基于监测数据的斜拉桥伸缩缝服役性能评估

为掌握斜拉桥伸缩缝服役状况,摸清斜拉桥服役性能影响因素,评估斜拉桥伸缩缝服役性能,以某斜拉桥伸缩缝一年的监测数据为对象,研究伸缩缝服役性能,并提出伸缩缝运营监测方法。首先,分析了伸缩缝位移与温度的相关关系,并采用多元混合高斯模型建立了伸缩缝位移的概率分布模型;然后,采用线性回归的方法建立了温度—伸缩缝位移相关关系表达式,并基于回归关系剔除温度效应,得到随机荷载作用下的伸缩缝位移,同时分析了随机荷载作用下伸缩缝位移的概率特性,建立了概率分布模型;最后,基于伸缩缝位移概率分布结果,提出改进的均值控制图方法,将其用于伸缩缝异常值检测。研究结果表明,温度荷载对于伸缩缝位移的影响具有长周期、大幅度的特点,随机荷载引起的伸缩缝位移具有短周期、小幅度的特点;多重荷载耦合作用下的伸缩缝位移呈现多峰高斯分布特性,随机荷载作用下的位移分布呈现单峰正太分布的特点;提出的改进的均值控制图方法能够适应伸缩缝位移数据强随机的特点,相较于传统均值控制图方法,既能够识别得到数据丢包的异常情况也能识别得到更多的位移异常值。提出的伸缩缝监测方法能够用于实际斜拉桥伸缩缝异常值检测。     

基于监测数据的大位移伸缩缝性能评估

以某斜拉桥大位移伸缩缝的监测数据为对象，从累计位移、温度—位移相关性、异常检测评估等3个方面评估了大位移伸缩缝的服役性能，并提出了定量化评价指标。结论表明，采用1 min平均数据计算的累计位移可反映伸缩缝性能变化，预测剩余寿命；温度与伸缩缝位移线性关系显著，采用有效温度作为代表温度具有清晰物理意义；贝叶斯回归方法可得到各温度下伸缩缝位移概率分布范围，由此可实现异常检测与评估。     

考虑非线性时变相关特性的支座纵向位移精细模拟方法

为准确模拟支座纵向位移、实现支座纵向伸缩性能的精准评估,以铜陵长江大桥为背景进行研究。基于该桥主梁温度和支座纵向位移的健康监测数据,分析主梁温度对支座纵向位移的非线性时变影响规律,提出基于非线性时变系数回归模型的支座纵向位移精细模拟方法;利用该方法计算支座纵向位移,并与实测数据及多元线性回归模型的模拟值进行对比。结果表明:在1 d内支座纵向位移与主梁温度之间具有较明显的非线性时变相关特性,相关特性曲线呈现出扁圆形的时滞特征;非线性时变系数回归模型的模拟结果与实测结果的变化趋势更为接近,其模拟结果与实测结果之间的绝对误差为10.5%,多元线性回归模型的模拟结果与实测结果之间的绝对误差为30.79%,非线性时变系数回归模型比多元线性回归模型具有更高的拟合精度。     

苏通大桥斜拉桥伸缩缝位移的长期监测与分析

以苏通大桥斜拉桥347 d的伸缩缝位移为对象,研究苏通大桥斜拉桥伸缩缝服役性能评价方法.首先提出了伸缩缝位移的概率统计分析方法,在此基础上验证了伸缩缝设计性能.其次,提出了伸缩缝位移与温度的相关性分析方法,在此基础上评价了伸缩缝使用性能.分析结果表明:①苏通大桥斜拉桥的伸缩缝位移可以通过2个正态分布函数的加权和来描述其概率分布,温度年变化作用下伸缩缝的极值位移远小于伸缩缝设计位移;②苏通大桥斜拉桥伸缩缝位移与温度具有良好的线性相关性,并且苏通大桥北端的伸缩缝存在性能退化的可能,需要积累更多的数据进行分析.     

伸缩缝间隙及纵向阻尼器对斜拉桥的碰撞影响

针对目前国内关于斜拉桥伸缩缝间隙对斜拉桥地震响应影响规律的研究还不够深入和全面,以九江斜拉桥为分析对象,建立碰撞分析模型,不仅较为系统地分析了伸缩缝间隙对斜拉桥与引桥之间碰撞响应的影响规律,而且研究了伸缩缝间隙对斜拉桥关键截面内力和梁端纵向位移的影响情况,并与设置纵向阻尼器后的情况进行了对比分析.研究表明:伸缩缝间隙不仅对伸缩缝处的碰撞响应有较大影响,而且对引桥固定墩墩底弯矩、塔底弯矩及梁端纵向位移响应也有一定影响.设置纵向阻尼器不仅可以有效降低伸缩缝处的碰撞响应,而且对控制斜拉桥主桥关键截面的内力和位移响应均有较好的效果,是一种比较理想的斜拉桥减震措施.     

