中承式拱桥吊杆专项检测及疲劳寿命评估

吊杆的运营安全直接影响到拱桥的结构安全,以1990年建成的某中承式拱桥为研究对象,结合该桥吊杆专项检测及理论分析结果,对吊杆的疲劳寿命进行评估。专项检测结果表明,大部分吊杆存在锚头密封不严、锚杯积水及PE护套破损开裂等现象,吊杆外观情况较差,短吊杆钢丝锈蚀状况为标度4,处于较差的状态。吊杆疲劳寿命根据桥梁实际车流量和疲劳应力幅值进行预测,计算得出吊杆在无腐蚀状态下的寿命约为44年,且在吊杆发生腐蚀后,其服役年限也不到无腐蚀吊杆的1/5,即吊杆出现腐蚀后服役年限不足10年。确认吊杆存在较大的安全隐患,建议对大桥的吊杆进行更换。     

拱桥吊杆损伤退化机理及寿命评估研究进展

该文综述了拱桥吊杆损伤退化机理及其剩余寿命评估方法。通过对吊杆病害、荷载行为及损伤演化模型的概括总结得出:护套损伤演化、钢丝锈蚀和开裂是吊杆损伤退化的主要机理,温度和桥面振动是导致吊杆损伤退化的关键因素。吊杆承载力及寿命评估可根据锈蚀检测结果,采用脆性钢丝模型假设,将吊杆视为串并联系统,用极值Ⅲ型分布或蒙特卡罗法模拟。针对实桥检测、监测、诊断和评估等方面碰到的诸多问题,提出了新的研究路线。     

铁路钢拱桥钢板式吊杆的设计与疲劳评估

为研究铁路钢拱桥钢板吊杆的设计及计算方法,先给出该类吊杆的设计特点、构造细节(包括钢板吊杆和拱肋、主梁连接的典型构造)和其潜在开裂位置及对应的疲劳强度,再给出德国推荐的风荷载引起的横向涡激振动荷载的计算方法及驰振引起的不同高宽比矩形截面吊杆的弯曲或扭转振动评估方法,最后将列车活载产生的疲劳应力幅和横向风荷载产生的疲劳应力幅叠加,进行钢板吊杆的疲劳评估.采用推荐的方法对欧洲某主跨96 m的双线铁路钢拱桥跨中钢板吊杆进行疲劳评估,评估结果表明该桥吊杆的疲劳应力幅及驰振引起的扭转振动均满足要求.     

桥梁对风反应中的涡激振动及制振

本文论述了桥梁对风反应中兼有强迫振动和自激振动两种特点的涡激振动及其抗风设计和制振装置，并对制振效果提出了分析意见。     

公路钢拱桥H型吊杆疲劳性能研究

对公路钢拱桥H型吊杆进行了精细化受力分析,通过局部有限元仿真模型分析找出了疲劳破坏的关键部位,利用我国公路钢桥规范疲劳荷载计算模型,基于构造细节的疲劳强度曲线与Miner损伤累积法则,对H型吊杆进行了疲劳分析。该方法可推广到同类吊杆的疲劳分析。研究结果验证了短吊杆是疲劳破坏薄弱位置的观点,有必要对其进行专门的疲劳分析,通过改变吊杆端部的连接形式,可以大幅改善H型短吊杆的抗疲劳性能。     

随机车流作用下拱桥吊杆疲劳性能研究

为研究吊杆的疲劳性能,以某拱桥为工程背景,在MATLAB中使用蒙特卡洛抽样建立考虑车型、车道、车距、车速、车重5种参数的随机车流模型,使用ANSYS求解吊杆在随机车流荷载作用下的应力时程,评估吊杆的疲劳损伤和寿命。结果表明,跨中长吊杆和拱脚附近的短吊杆疲劳损伤值高于其他吊杆;车流密度越大,吊杆疲劳损伤值越大,个别吊杆的不同车流密度下疲劳损伤值可相差20倍;车流密度对吊杆疲劳寿命影响很大,尽可能使用长时间的实测车流数据才能得到满意的预测结果。     

在役钢管混凝土拱桥吊杆疲劳可靠性分析

视中、下承式钢管混凝土拱桥吊杆的疲劳性能为随机变量,吊杆的应力历程为随时间变化的随机过程,提出了基于累积损伤模型的半动态疲劳可靠性分析模型。以依兰牡丹江大桥为例,通过广泛的资料调查,选择合适的吊杆疲劳性能参数,确定年交通量,并作出了合理的交通量预测,通过现场交通量调查,了解车辆的组成,建立了车辆荷载频值谱,通过建立有限元模型,计算得到吊杆响应,利用Monte-Carlo法对吊杆的疲劳可靠度作出了分析。     

系杆拱桥短吊杆疲劳损伤评估

钢管混凝土系杆拱桥短吊杆易发生断裂,引起严重的工程事故。基于ANSYS软件建立了石门水库特大桥的全桥空间精细化数值模型,并开展疲劳分析;考虑车辆类型、车辆行车的行车道、行车速度、车头距及轴重分布特征,编制了随机车流程序。对吊杆进行了影响线加载计算得到吊杆疲劳应力幅时程。基于钢绞线S-N曲线,采用雨流计算法,利用Miner线性累积损伤准则,评估短吊杆疲劳损伤度。研究结果显示:短吊杆100年时疲劳损伤度为0.795,表明如果仅仅考虑随机车流引起的疲劳损伤,其吊杆损伤度未超过1.0。     

激振式半轴扭转疲劳试验台

在吉林工业大学首届工农兵学员综合实习小组师生的协助下,我厂自制了一台激振式半轴扭转疲劳试验台(图1)。这台设备结构简单,制造容易,采用了激振加载、可控硅整流等先进技术。这台设备具有加载调节方便、振动频率高、试验时间短、动力要求小等优点。1.试验台结构和工作概况试验台由直流电动机、联轴器、激振器、轴承座、尾座及电气设备等部分组成     

