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。     

基于长期健康监测数据的斜拉桥伸缩缝性能评估

基于东海大桥长期健康监测数据,采用伸缩缝位移监测数据计算主航道桥桥长变化量,并分析了桥长变化量与环境因素中温度和风荷载之间的关系.分析结果表明:温度是桥长变化量的主要影响因素,风荷载与伸缩缝位移的相关性很弱,其对桥长变化量的影响可以忽略不计.建立起的桥长变化量与结构有效温度之间的线性回归模型可用于检验伸缩缝位移监测值的可信度;建立起的伸缩缝位移累计行程与时间的回归模型能够为伸缩缝的选型、维护及更换提供一定的依据.     

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.     

基于结构监测数据的PC连续梁桥实时位移校验系数研究

针对校验系数计算，传统的荷载试验方法需临时封闭交通，限制车辆行驶，难以对桥梁性能进行实时评估。随着桥梁监测技术的快速发展，可实时获取桥梁关键运行参数，为实现桥梁性能的不停车实时评估提供了可能。基于某3跨PC连续梁桥车辆荷载及实时位移监测数据，采用带通滤波、最大值样本概率分析等方法对车载作用与位移响应进行关联分析，并提出实时校验系数计算方法。结果表明：1)以0.001 Hz为分界频率，对实时位移数据进行带通滤波分析，可实现车载及温度作用下位移响应有效分离；2)车载作用下跨中位移最大值概率分布符合极值Ⅰ型分布规律；3)选用跨中位移概率密度分布峰值为特征值计算校验系数，可有效评估桥梁性能。     

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。     

模数式大位移伸缩缝智能监测

通过对模数式大位移伸缩缝的构造特点分析和运营现状调研,橡胶类部件性能劣化引起变形协调系统与中梁稳定系统的失效,最终导致竖向力传力系统损坏,是伸缩缝破坏的主要原因。通过对中梁各缝宽的监控及分析能够有效反映伸缩缝易损构件的使用状况,利用远程技术数据采集,经分析后做异常缝宽的检修预警,能够有效避免伸缩缝的结构性损坏。     

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％。     

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。     

常温固化型桥梁伸缩缝的研究

本文针对中小位移量伸缩缝构造进行设计研究，提出了一种常温固化型桥梁伸缩缝。经过对伸缩量△20cm,△=40cm的多座桥梁的实验应用表明，这是一种适用于中小位移量桥梁中性能良好的伸缩缝，施工简便。其桥缝具体结构为，在两侧拍击区采用钢纤维混凝土增强，缝内用高分子聚合物与一定比例的水泥及掺合物拌和均匀，经一段时间与桥面加固铺装层固化成具有较高弹性和一定强度的整体式桥梁伸缩缝。其效果良好，供应用参考。     

160mm型聚氨酯无缝伸缩缝试验研究

无缝伸缩缝因其无缝化、行车舒适性好、噪音小等特点常应用于市政中小跨径桥梁。针对160 mm大位移型聚氨酯无缝伸缩缝，从材料选型、结构试制以及型式试验3个方面展开研究。结果表明：160 mm大位移聚氨酯无缝伸缩缝可以满足正常使用要求，目前《公路桥梁聚氨酯填充式伸缩装置》(JT/T 1039—2016)相关条款已经不适应大位移聚氨酯无缝伸缩缝的要求，需以试验为准进行修正。     

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。     

模数式桥梁伸缩缝疲劳寿命分析与结构优化

为提高伸缩缝结构的强度和疲劳寿命,提出了一种考虑移动车轮荷载的伸缩缝结构动力响应计算方法,该方法同时考虑了车轮的竖向与水平冲击荷载,这些冲击荷载作用在内力影响线分析得到的最不利作用点上.在动力分析基础上,采用包含有效缺口应力、雨流计数和线性累计损伤理论的结构疲劳寿命分析方法,评估了模数式伸缩缝的疲劳寿命.针对伸缩缝结构...     

大位移公路桥梁伸缩缝的动力定位耦合数值模拟研究

基于有限元软件ABAQUS,对大位移公路桥梁伸缩缝的动力定位耦合数值模拟进行了研究。结果表明,随着支承刚度的增加,伸缩缝最大水平位移、竖向位移响应随之减小。当支承刚度从50050 N/mm增加到80050N/mm时,伸缩缝中梁最大水平位移响应减小60.71%,最大竖向位移响应减小38.36%。当中梁支承刚度>50050N/mm,速度为81.5km/h时,增大支承刚度对伸缩缝中梁冲击影响较小。随着速度增大,伸缩缝中梁水平向振动位移和竖向振动位移变化规律趋于一致。与双辆车同时同向通过伸缩缝相比,单辆车通过伸缩缝时,最大竖向位移相差较小,最大水平向位移则明显要小。在单辆车通过伸缩缝时,最大竖向位移相差较小,最大水平向位移明显要大于双辆车同时反向通过的位移。     

