复线桥区航道的巷道效应分析

针对2座桥和3座桥构成的复线桥,利用数学模型,计算了不同桥间距和不同斜流交角情况下复线桥的水流流场,得到了修建复线桥后通航净宽的减小值,提出了计算净宽减小值的公式．分析结果表明,随着桥轴线法线方向与水流方向夹角的增大,通航净宽相应减小,需增大航宽;而桥梁间距与桥梁数目的增加,会使桥洞纵深长度增加,巷道效应更加明显,通航净宽也会增大．故桥洞长度及桥轴线法线方向与水流方向的夹角是影响巷道效应的主要因素．     

桥墩紊流宽度的试验研究

由于我国现行的《内河通航标准》(GB 50139-2004)中,没有桥墩紊流宽度的计算方法,桥梁设计人员为了保证船舶航行安全,通常将桥梁跨度加大,这样既增加了结构设计的难度,又增加了工程的投资,因此,对桥墩紊流宽度的研究是十分必要的.通过水槽定床和动床试验,分析了行近流速、行近水深、来流角度、桥墩尺寸、桥墩墩型、桥墩冲刷等因素对桥墩紊流宽度的影响,利用量纲分析法对实测数据进行整理,推导出了桥墩紊流宽度的计算公式.     

船撞桥最小二乘支持向量机预测方法

为了提高桥梁与桥区通航船舶的安全性,提出了一种船撞桥概率智能预测方法.以桥墩跨径、水流速度、水流方向与桥墩连线法线方向夹角以及航道弯曲度为系统输入,以单航次船撞桥事故率为系统输出,应用最小二乘支持向量机进行了船撞桥概率估算.结合实际航道,选择了长江和黑龙江上12座桥梁的洪水期、中水期和枯水期3个时段的样本数据进行验算,并与神经网络船撞桥概率估算结果进行对比.对比结果表明:支持向量机方法能准确地预报船撞桥概率,具有全局最优解,并且收敛性和学习效率均优于神经网络.     

复杂流态下系泊船的水动力特性研究

为研究复杂流态下系泊船的水动力特性, 在最佳系缆方式未知的情况下, 通过约束船舶横荡、 纵荡、 艏摇三个方向的运动近似替代缆绳的约束作用, 建立系泊船简化模型。 在完成网格无关性和数值方法可靠性验证的基础上, 对常规流态以及复杂流态下系泊船的粘性流场进行数值模拟, 分析系泊船水动力系数和运动响应的变化规律。 结果表明： 随着水流流速的增大, 纵向力系数变化受到水流流向角的影响明显, 横向力系数及艏摇力矩系数变化较小, 垂荡、 纵摇、 横摇增大; 随着水流流向角的增大, 纵向力系数变化较为复杂, 横向力系数增大, 艏摇力矩系数先增大后减小, 垂荡、 纵摇、 横摇增大; 复杂流态下和一定流向角水流下系泊船的水动力系数和运动响应较为相似。     

重载运输条件下桥墩横向振幅的影响因素分析

随着我国重载运输的持续发展,列车编组增加,车辆轴重增大,运营密度增大,现役重载桥梁出现横向振动过大危及行车安全的现象,研究表明桥墩墩顶横向振幅直接影响桥跨结构的横向振幅,因此研究桥墩的横向振动的影响因素对控制桥跨横向振动十分必要。以朔黄铁路中比重较大的矩形板式墩为研究对象,采用理论分析、有限元模拟分析结合现场实测的方法,研究了列车行驶速度、桥墩高度及轴重对墩顶横向振幅的影响规律。结果表明,随着速度的增大,墩顶横向振幅呈先增大后减小趋势;桥墩横向自振频率越大,墩顶横向振幅最大值所对应的速度越大;随着墩身高度增加、列车轴重增大,墩顶横向振幅均呈增大趋势。     

基于理想流的群围堰绕流解析理论

运用复变函数理论研究了理想液体平面势流的多圆柱绕流,导出了多圆柱绕流的解析解,并对其特殊解进行分析,得出当L/a>3时多圆柱间相互干扰消失;为防止围堰发生过大冲刷,应在距围堰0.75 a范围内防护;防止发生的围堰绕流对行船产生影响,避免轮船对围堰的撞击影响施工进度和质量,应在上游距桥址>0.5L处设置防撞栏;避免绕流流线变化过大,桥轴线方向与水流流速方向夹角一般应控制在α≤5.°     