吊杆拱桥吊杆可更换设计研究

基于吊杆拱桥现状,从吊杆自身、吊杆锚固构造、吊杆体系等方面研究吊杆的可更换设计。     

九江桥三大拱吊杆抑制涡振的新型TMD

介绍了九江桥三大拱吊杆的特点、实桥涡振的测试结果与分析、吊杆抑制涡振方案的研究与室内试验情况，以及ＴＭＤ在实桥吊杆上的实际应用情况。     

基于路面退化模型的在役拱桥吊杆疲劳分析

现有在役拱桥吊杆疲劳分析中,较少考虑车-桥耦合振动因素,致使分析成果具有一定局限性。该文综合考虑车-桥耦合振动和路面平整度退化影响,将路面平整度退化模型引入拱桥吊杆疲劳分析中,结合交通量增长和路面等级退化以及车速等影响因素,建立了新的吊杆疲劳分析模型。以某拱桥为工程背景,对比分析了典型吊杆的疲劳损伤与疲劳寿命的影响因素。结果表明:在设计基准期内,基于车-桥耦合因素的在役拱桥吊杆疲劳分析得到的疲劳损伤较大、疲劳寿命较短,计算结果更加精确,研究成果对桥梁结构的正常使用状态评估有一定的促进意义。     

吊杆拱桥的吊杆检测试验与评定

吊杆拱桥因其优美线形及良好的地形适应性而广泛修建,但由于其吊杆的易腐等蚀病害使得吊杆成为该类桥梁的显著薄弱环节,并已有数座桥梁因此而垮塌。在此以德阳市旌湖大桥为例,详细介绍其主桥吊杆检测与吊杆力测试分析结果。经过检测发现该桥吊杆下锚杯均有积水,下锚头钢丝锈蚀。数根吊杆保护层有破损,且吊杆大多有保护层鼓包等病害。打开部分吊杆表明吊杆发生严重锈蚀,单根钢丝锈坑最大达2.2mm。恒载吊杆力测试表明吊索力与理论值及以前测试结果有一定的偏差。检测综合评定建议换吊杆。最终该桥进行了吊杆更换。     

吊杆拱桥安全设计探讨

从避免吊杆断裂破坏和增强整个结构体系对单根吊杆破坏耐受能力方面,探讨了吊杆拱桥的安全性预防设计,供同类桥梁设计借鉴和参考。为避免吊杆突然破坏,设计时应考虑吊杆及其锚固构造的可检、可修、可换,从而增强吊杆寿命和结构安全。     

拱桥吊杆更换施工技术

结合工程实例,介绍一种中承式拱桥吊杆更换新技术.利用精轧螺纹钢及组合工字钢分配梁作为临时吊杆系统,将原吊杆的力转换至临时吊杆系统,再转换至更换的新吊杆.该技术已经安昌二桥工程验证,具备安全可靠,施工简便的特点,值得推广.     

钢筋混凝土拱桥吊杆更换施工控制技术

介绍了中承式钢筋混凝土拱桥吊杆更换的主要监控工作,包括原吊杆拉力的确定,吊杆更换过程临时吊索与新吊杆张拉力的考虑,拱肋和桥面标高及应力的计算分析和现场测试分析,后续吊杆的更换对已更换吊杆的拉力影响等工作,为吊杆更换的安全和顺利进行提供了有力保证.     

中承式拱桥的吊杆损伤识别

针对中承式拱桥吊杆容易受损破坏的特点,通过数值模拟研究了中承式拱桥吊杆损伤位置和损伤程度的识别问题。提出了综合运用结构自振频率和曲率模态的吊杆损伤定位识别与损伤程度识别的实用方法。     

柔性吊杆拱桥吊杆索体病害特征及检测指标

针对柔性吊杆拱桥吊杆索体的退化行为,系统地总结了柔性吊杆索体的安全性和耐久性病害特征。指出吊杆索体的安全性病害主要为钢丝锈蚀、开裂、断裂、吊杆偏位及弯曲变形,其中钢丝孔蚀导致的开裂或断裂是主要因素。同时,针对现行规范中关于柔性吊杆索体检测指标方面的不足,在总结吊杆索体安全与耐久性能检测指标的基础上,建立了柔性吊杆索体服役健康状态的检测指标体系。     

拱桥短吊杆动力特性分析

拱桥吊杆骤断的原因复杂,其中动荷载作用下吊杆受力不均匀和增大效应是主要因素之一。以一座既有中承式钢管混凝土拱桥为背景,采用ANSYS建立桥梁有限元模型,选用单车车辆模型,并将车辆模型简化为移动荷载在桥梁结构模型上进行加载,计算不同速度下短吊杆的动力特性,研究短吊杆在车辆平稳过桥条件下的动力性能。计算分析结果表明:短吊杆的振动频次随车速的降低而急剧增加;短吊杆轴力的动力放大系数较大并与车速成正比关系;在车辆激振作用下,短吊杆受弯主要以横桥向的弯矩为主,短吊杆的最大应力会出现在车辆通过后的自由振动阶段;短吊杆的下锚固端受力复杂且最为不利,容易在腐蚀和应力作用下导致短吊杆内钢丝的断裂。     

曲轴疲劳试验机激振推杆的研究与改进

公司曲轴弯曲疲劳试验机的激振推杆,在试验过程中经常出现断裂故障,文章通过有限元分析方法获得激振推杆产生断裂的原因,对激振推杆的结构进行优化设计,提出两种优化方案,并对两种优化结构进行寿命分析,结合物理试验,验证分析结果的正确性,获得最优的激振推杆结构形式。