布函数。从而得出设计基准期内车辆荷载效应的分布类型及统计参数,并与现行规范进行对比分析,总结出重载交通条件下车辆荷载标准。     

中小跨径桥梁上部结构最优设计方案研究

选取《桥梁设计通用图》的中小跨径桥梁,采用桥梁博士V3.2软件,分析同跨径同截面型式不同桥宽、同跨径同桥宽不同截面型式桥梁的主梁最不利荷载横向分布系数,并计算全桥的经济指标,寻找中小跨径桥梁上部结构的最优设计方案。结果表明:同跨径同截面型式不同桥宽的梁桥,跨径大于20 m、桥宽12.75 m的T型截面梁桥为最优设计方案;跨径为20 m,桥宽12 m的箱型截面梁桥和桥宽13.5 m的空心板梁桥为最优设计方案;同跨径同桥宽不同截面型式的梁桥,跨径大于20 m时,箱型截面为最优设计方案;跨径等于20 m梁桥,空心板梁桥是最优设计方案;跨径小于20 m空心板梁桥,单片主梁宽度越大,技术经济指标越优。     

钢混组合板梁的全施工过程分析研究

钢混组合板梁作为适用于中小跨径桥梁的一种常用钢混组合桥梁结构形式,在一些发达国家已经得到了广泛的应用。国外实践证明,钢混组合板梁结构是一种经济合理的桥梁结构形式,也是现阶段国内钢混组合结构桥梁发展的趋势。针对典型的中小跨径钢混组合板梁桥,归纳其标准化设计流程,总结出一套较为系统的钢混组合板梁设计方法,对未来中小跨径桥梁中钢混组合板梁桥的大规模应用提供设计参考。     

光纤光栅传感系统在桥梁重载车识别中的应用

为了探明既有桥梁结构在重载车作用下的安全性能,需要及时获取过桥超重车辆的监测信息。基于高速解调的光纤传感系统能够保证对结构动态应变数据的连续采集,通过分析实时采集的动态应变数据可以实现对重载车辆的自动分类识别。此种监测设备已在武汉长江二桥健康监测系统中得到应用。结果表明,此设备不仅能够捕捉到是否有重载车辆通过桥面,而且能够实现对重载车辆载重量的自动分类识别,是一种针对既有大跨桥梁重载车监测的有效工具。     

桥梁动态称重系统在板桥中的应用研究

桥梁动态称重(Bridge Weigh-in-motion:BWIM)系统是以桥梁为载体来识别过桥车辆的轴重及总重量。目前商用BWIM系统均利用桥梁跨中弯矩影响线作为参考来识别过桥车辆轴重。因此,获得更为符合桥梁实际边界条件的影响线对于提高车辆轴重识别精度具有重要意义。基于一跨径13 m的简支板桥的现场试验,利用最小二乘原理,通过标定车作用下桥梁跨中截面的动态响应信号来标定实际桥梁结构影响线。然后采用Moses算法,依据标定的影响线,对过桥车辆进行了轴重识别。计算结果表明:对于多车道板桥,每个车道的实际影响线有一定差别,而影响线的选取直接影响轴重识别的精度,所以需对每个车道进行影响线标定,然后基于车辆经过该车道所得到的影响线来反算过桥车辆轴重。     

高速公路中小跨径桥梁汽车荷载适应性研究

基于某高速公路收费站汽车荷载数据,采用概率统计方法建立汽车总重概率模型,进而计算中小跨径桥梁汽车荷载效应,并与现行公路—Ⅰ级车道荷载效应对比,分析了公路—Ⅰ级车道荷载与实际高速公路汽车荷载的适应性。分析表明,高速公路实际通行汽车荷载与现行规范规定的公路-I级车道荷载适应性较好,可采用公路-Ⅰ级车道荷载对所研究高速公路中小跨径桥梁进行改扩建设计。     

混凝土护栏对简支空心板的受力影响

混凝土护栏是桥梁设计中较常用的护栏形式,而简支空心板又是现在桥梁建设中常见的桥梁结构,简支空心板桥梁设置混凝土护栏后,护栏与桥梁边板刚性连接将对桥梁边板的受力产生影响,本次通过有限元法分析设置混凝土凝土护栏对简支空心板的影响。     

公路桥梁车辆荷载研究

公路桥梁标准车辆荷载是设计公路桥梁的主要依据之一，直接关系到结构的安全性和经济性。标准车辆荷载的制定应以桥梁上交通车辆的实际行驶状态为依据，并考虑今后相当一段时间的发展可能性，经科学分析后确定。我国现行的标准是在六七十年代实桥交通荷载观测分析的基础上提出的，主要是针对中小跨径桥涵结构，从应用情况看，基本上是符合我国国情，使用效果也是基本令人满意的。为编制国家标准《公路工程结构可靠度设计统一标准》和《公路桥涵荷载规范》及有关的设计规范，开展了“公路桥梁可靠度研究”。本文简单介绍其中公路桥梁车辆荷载…     

