大跨叠合梁斜拉桥的索梁锚固形式及疲劳性能研究

钢或钢混斜拉桥结构中索-梁锚固结构是斜拉桥受力的关键部位,其结构设计的安全与否直接关系到整个大桥的安全。该文首先介绍了常见的4种索梁锚固构造:锚箱式、耳板式、锚管式、锚拉板式以及各自的应用场合,并以一座混合体系叠合梁斜拉桥为例,详细介绍了锚拉板式结构的结构布置特点,同时为了验证锚拉板结构的疲劳性能,进行了足尺疲劳模型试验,完成了300万次疲劳加载,根据实测的应变和变形结果,评估了锚拉板结构疲劳的可靠性,并分析了其传力机理和应力集中现象。     

斜拉桥健康监测及评估系统的设计与应用研究

以某大跨径斜拉桥为工程背景,根据斜拉桥的结构特点,建立桥梁健康监测评估体系,并研究了桥梁损伤识别系统、数据管理及桥梁安全评估系统,对桥梁的维护和管理有着重要的意义.     

两水准地震设防下的斜拉桥体系易损性分析

针对中国规范所定义的E1,E2地震下的结构性能进行的地震易损性研究尚不充分问题,提出两水准地震作用下结构性能的概率评估方法,推导了设计地震下地震风险的理论公式,并以特大跨斜拉桥为例来阐述该方法,建立考虑多种非线性效应的斜拉桥有限元模型,斜拉桥关键构件(桥塔、桥台、支座、阻尼器)和结构体系的概率需求地震模型以及地震易损性方程;拟合所在场地的地震危险性曲线方程,得到不同重现期地震下构件和体系的损伤概率;计算E1,E2两水准地震下的构件损伤概率,以多个构件的性能水平为目标,基于蒙特卡洛模拟抽样方法得到桥梁的体系易损性曲线,计算体系地震风险;基于提出的两水准地震设防下的斜拉桥体系易损性分析方法,进一步比较了使用阻尼器加固前后斜拉桥在E1和E2两水准地震下的体系易损性。结果表明:安装阻尼器以后斜拉桥在设计地震作用下的各个关键构件以及结构体系的损伤概率大大降低;表明两水准地震设防下的斜拉桥体系易损性分析方法可以为斜拉桥概率性抗震设计及加固提供实践方法。     

斜拉桥扁平钢箱梁混合有限元分析

斜拉桥扁平钢箱梁是空间复杂受力的结构体系,是设计的关键部位。文章利用六自由度的梁单元和壳单元模拟斜拉桥中不同位置扁平钢箱梁,形成混合有限元。利用该方法对某钢箱梁斜拉桥进行整体受力计算,得到钢箱梁各板件的应力,分析了钢箱梁顶板应力在横桥向的不均匀性,并与常见的板壳有限元节段模型计算结果进行比较,验证了该方法的实用性与可靠性。     

大跨径斜拉桥结构体系研究

随着桥梁设计及施工技术的不断发展,斜拉桥主跨跨径目前已达到千米级,选择怎样的结构体系已成为设计者必须面对的一个关键问题。文中介绍了大跨径斜拉桥结构体系的几种形式,并结合主跨为730 m的双塔钢箱梁斜拉桥结构体系,介绍了分析过程和比较结果。     

基于BIM的多塔斜拉桥评估系统研究

本文基于王家河特大桥多塔斜拉桥,建立了桥梁BIM模型,通过轻量化和网页化形成了在线评估平台。基于江苏省地方标准《大跨径悬索桥和斜拉桥养护和评估规范》开发了多塔斜拉桥的评估系统,通过层次分析法确立了桥梁的评估指标。基于斜拉桥的健康监测数据,对索力等序列指标进行时间序列分析,提取了指标的趋势变化,并通过监测数据验证了预测方法的准确性,根据其趋势变化及上下限值对序列指标进行评估。通过BIM平台与评估体系的融合,为大跨度多塔斜拉桥服役性能评估提供了技术支撑。     

斜拉索腐蚀损伤下斜拉桥体系可靠度研究

拉索腐蚀疲劳累积损伤是威胁斜拉桥运营安全的关键因素,导致斜拉桥运营期的换索次数多且换索成本高。为了准确评定斜拉索腐蚀疲劳损伤对斜拉桥结构安全的影响,从结构体系可靠性角度探索拉索腐蚀疲劳损伤的概率传递模型。分析了斜拉索腐蚀疲劳损伤对结构体系可靠度的影响规律,从而为换索决策提供依据。研究结果表明,疲劳和疲劳腐蚀效应共同作用下的拉索在20 a服役期内的强度系数分别为0.928和0.751,斜拉索抗力退化将导致斜拉桥主要失效路径变化,主梁索间距为30 m的斜拉桥在服役期的13 a,主要失效模式从由主梁弯曲失效转移至斜拉索强度失效,导致后期的结构体系可靠指标快速下降。     