移动车辆荷载作用下异型钢伸缩缝的动力学特性

为了分析桥梁伸缩缝在移动车辆荷载作用下的动力学特性,基于ABAQUS有限元分析软件建立起异型钢伸缩缝的数值模型,利用动力学计算方法模拟分析了异型钢伸缩缝在不同车速车辆荷载作用下的动力特性,同时研究了超载和型钢刚度变化对伸缩缝动力特性的影响效果.结果 表明,伸缩缝在静力作用下的最大应力点产生在型钢边梁上,这与实际工程破坏相符;随着行车速度的增加,伸缩缝的最大应力值和变形量也随之增大,车速从40 km/h增加到100 km/h时,最大应力值增加了15％,最大变形量增加了25％;车辆超载会使伸缩缝产生较大的应力,车辆超载量越大,产生的最大应力也就越大,当超载率达到100％时,最大应力较标准轴载增大2倍;型钢边梁刚度的增大,可使伸缩缝应力降低1％左右.     

两步单参数法研究曲率对弯箱梁桥的影响

以桥长和圆心角为参数建立了36个两等跨连续弯箱梁桥模型,采用两步单参数拟合法进行数据处理,拟合出极限状态下的截面配筋内力、单位位移及支承反力与圆心角和桥长的关系曲线,得到各种结构反应受圆心角及桥长影响的变化趋势及程度大小.对比表明,拟合结果比较可靠,对工程设计提出建议和借鉴依据.     

曲线回归分析模型在边坡位移预测中的应用研究

边坡工程监测数据的处理与分析方法众多,但都有特定的应用条件。为获得桩锚支护条件下边坡的水平位移变化规律和预测位移值,采用非负累加法对监测数据进行处理,利用最小二乘法、多元回归分析法来建立多项式回归预报模型,并结合长沙市某边坡工程对该模型进行验证。结果表明:曲线回归分析模型与监测数据拟合度高,预测值与实际情况较为吻合。     

基于长期监测数据的曲线箱梁桥位移研究

温度变化是曲线箱梁产生病害的主要原因之一,为了研究中部地区曲线箱梁桥在温度作用下的真实变形情况,以河南省内典型桥梁为例,建立了曲线桥爬移长期监测系统;通过对多个温度周期内的变形监测数据的分析,获得曲线箱梁桥温度作用下的长期变形特征;结果表明,当曲线桥各部件工作正常时,桥梁的横、纵、竖三向位移均具有良好的可恢复性,其中最大横向位移量为1. 80 mm,最大纵向位移量12. 98 mm;同时,曲线桥的三向位移与环境温度具有强相关性,相关系数在0. 9以上,但横、纵向位移相对于温度表现出明显的滞后性,河南地区滞后时间约5～7 h。     

基于MIDAS仿真的T梁伸缩缝宽度与温度应力研究

以某预应力T型梁桥为例,采用有限元软件进行仿真,设定不同温度加载模式并分析预应力简支T梁的位移变化规律。结果表明:体系温差对于预应力简支T梁的梁体顺桥向位移影响很大,占设计伸缩缝宽度的13.85%~21.33%;非线性温度效应对梁体的顺桥向位移影响较小,占设计伸缩缝宽度的2.4%左右;在体系温差较小时,需要考虑非线性温度对于伸缩缝宽度的影响。     

在役城市隧道衬砌裂缝扩展规律及其温度效应研究

为了获得在役隧道衬砌裂缝扩展量随时间及温度的变化关系,针对重庆市某在役隧道的长期监测数据进行了分析研究,得到了裂缝扩展速率随温度的变化关系以及同一温度下裂缝宽度随时间的发展关系,并将不同温度下的量测数据转换到同一温度条件下,结合时间序列建模方法建立了考虑温度影响的隧道衬砌裂纹扩展量预测时模型;同时,为了增加模型结果的可信度,分别对模型的短期预测误差和长期预测误差进行了分析,结果表明:模型在短期预测中具有较高的精度,而长期预测误差也会随着预测步数的增加而趋于常数.     

廿二、桥面伸缩缝

1 桥面伸缩缝装置的作用与理想伸缩缝的 判别指标 为使车辆平稳通过桥面并满足桥面变形,需要在桥面伸缩缝处设置一定的伸缩装置。这种装置称为桥面伸缩缝装置。 对桥面伸缩缝的设计与施工,应全面考虑下述要求: α.能够适应桥梁温度变化所引起的伸缩 除了考虑年较差温度变化所引起的伸缩外,还必须考虑施工时的温度所需调整的量,以便在全部的预期温度范围内都能可靠地工作。     

上海长江大桥主航道桥GPS监测数据分析

根据上海长江大桥主航道桥GPS监测数据,分析塔顶位移和跨中位移的长期变化情况,以及在堵车突发事件下结构的变形情况。结果表明,塔顶顺桥向位移长期呈周期性变化,与温度相关性明显;突发事件中堵车对桥梁结构位移影响明显。     

位移数据分析在实桥监测中的应用

针对国内某实桥A四个伸缩缝位移测点监测数据不一致的问题,采用多测点数据融合分析方法,研究实桥A两岸位移监测数据的差异性及关联性,结果发现主桥B2岸桥头伸缩缝位移监测值波动剧烈的异常征兆。桥梁结构专家质疑是否因桥梁结构约束体系发生改变引起,现场复核后确认是由桥梁辅助墩支座损坏引起的。由此可见,多测点位移监测数据融合分析方法能从区域化、整体化上发现结构异常,可更加准确、有效地判断桥梁运营状态。     