桥闸间耦合水流分析与桥位选择

桥梁建设涉及到选址问题,有墩桥梁因桥梁墩柱矗立水中干扰影响原有水流流态,可能会带来河道冲刷、淤积、减小行洪排涝能力等问题。如果建设桥梁临近重要的涉水临河设施,水流流态变化对设施的影响就需要详细评估。以某城市水道节制闸上游桥梁选址规划研究为背景,建立了包括河道、水闸、桥墩相关设施的二维水流数值模型。通过工程前后典型工况下水流的模拟,得到桥墩附近、节制闸前的水位和流速流向的变化,结合节制闸安全运行因素,给出桥梁选址的建议。     

基于混凝土塑性损伤模型的桥墩在快速水流作用下的损伤分析

为探究快速水流作用对桥梁水下结构的影响,基于混凝土塑性损伤模型,建立了某桥墩在水流压力作用下的有限元分析模型,系统分析了不同水流速度、水深条件下不同强度桥墩结构变形及损伤的发生、发展过程及特征。结果显示,快速水流作用下,桥墩根部迎水面的受拉区更容易发生损伤;考虑结构非线性后,桥墩的水位高度临界值在8m左右,水流速度的临界值在6m/s左右;超过临界值后桥墩的塑性损伤及墩顶位移发展急剧加快,在一定条件下会超过规范限值。计算结果还表明,对同一个桥墩而言,损伤发生时的预警流速仅为按照规范规定的墩顶位移限值确定的预警流速的0.6倍左右,故目前传统设计的桥梁存在一定的损伤隐患;而提高混凝土强度并不能显著提高预警流速,将混凝土强度从C25提高到C40,预警流速仅增加了10%。     

高墩桥梁墩柱计算长度分析

桥墩计算长度是高墩连续梁桥墩柱设计的一个重要参数。文章首先比较分析了各国规范对于标准约束条件下桥墩计算长度系数的规定;然后根据最小势能原理,考虑墩底约束刚度、墩顶约束刚度的影响,推导了桥墩计算长度系数的计算公式;最后详细讨论了约束刚度取值对桥墩计算长度系数的影响。研究结论表明墩底约束刚度、墩顶转动刚度对桥墩计算长度系数影响较小;桥墩计算长度系数随着墩顶水平刚度增加而迅速减小,而后趋于稳定。     

基于理想流的群围堰绕流解析理论

运用复变函数理论研究了理想液体平面势流的多圆柱绕流,导出了多圆柱绕流的解析解,并对其特殊解进行分析,得出当L/a>3时多圆柱间相互干扰消失;为防止围堰发生过大冲刷,应在距围堰0.75 a范围内防护;防止发生的围堰绕流对行船产生影响,避免轮船对围堰的撞击影响施工进度和质量,应在上游距桥址>0.5L处设置防撞栏;避免绕流流线变化过大,桥轴线方向与水流流速方向夹角一般应控制在α≤5.°     

整体式斜交连续梁桥抗震性能

采用SAP2000软件建立了某整体式斜交连续梁桥的三维有限元模型,通过非线性时程分析,研究了整体式斜交连续梁桥在地震作用下的受力特性及抗震性能,并探究了跨数、斜交角、台后土密实度和墩高等主要结构及基础参数对该类桥梁地震响应的影响。研究结果表明:整体式斜交连续梁桥中震害变形主要集中于桥台桩,桩顶截面在峰值加速度为0.4g的地震作用下形成塑性铰时,墩顶支座无破坏,且桥墩几乎无损伤;桥台桩位移及纵桥向弯矩的最大值均位于桩顶,而横桥向弯矩最大值可能位于桩顶或桩身反向弯矩峰值处;随着跨数的增加,整体式斜交连续梁桥的地震响应尤其是墩顶支座剪切应变及桥面转角明显增大,当跨数由单跨增加到4跨时,地震响应均增加了1倍以上,墩顶支座剪切应变甚至增加近2倍;随着斜交角的增加,桩顶纵桥向位移、桩顶截面屈服面函数值及中跨转角明显增大,斜交角为60°时,桩顶纵桥向位移增加了3倍以上,斜交角为45°时,墩顶支座剪切应变最大;随着台后土密实度的增加,各构件纵桥向位移响应与墩顶支座的纵向剪切变形降低,桥台桩、桥墩纵桥向位移及墩顶支座纵向剪切变形分别减小了12.9%、9.3%和9.5%;随着墩高的增加,墩顶位移明显增加,而支座剪切应变明显降低,但桩顶位移及桩顶截面屈服面函数值几乎不变;当墩高从4 m增大到9 m时,墩顶漂移率增大了42.1%,墩顶支座剪切应变减小了57.5%。      