超大跨径柱式塔斜拉桥结构创新与应用

针对斜拉桥存在的结构体系发展相对滞后、实现超大跨径目标尚存在诸多困难的问题,对柱式塔斜拉桥结构进行了创新.以芜湖长江公路二桥为工程依托,提出了超大跨径斜拉桥分肢菱形柱式塔及四索面分体弧底钢箱梁新型结构,研制了同向回转拉索体系、飘浮体系斜拉桥二维阻尼约束体系,形成了超大跨径柱式塔斜拉桥成套技术.通过计算验证超大跨径柱式塔...     

多塔斜拉桥刚度分析

随着国内、外多塔斜拉桥的兴建,斜拉桥的塔数不断增多,距离也不断增大,如何保证多塔斜拉桥的整体刚度,已经成为发展多塔斜拉桥这一结构体系所面临的关键问题。在分析多塔斜拉桥结构特点和力学特性的基础上,从塔、索、梁的刚度,设置辅助结构,采用部分斜拉桥形式三方面对三塔、四塔、四塔以上的多塔斜拉桥整体刚度影响进行分析,并对比总结国内、外已建与在建的多塔斜拉桥的刚度提高措施,得出了在不同塔数的情况下,较为有效地提高多塔斜拉桥体系整体刚度的方法,可为今后多塔斜拉桥的设计、施工提供技术参考。     

强风区大跨度斜拉桥风致振动灾害风险评估

在风与桥梁结构相互作用的过程中,由于存在多种不确定因素,可能会导致出现不同程度的风振灾害,并且大跨度斜拉桥出现风灾后的损失严重。介绍了一般风险分析理论构架,在此基础上划分了桥梁结构风险概率限值范围,并建立了风灾风险评估矩阵。采用层次分析法对大跨度斜拉桥建立风险层次分析模型,并利用有限元模型——蒙特卡罗评估方法对其进行风灾评估。结合ALARP准则对斜拉桥的风致振动灾害风险评估体系进行研究,依据风洞试验与有限元计算结果识别出其风险等级。     

基于神经网络的斜拉桥钢箱梁局部连接细节腐蚀疲劳可靠度研究（双语出版）

腐蚀与疲劳是影响斜拉桥钢箱梁服役可靠性的关键因素，为研究两者双重作用下斜拉桥钢箱梁服役期可靠度的衰退规律，开展了基于神经网络技术的斜拉桥钢箱梁局部连接细节腐蚀疲劳可靠度分析。首先，通过疲劳强度与钢材强度的关系以及腐蚀引起的钢材抗力衰变，得到了钢材腐蚀疲劳抗力时变模型。然后，通过基于均匀设计法的神经网络技术和非线性有限元方法进行斜拉桥钢箱梁腐蚀疲劳时变可靠度分析。采用均匀设计法得到影响结构可靠性的基本随机变量的设计样本点，基于ANSYS求解样本点处疲劳荷载作用下的钢箱梁应力幅，通过神经网络得到钢箱梁构件的应力幅函数显式表达式。在建立腐蚀疲劳抗力和疲劳荷载效应时变模型的基础上，构建了斜拉桥钢箱梁局部连接细节腐蚀疲劳时变可靠度的显式功能函数，基于FERUM程序采用JC法计算斜拉桥钢箱梁腐蚀疲劳时变可靠指标。最后以苏通大桥为例，采用所提方法对钢箱梁局部连接细节服役期的腐蚀疲劳时变可靠度进行了计算，并进行了参数敏感性分析。结果表明：桥面板和U肋腐蚀疲劳可靠指标均随时间增加而减小，但桥面板腐蚀疲劳可靠指标衰退越来越快，而U肋腐蚀疲劳可靠指标则衰退越来越慢，桥面板腐蚀疲劳寿命不足100年。研究结果为斜拉桥钢箱梁服役期的运营维护提供了指导。     

基于不确定性推理的大跨度斜拉桥综合评估研究

随着国内桥梁建造水平的飞速评估提升，大跨度桥梁技术状态评估越来越受到重视的同时，仍存在较多问题和不足。以某斜拉桥为研究背景，采用不确定推理中的多级模糊综合方法和D-S证据理论，对钢箱梁斜拉桥开展状态评估，并与直接加权平均方法的结果进行比较。研究表明：不确定性推理方法可以较好地应用于大跨度斜拉桥的技术状态评估；D-S证据理论方法能体现子指标之间的差异性，有利于做出更加合理的养护决策。     