Effect of Pounding at Expansion Joints of Long-span Triple-pylon Suspension Bridge on Seismic Response of the Structure

针对大跨桥梁在地震作用下伸缩缝处的碰撞现象,以一座大跨3塔悬索桥为例,建立了考虑塔、墩弹塑性的空间非线性碰撞模型,采用非线性时程法研究了地震作用下伸缩缝处碰撞对结构地震响应的影响.分析结果表明:当引桥振动基本周期大于主桥位移控制振型周期时,碰撞可能使引桥墩底、主引桥相对位移及引桥梁体搭接长度响应地震增大,且随着主桥和引桥位移控制振型周期差异逐渐增大,碰撞效应总体上对主桥的地震响应影响较小.     

大位移量桥梁伸缩缝处护栏设计研究

武汉青山长江公路大桥主、引桥间设置了位移量2.1m的伸缩缝,为解决大位移量桥梁伸缩缝处护栏的安全防护和伸缩功能需求,对该桥伸缩缝处护栏进行设计研究。该护栏设置长外套管跨越伸缩缝并在两端与护栏横梁连接,外套管上设置可满足位移量要求的长孔,立柱同时与横梁和外套管连接,伸缩缝每端相邻的2根立柱背部设置加强焊接斜撑。利用有限元仿真技术对设计的伸缩缝处护栏安全性能进行仿真分析,并依据《公路护栏安全性能评价标准》(JTG B05-01-2013)规定的SS级护栏碰撞条件实施碰撞试验。结果表明:该具有大位移量的桥梁伸缩缝处护栏的防护能力达到SS级,可为桥梁伸缩缝处提供有效的安全防护。     

软岩大断面隧道施工数值模拟与监控量测对比分析

隧道在开挖过程中的稳定性受到众多因素影响,其中软弱围岩大断面隧道尤为突出。文中以某隧道工程为依托,采用FLAC3D有限元软件分别建立隧道在围岩等级、埋深等不同工况下的施工阶段模型,得出位移云图、应力云图及塑性云图,通过对计算结果整理分析,根据隧道开挖步所对应的位移量作出位移-时间关系曲线及拟合回归曲线,并对比实际监测数据总结得到软弱围岩大断面隧道在施工过程中的变形特征和变形规律,确定合理二衬施作时间。     

大位移桥梁伸缩缝耦合动力学研究

运用有限元分析软件对大位移桥梁伸缩缝进行耦合（竖向和水平）动力学研究。研究结果表明：中梁竖向振动位移与水平向振动位移之间的相互影响很小,故可对伸缩缝竖向或水平向振动响应单独进行研究;双车辆同时同向或反向通过伸缩缝时,中梁最大竖向振动位移与单车辆通过伸缩缝时相差不大,并且中梁出现最大竖向振动位移的位置相同;当车速为120 km/h时,双车辆同时同向或反向通过伸缩缝时的水平振动位移比单车辆通过伸缩缝时大44．4％或小42．0％。     

考虑主梁碰撞效应的减隔震连续梁桥设计与计算

美国北岭地震(Northbridge)、皮瑞塔地震,中国的汶川地震等调研资料表明伸缩缝处的破坏是桥梁的主要震害之一。采用隔震设计的桥梁其伸缩缝变形量不仅要根据温度变化计算,同时必须考虑由于相邻联桥之间的地形、几何线形(斜交)、刚度变化等因素,结合伸缩缝处在地震时出现的碰撞情况来设计变形量。使用隔震技术的桥梁如果仅从墩柱强度和延性出发而没有上部构造做相应配合,则其收效甚微。该文以乌鲁木齐绕城高速公路某桥作为背景,考虑地震情况下可能发生伸缩缝处的主梁碰撞效应,对与隔震技术配套使用的伸缩缝进行了动力时程分析和研究。通过对不同伸缩量的比较和不同地震强度等级下的计算,明确了伸缩缝的选择原则。研究了相邻跨周期比对地震中主梁碰撞的影响,同时对强震下桥梁结构的安全进行了评估分析。     

基于时间序列分析的公路降雨型滑坡位移预测

基于公路降雨型滑坡位移远程实时监测数据,从分析降雨型滑坡阶跃型变形规律出发,将滑坡总位移分解为受不利地质条件影响的趋势项位移以及受降雨影响的周期项位移,采用时间序列分析方法将两者叠加构建降雨型滑坡位移预测模型。对滑坡趋势项位移采用灰色等维新息模型进行预测,对周期项位移采用自回归模型进行预测,将两者预测值组合得到滑坡总位移预测值。以湖南娄新高速公路某滑坡实时监测预警为例,采用该模型对比分析了滑坡实测与预测时间位移曲线,表明该模型预测效果较好,能体现降雨型滑坡位移变化趋势,具有较好的应用前景。