公铁两用悬索桥列车与汽车荷载和风荷载组合分析

以连云港至镇江线五峰山大桥为依托工程,研究了公铁两用悬索桥列车荷载与汽车荷载及风荷载的组合问题。通过分析建立了汽车荷载和风荷载产生的悬索桥吊索索力与主缆拉力概率模型,基于已有的列车荷载概率模型和建立的汽车荷载及风荷载作用下悬索桥吊索索力和主缆拉力的概率模型,按照等超越概率原则确定了列车荷载与汽车荷载和风荷载的组合值系数。研究表明:列车荷载与汽车荷载组合、列车荷载与风荷载组合及列车荷载与汽车荷载组合和风荷载组合时,列车为主导荷载;3种情况下,汽车荷载组合值系数、风荷载的组合值系数均可取0.8。     

水中悬浮隧道交通荷载模拟方法研究

为研究水中悬浮隧道交通荷载的合理模拟方法以及交通荷载对隧道结构的影响,借鉴铁路、公路交通荷载的模拟方法,综合考虑车辆轮载、路面不平度、行车速度以及外部激励荷载等影响因素的共同作用,提出水中悬浮隧道交通荷载的模拟表达式。通过数值模拟计算,分析悬浮隧道交通荷载的变化特征,并研究不同交通荷载模拟方法对悬浮隧道结构振动位移响应的影响。结果表明:文章提出的交通荷载模拟方法计算结果符合移动振动荷载的波动性和周期性特征。在对结构振动位移响应影响方面,固定均布荷载相当于静载,移动集中荷载和移动振动荷载时的位移变化幅值相对固定均布荷载时的大且影响相似,但移动振动荷载时的振幅稍大,体现了交通荷载中动荷载部分对结构振动位移响应的影响,更适合用来模拟悬浮隧道中的交通荷载。     

循环荷载作用对黄河三角洲地基土变形破坏的影响

为深入了解黄河三角洲沉积地层土体的工程性状,研究在循环荷载作用下黄河三角洲地区地基土的变形破坏机理及内在因素,通过现场循环荷载试验,对黄河三角洲地区地基土在不同循环荷载作用周期、不同循环荷载大小的作用下的变形特征和破坏特点进行研究.并通过循环荷载作用前后的静载试验对比,得出循环荷载作用对地基土强度的影响,即循环荷载作用后,土体产生循环液化现象,引起变形破坏,与天然状态的土体强度相比,其临塑荷载和极限荷载都明显减小,土体的临塑荷载降低39%,极限荷载降低25%.循环荷载作用加剧了土体的破坏,使地基承载力降低.     

无横撑下承式系杆拱桥侧倾稳定临界荷载的一般公式

通过对系杆拱桥作用在拱肋上的荷载性质进行了分析,采用能量法推导出无横撑下承式系杆拱桥侧倾稳定临界荷载的一般公式。指出系杆拱桥侧倾稳定存在有2种临界荷载,即自重荷载直接作用的临界荷载和吊杆拉力等效薄膜力的临界荷载,并通过算例对自重荷载直接作用的临界荷载所提出的方法和有限元法进行了比较验证。     

基于WIM数据的桥梁实际汽车荷载效应的研究

利用先进的WIM系统调查佛开高速实际车辆荷载,研究车辆荷载的分析统计特征,建立实际车辆荷载模型,同时借助Rice公式,计算10~35 m中小跨径简支梁、三跨25~45 m连续梁关键截面在实际汽车荷载作用下的效应值,与现行规范车辆荷载效应进行比较,研究实际车辆荷载荷载效应与规范车辆荷载效应的差别,并尝试分析荷载效应的敏感因素(车流量和重车车重等)对其标准值的影响。     

荷载处理方式对边坡稳定性影响的效果分析

目前,分析路基边坡稳定性时,对车辆荷载的处理方式一般都是将车辆荷载等效为当量土柱,但在分析多层荷载作用下路基边坡的稳定性时,若把车辆荷载等效为当量土柱会改变上下边坡的高度,影响计算结果的准确性。为了找出更加合理的荷载处理方式,文中通过算例分析了在不同荷载处理方式下边坡的稳定系数。算例表明,把车辆荷载等效为均布荷载时计算出的结果更加合理、可靠。     