悬索桥主梁梁端伸缩装置病害和设计伸缩量探讨

依托重庆驸马长江大桥设计,结合大量的调研和评估,明确提出了以释放温度位移为主设计伸缩量的指导思路,以减小伸缩缝规模、避免传统设计思路造成保守设计而加剧损伤的情况。同时,建议进一步开展车辆激励的频谱分析和随机车流下的车桥耦合分析,探讨进一步优化减震措施、减少伸缩缝病害的可能性。     

桥梁动力限位器设计研究

在地震中，由于桥联间伸缩缝处过大的变位会造成桥梁破坏，所以需要在支座宽度不足的伸缩缝间设置适当的限位器，以限制伸缩缝间的相对位移。基于反应谱法提出了耗能型限位器的计算方法。通过动力时程分析表明，该方法计算结果对于限制预期大的地震作用下桥联间的相对位移有明显的效果。     

耐久型黏滞阻尼器的研发及性能试验研究

跨海长大桥梁用黏滞阻尼器的服役环境腐蚀性强，且服役时累计位移较大，更容易出现泄露、锈蚀等病害，导致耐久性较差。为了提高跨海长大桥梁用黏滞阻尼器的耐久性，采用了较低的速度指数，应用了串联式密封、陶瓷涂层活塞杆等技术，并设计了智能监测评估系统，研发了耐久型黏滞阻尼器。对耐久型黏滞阻尼器进行的性能试验研究结果表明，其在1～1 000 mm/s速度范围内均满足F=CV^α的本构关系，具有较好的耗能能力；5万次疲劳磨耗后无泄露，陶瓷涂层活塞杆表面光洁，无可见阻尼介质泄露；工作状态可得到实时反馈和评估。该耐久型黏滞阻尼器可较好地满足跨海长大桥梁的减震(振)需求。     

地震动行波作用下大跨斜拉桥与引桥伸缩缝处碰撞效应研究

以一座典型大跨斜拉桥为研究背景,采用SAP2000Nonlinear有限元程序,考虑地震动行波效应以及主桥-引桥伸缩缝处碰撞效应的影响,建立了桥梁结构三维非线性计算模型,采用非线性动力时程分析法,分析了地震动行波作用下大跨斜拉桥主桥—引桥伸缩缝处碰撞效应对结构地震响应的影响。研究结果表明,地震动行波作用下大跨斜拉桥主桥—引桥伸缩缝处碰撞效应对引桥结构地震响应的影响较大,与一致激励下主桥-引桥碰撞效应相比,不仅会在伸缩缝处激起更大的撞击力,而且会使得两侧引桥梁端位移、主梁-过渡墩相对位移以及固定墩地震响应显著增大,更易导致引桥桥墩破坏或梁体落梁。     

温度作用下钢桁拱桥活动支座工作性能评估方法研究

为准确判断钢桁拱桥活动支座服役期间的工作性能,对温度作用下活动支座工作性能评估方法进行研究。以某铁路钢桁拱桥为背景,分析梁体局部温度与支座纵向位移相关性的差异,推导钢桁梁支座纵向位移与温度梯度的关系式;分析支座摩阻力对支座纵向位移的影响,运用间隙迟滞非线性系统建立温致支座纵向位移滞回模型,进而提出用于评估活动支座工作性能的指标——间隙迟滞系统的参数C。采用现场监测数据对评估指标的可靠性进行验证。结果表明：评估指标(参数C)能够反映支座摩阻力的大小和支座纵向位移迟滞特性的强弱,C值增大,活动支座工作性能劣化,可以通过长期数据的积累实现活动支座性能劣化情况的识别。     

寒区沥青路面智慧化施工混合料温度预估机器学习模型

寒区沥青路面施工面临骤然降温、大温差、大风等不利天气，造成沥青路面摊铺、碾压温度起伏大，影响沥青路面压实质量，进而诱发诸多病害。以沥青路面施工温度为核心，通过物联网系统和智能元件采集沥青路面施工工艺参数并进行分析，采用机器学习算法构建沥青路面施工温度预估模型，准确掌控沥青路面摊铺和碾压施工温度，确保沥青路面施工质量。结果表明：沥青混合料拌和参数控制精度高，运输、摊铺和碾压阶段的施工工艺参数变异性大，需对参数进行异常值剔除处理，表明当前施工工艺控制技术仍有提升空间；采用随机森林算法对施工工艺参数进行重要性评估，出料温度和施工速度对施工温度影响最显著；基于4种机器学习算法建立了沥青路面施工温度预测模型，其中多层感知机模型最优，对多层感知机模型的隐藏层、神经元个数和学习率进行优化，优化后模型的周期数、均方误差和平均绝对误差降低，整体性能显著提升；考虑气象参数后，施工温度预测模型的训练效率降低，但预测精度提高。工程应用表明：提出的基于多层感知机沥青路面施工温度预测模型与实际工况相符，通过调节出料温度、摊铺速度、碾压速度可以有效减少混合料温度损失。     

桥梁伸缩缝的改进

主要介绍了伸缩缝破坏、伸缩缝的改进、伸缩缝安装间隙与温度的关系，并指出了伸缩缝在桥梁工程中的应用前景。