大跨混凝土斜拉桥拉索施工期的可靠度分析

从结构可靠度理论出发，采用极值分布方法直接推导建立了斜拉索的强度概率模型，通过现场试验得到了钢绞线式斜拉索的索力均匀性指标，分析了影响施工期索力的主要设计变量的概率特征，在此基础上提出施工期斜拉索的可靠指标计算方法；进而分析施工阶段拉索可靠水平的变化规律，从而基于结构可靠度理论提出施工期斜拉索的安全性评价方法，并结合大跨混凝土斜拉桥实际工程背景验证了这一方法的有效性。计算结果表明：施工期斜拉索的可靠指标小于运营期；研究成果对于评价混凝土斜拉桥施工期的结构整体性能和安全程度具有参考价值。     

超大跨度CFRP索斜拉桥的力学性能分析

为了探讨碳纤维材料(CFRP)索在超大跨度斜拉桥中应用的可行性,以1400 m主跨的超大跨度钢拉索斜拉桥设计方案为例,采用拉索的等强度和等轴向刚度方法,拟定了两座等跨径布置CFRP索的方案桥,分别采用结构三维几何非线性方法、子空间迭代法、空气动力稳定性分析方法以及地震响应的反应谱分析方法,对应用钢索和CFRP索的超大跨度斜拉桥的静力特性、动力特性、抗风稳定性以及抗震性能等进行了分析与比较,并从力学性能角度探讨了CFRP索在超大跨度斜拉桥中应用的可行性。结果表明:从力学性能角度而言,超大跨度斜拉桥采用CFRP索是可行的,但是拉索截面尺寸采用等轴向刚度方法确定则更有利。     

混凝土折线塔斜拉桥抗震性能研究

为了清楚地了解混凝土折线塔斜拉桥的动力特性和地震响应,对一座混凝土折线塔斜拉桥的抗震性能进行研究。采用数值计算方法利用有限元软件MIDAS对直塔和折线塔斜拉桥的动力特性和地震响应进行计算。得出了两种塔型斜拉桥在不同结构体系情况下的动力特性和地震作用下的位移和内力。最后得出在地震荷载作用下两种结构体系的斜拉桥内力和位移均相差不大,并为设计和实际工程提供参考。     

大跨度斜拉钢管混凝土拱桥的施工控制分析

桥梁施工控制的方法有多种,具体桥型应选用相适应的控制方法,而对于大跨度斜拉钢管混凝土拱桥的施工控制方法则应选用基于现代控制理论的自适应控制理论。该文根据湘潭四大桥斜拉钢管混凝土拱桥的具体施工控制实践分析,对该桥的施工控制方法及具体内容进行了系统的阐述,指出了目前斜拉钢管混凝土拱桥施工控制系统中尚需解决的问题。     

混凝土斜拉桥施工期的时变可靠度计算

针对斜拉桥施工期的可靠度分析中不存在显式的极限状态函数的问题,提出了一种改进的虚拟中间变量法,在标准正态空间内重构极限状态曲面;在现场调查和室内试验的基础上,分析了混凝土斜拉桥施工期的设计变量的时变规律;结合现有的桥梁施工控制分析程序,提出了混凝土斜拉桥施工期的时变可靠度的计算方法。算例结果表明:改进的虚拟中间变量法具有高效性和精确性,并且可以利用现有的桥梁施工控制计算程序,对于斜拉桥施工期的安全性评价具有重要意义。     

大跨度桥梁的施工控制

现代大跨度桥梁结构形式与功能日趋复杂,需要结合详细的理论分析和施工过程跟踪测试,采取相应的施工控制措施,保证桥梁施工的顺利进行并达到设计预期的目标成桥状态.施工控制内容包括几何控制、应力控制、稳定控制、影响因素分析等.施工控制方法有事后控制法、预测控制法、自适应控制法、最大宽容度法等.介绍大跨度桥梁施工控制的必要性、任务和主要内容、控制方法、结构计算分析方法以及影响桥梁施工控制的因素,并选取3座不同类型的大跨度桥梁-苏通大桥辅桥(连续刚构桥)、忠县长江大桥(斜拉桥)、武汉阳逻长江大桥(悬索桥),介绍施工控制的主要内容、方法以及取得的成果.     

基于监测数据的斜拉桥地震事件安全评估

震荷载是大跨径斜拉桥的重要控制因素,在地震事件后需要快速评估,以确定损伤情况并给出需检查的薄弱环节。介绍了一种基于监测数据的斜拉桥地震事件安全评估策略。首先,对比监测到的和设计采用的地震加速度谱,初步确定地震的严重程度;然后,根据已建立的基准有限元模型,以监测地震荷载为输入进行时程有限元分析;最后通过比较理论和实际监测的结构响应,确认结构的震后性能。