坡顶荷载对边坡稳定性影响研究

通过对坡顶荷载作用下的边坡进行受力分析,得到竖直条分下边坡稳定性安全系数简化Bishop法计算公式。将坡顶荷载划分为矩形、梯形和三角形这3种型式,分别研究各型式在坡顶荷载位置、大小及长度变化时其对边坡稳定性的影响规律,可得：（1）当坡顶荷载的位置增大时,边坡所得的安全系数增大,当坡顶荷载的大小及长度增大时,边坡所得的安全系数减小;（2）当坡顶荷载远离坡顶点一定距离时,坡顶荷载对边坡的稳定性基本无影响;（3）当坡顶荷载的长度达到一定程度时,其对边坡稳定性的影响趋于稳定;（4）坡顶荷载的大小变化对边坡的临界滑动面影响较小;（4）从对边坡稳定性影响的大小来看,矩形荷载最大,梯形荷载次之,三角形荷载最小。     

车辆荷载和车道荷载对桥梁结构可靠度的影响

公路桥梁结构的整体计算采用车道荷载,结构的局部计算采用车辆荷载,车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加.将采用这2种荷载设计的结构进行可靠度对比,结果表明,按车辆荷载设计的结构满足正常使用功能的可靠度偏低,更容易发生损坏,这些损坏会影响到结构的正常使用.提出通过调整重型车辆通过桥梁时的交通行驶规则,增大结构按正常使用极限状态设计时车辆荷载的代表值,从而提高按车辆荷载设计的结构可靠度.     

不同形式荷载下沥青混凝土路面结构力学响应的对比分析

在分析车辆荷载作用下路面结构响应时,车辆荷载通常被简化为静止、振动和匀速移动3类形式.为了准确把握荷载不同简化形式下路面结构响应的差异,根据柔性路面的典型结构形式,建立了路面结构的离散元模型;采用离散元颗粒流软件,分别模拟了静止、振动和移动荷载对路面结构的作用,并对比分析了不同荷载形式下路面结构的力学响应.结果表明,静止、振动荷载只能反映移动荷载作用于路面结构后最大响应,亦即移动荷载越过路面结构某位置的瞬间,静止荷载响应与振动和移动荷载响应的峰值相当;静止、振动荷载不能反映移动荷载对路面结构引起的拉、压交替响应,以及车辆移动引起的路面结构内水平剪应力不同方向的两次作用.     

基于监测的拱桥吊杆车辆荷载效应模型

针对目前尚无拱桥吊杆车辆荷载效应概率模型的问题,利用监测数据研究建立了拱桥吊杆实际车辆荷载效应模型。介绍了某钢管混凝土拱桥吊杆车辆荷载效应监测系统的组成模块及各模块的功能,通过监测系统采集获得了579个吊杆实测车辆荷载效应监测数据。以所得监测数据为研究对象。采用统计方法,分析了吊杆实际车辆荷载效应截口分布类型;采用蒙特卡罗模拟法,分析了设计基准期内吊杆车辆荷载效应最大值分布类型。结果表明,拱桥吊杆车辆荷载效应截口分布服从对数正态分布;设计基准期内车辆荷载效应最大值服从广义极值分布;利用监测数据建立的吊杆车辆荷载效应模型可以较好地反映桥梁的实际车辆荷载情况。     

中英规范汽车荷载效应与桥梁跨径的比较分析

以非洲加纳共和国索芙兰立交枢纽工程为计算实例,对比分析了中国桥梁规范和英国桥梁规范中汽车荷载标准值效应与跨径的关系。研究发现,中英汽车荷载效应不同跨径对应的差别变化较大;英国规范HB荷载比我国车辆荷载取值灵活且大于我国车辆荷载;英国规范中当HA荷载与HB荷载进行组合加载时,总的荷载效应远大于我国车道荷载效应。     

评述桥梁荷载试验的步骤及要点

桥梁荷载试验是桥梁承载力评价中最有效、最直接和最有说服力的方法。本文针对桥梁荷载试验的重要性和复杂性,总结了桥梁进行荷载试验的条件,分析桥梁荷载试验的要点,系统的论述桥梁荷载试验的步骤,并提出今后有待进一步研究的方向,对于桥梁荷载试验的发展与完善具有推动作用。     

独柱墩梁桥抗倾覆稳定性验算汽车荷载研究

为了彻查广东省高速公路既有独柱墩梁桥抗倾覆稳定性问题,为新建独柱墩桥梁提供设计依据,对该类桥梁的抗倾覆稳定性验算汽车荷载进行研究。根据广东省交通集团货车调查分析成果,虎门二桥荷载统计报告,同济大学对上海市车辆荷载研究成果,得出广东省现状汽车荷载模式。通过实例有限元分析对比,得出《公路桥涵设计通用规范》(JTD D60-2015)中规定的汽车荷载在验算该类桥梁倾覆时,偏不安全,且随着联长的增长,安全度降低。发现该类桥梁的汽车荷载产生的倾覆效应与其荷载总量有近似比例关系,与其荷载模式关系不大,并提出以公路-1级汽车荷载乘以3.4倍的分项系数为验算汽车荷载。     

车辆随机动态荷载的多层次分析

根据影响车辆随机动态荷载的主要因素,在设定的多层次指标体系的基础上,将层次分析法(AHP)用于随机动态荷载的评定中.该方法将复杂的车辆随机动态荷载问题分解成若干层次,在各层次上对随机动态荷载进行定量分析.根据分析结果,建立了随机动态荷载的分级标准,为合理荷载模型的确定提供了依据.     