曲线钢管混凝土组合桁架梁桥车桥耦合响应分析

为研究曲线梁桥在匀变速车辆作用下的车桥耦合效应，以干海子特大桥第1联为研究对象，通过建立二轴七自由度车辆整车模型，采用有限元分析方法，分析了匀变速行驶车辆加速度、桥面不平度、车辆离心力等参数对曲线钢管混凝土桁架梁桥动力响应的影响。研究结果表明：匀加速行驶状态下曲线钢管混凝土桥梁动力响应得到增强，桥梁外弧侧扭转趋势加大；匀加速行驶车辆加速度、离心力、桥面不平度对桥梁结构影响较大；桥面不平整度能够显著影响结构竖向动位移响应；曲线桥梁考虑离心率作用能够更加准确反映结构真实响应；匀加速车辆作用下该桥梁结构动位移冲击系数为匀速车辆状态下实测值的3～4倍，为规范取值的6～9倍；由于桥梁结构存在某一特征速度使得结构达到共振效应，各种动力响应在此速度处发生由增大到减小的突变。     

一种新型桥梁结构——镂空蝴蝶形腹板桥梁的设计和施工

该文介绍了日本的一座新型桥梁结构,镂空混凝土腹板桥梁,又叫蝴蝶形腹板梁桥。这种桥梁结构形式采用工厂化预制的蝴蝶形腹板。与传统混凝土箱形梁桥相比,这种新型结构梁桥的恒载自重减轻了大约10%,与此同时,预应力钢筋数量和下部结构尺寸也随之减小,大大节约了工程造价。该桥型具有自重轻、可工厂化预制、施工工期短、养护费用低和环保等诸多优点,适用于中小跨径桥梁的设计和施工。     

桥梁动态称重系统在刚构-连续箱梁桥中的试验研究

基于最小二乘法原理,利用桥梁动态响应信号标定桥梁结构实际弯矩影响线,然后根据桥梁不同车道实际标定影响线计算过桥车辆轴重和总重。基于某刚构-连续箱梁桥的实桥试验,提出了适用于大跨箱梁桥的简化影响线标定方法。实桥试验及研究结果表明:基于快速傅里叶变换的BWIM系统可以有效地提高车轴信息的识别精度,可有效解决基于大跨径混凝土桥梁结构进行轴重识别时桥面板在车载情况下局部效应不明显,车轴信号不易识别的问题,从而将BWIM系统应用到大跨连续箱梁桥结构。基于快速傅里叶变换的新型BWIM系统可以有效识别过桥车辆车速、轴重等信息,可为桥梁结构超载风险评估和健康监测提供有效依据,为现代公路交通运输系统的管理和决策提供数据支持。     

无缝桥梁CRCP接线路面室内试验研究

连续配筋混凝土路面(CRCP)自身有带裂缝工作的特点,将其与无缝桥梁技术相结合,针对中小整体式无缝梁桥,提出了采用CRCP接线路面来吸纳无缝桥梁收缩变形的新措施.同时结合西部交通建设科技项目"无缝化技术在西部地区中小跨径桥梁上的应用研究"课题,进行了室内足尺模型试验,并且在主动裂缝控制的效果、裂缝宽度发展规律以及纵向钢...     

美国桥梁上部结构材料及结构形式选择初探

通过对美国桥梁信息库(NBI)2015年数据的统计,得到了美国中小跨径桥梁上部结构材料及结构形式选择的总体情况,并对演变规律进行了分析,为我国中小跨径桥梁上部结构今后发展方向的选择提供参考。     

多车道桥梁交通荷载特性及结构响应研究

多车道公路桥梁各行驶车道的车流和荷载特性分布具有显著的差异性,由这些差异性引起的结构响应特性应是桥梁管养关注的重点。根据某单向4车道高速公路实测的WIM数据,分析其运营阶段的交通荷载特性,及在实际车流荷载作用下桥梁结构的真实响应。研究结果表明:不同行驶车道的车型分布具有显著差异性,90%以上的货车偏向于外侧两个车道行驶;车辆总重和轴重水平较规范基础数据有明显的提高;各行驶车道随机车流产生的荷载效应最大值基本大于规范值,外侧车道上荷载效应远大于内侧超车道,说明目前规范基于车道荷载独立同分布的假定与实际情况不相符,车辆荷载模型已无法满足实际的结构设计评估要求,建议修正。     

基于WIM实测数据的北京市松山大桥重载交通车辆荷载模型

利用WIM动态称重系统，得到北京市松山大桥实际通行车辆的车辆荷载特征参数，经统计分析得到特征值，对其概率密度函数进行了拟合，建立了适用于本地区的重载交通车辆荷载模型，并与河北省和福建省的重载交通车辆荷载模型进行了对比。在此基础上，采用有限元模拟方法对建立的重载交通车辆荷载模型与现行规范进行荷载效应对比，分析结果表明，采用规范中公路—Ⅱ级汽车荷载设计的桥梁存在安全隐患；公路—Ⅰ级汽车荷载取值总体较为保守，但对于大跨径桥梁仍有不足，需要结合实际情况需要进一步研究。重车荷载对桥梁支座处剪力的影响较为明显，在桥梁设计与维护时应重点考虑。本研究成果可为北京地区的公路桥梁设计和结构损伤检验提供参考和建议。     

悬臂施工预应力混凝土梁桥成桥预拱度设置方法研究

对悬臂施工预应力混凝土梁桥预拱度设置方法和影响因素进行研究的基础上,结合桥梁结构的有限元模拟分析以及已有大跨径混凝土梁桥长期变形规律的统计结果,提出一种以桥梁结构长期变形曲线为基础的成桥预拱度设置方法。通过工程算例,将其与已有的计算方法进行比较分析。该计算方法具有概念清晰,符合桥梁结构变形实际的特点,且具有不受桥型结构限制的特点,可为桥梁结构的设计和施工监控提供参考。