公铁两用悬索桥可靠度分析

为验证文献[1]以五峰山长江大桥为研究背景提出的公铁两用悬索桥多线列车荷载折减系数和文献[2]提出的汽车荷载和风荷载组合值系数的合理性,对五峰山长江大桥和刚好满足铁路桥梁设计规范要求时公铁两用悬索桥吊索和主缆的可靠度进行了分析。分析结果表明:基于上述系数计算的五峰山长江大桥吊索和主缆的可靠指标为7.8和8.6;当只考虑桥梁上的列车荷载、按照文献[1]提出的多线列车荷载折减系数和铁路桥梁设计规范表达式进行设计时,两线、三线和四线悬索桥吊索和主缆的可靠度水平是一致的;同样,当考虑列车荷载与汽车荷载组合及列车荷载与汽车荷载和风荷载组合、按照文献[2]提出的汽车荷载和风荷载组合值系数与铁路桥梁设计规范表达式进行设计时,悬索桥吊索和主缆的可靠度水平是一致的。     

无伸缩缝桥梁荷载横向分布系数研究

考虑土体-结构的相互作用,应用通用程序ANSYS建立无伸缩缝桥梁有限元模型,研究了不同荷载形式对跨中截面荷载横向分布的影响规律,分析了荷载横向分布系数沿桥跨的变化情况;与相应的简支梁荷载横向分布系数进行比较,并进行主要影响参数的分析,为无伸缩缝桥梁荷载横向分布系数的简化计算提供理论依据。编制了可供工程设计参考的荷载横向分布系数的实用表格,并进行实例验证。研究结果表明:对于无伸缩缝桥梁,可采用单个集中荷载的加载形式,通过挠度的横向分布影响线来研究荷载横向分布规律,且可以取跨中横向分布系数m值作为全桥的计算值;无伸缩缝桥梁的边梁荷载横向分布系数比相应的简支梁小,但两者内梁的荷载横向分布系数非常接近;实例证明实用表格是准确可行的。     

关于公路桥梁汽车荷载的讨论

俄罗斯在2009年着手对桥涵设计规范进行修订,关于汽车荷载形式的采用问题引起了争论。一种观点认为继续沿用原设计规范中的车道荷载,即均布荷载和集中荷载组成的一种虚拟荷载。另一种观点则认为应采用由标准车组成车列的汽车活载。后者的理由是,在上世纪80年代以前的工作条件下,采用车列荷载对于影响线的加载非常不便,但现阶段的条件下采用计算机分析软件对影响线进行加载并找出最不利加载位置已经非常容易。而采用车道荷载时,对于不同跨径、不同影响线形状的条件下与加载车列荷载相比会得到不同的效应。本文介绍了前苏联桥涵规范中规定汽车荷载的发展历史,并通过理论分析对两种形式的荷载作用下不同桥跨的效应进行了比较,得出了两种形式荷载作用下结构响应相对于跨径的变化规律,总结了两种荷载形式的优点和缺点。     

水平荷载作用下沥青路面表面开裂机理分析

基于线弹性力学和有限元方法,建立路面结构三维模型。计算垂直荷载、水平荷载及其组合作用下沥青路面力学响应,分析沥青路面表面开裂的机理。结果表明,沥青路面表面裂纹是水平荷载与垂直荷载组合作用导致的剪切或拉伸破坏,水平荷载是破坏的主要因素。     

基于调查统计分析的干线公路荷载对

根据河南省境内干线公路交通荷载调查统计分析结果,按照桥梁结构应力等效的原则,分析干线公路荷载特性及对公路桥梁结构全寿命成本的影响,比较提高桥梁荷载等级前后桥梁的全寿命成本,分析结果表明,按照等效原则得出的河南省车道荷载等级明显高于现行国家标准。结合河南省典型桥梁状况,以公路-Ⅰ级设计荷载下的结构尺寸和配筋为基准,以等级提高后的车道荷载作为验算荷载调整结构尺寸和配筋后,更加符合公路桥梁的实际情况及发展趋势,可作为制定公路桥梁荷载标准的依据。     

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。