乌龙江大桥桥群水流和冲刷特性试验研究

随着我国经济的快速发展,跨江河桥梁日益增多,局部河段受地形限制,在较短河道内建设众多桥梁,形成桥群,使得桥墩周围水流结构发生显著变化,进而影响河床和桥墩的冲刷过程。本文以乌龙江大桥桥群布置为例,采用概化模型试验的方法,研究各桥建设对水流和冲刷特征的影响,研究结果表明:其它桥墩布置与乌龙江大桥(公路桥)桥墩成对口布置,降低了乌龙江大桥(公路桥)桥墩附近流速,减少了桥墩局部冲刷深度,但桥孔中间的流速则略有增大,冲刷深度有所增加。     

地震作用下近断层连续梁桥弹塑性分析

为了评估地震作用下近断层大跨度连续梁桥抗震性能,以山区某大跨度连续梁桥为研究对象,基于有限元数值方法进行抗震分析与性能评价。选取近场脉冲型地震波与非脉冲地震波,分别对大跨度连续梁桥进行弹塑性非线性动力时程分析。对比分析不同脉冲周期的地震下近断层大跨度连续梁桥设计控制截面的内力和变形响应,研究了脉冲周期对结构地震响应的影响规律。最后引入Ap/Vp来表征地震动的特征,基于弹塑性分析模型进而研究矮墩大跨连续梁桥在不同Ap/Vp下的地震响应特征。结果表明：不同脉冲周期对结构响应的影响程度不同,中等周期脉冲（6.99 s左右）比长周期脉冲（11.93 s左右）地震作用下结构响应改变率最多增加了11.9倍;1号墩横向和2号墩横向地震响应的变化规律总体相似,均随着Ap/Vp值的增大呈先增大后波动性下降的趋势。     

考虑临近道路施工过程的在役桥墩墩顶位移演变规律研究

针对临近道路施工会通过改变在役桥墩桩基础桩-土界面的接触应力分布从而影响在役桥墩的墩顶位移特征这一问题,以重庆轨道交通3号线某在役桥墩为工程背景,利用有限元软件ABAQUS建立了描述临界道路建设过程中地基-基础-桥墩相互作用的三维数值模型,基于此模型分别研究了道路开挖、铺筑及运营对墩顶水平、竖向位移的影响.研究结果表明:路基开挖后,随着开挖深度(H)增加,墩顶水平位移会不断增大,墩顶竖直沉降则会不断减小,随着道路至桥墩边缘距离(L)的增加,墩顶水平位移不断减小,竖直沉降反而不断增大;道路铺筑后引起的桥墩顶部水平位移较路基开挖有减小趋势,竖向位移却有增大趋势;新建道路在后期运营中,交通荷载引起的桥墩顶部水平位移相对较小,而竖直沉降较道路施工引起的位移明显增大;在得出的墩顶水平位移随开挖深度的变化曲线中,墩顶水平位移从靠近道路到远离道路的转折点在道路施工中有所变化;在路基开挖中,当开挖深度约为1.8m时,墩顶水平位移方向发生变化;在道路铺筑中,当开挖深度约为2.6 m时,墩顶水平位移方向发生变化;在后期运营中,当开挖深度约为3.1m时,墩顶水平位移方向发生变化.     

多线大角度斜交桥渡模型试验研究与工程实践

针对多线斜交桥渡在斜交角度较大的情况下,目前尚缺少理论及经验计算方法的特点,对某多线大角度斜交桥渡进行了水工模型试验.通过模型试验表明:在相同孔跨条件下,壅水值随斜交角的变化比较平缓,设计方案是可行的.实践证明顺水流方向布置桥墩是解决多线斜交桥墩台阻水问题的有效途径之一.     

斜交板桥

道路与河流或其他线路成斜交形式跨越时,将桥梁结构布置成斜交桥形式较为经济。桥梁轴线与水流方向(或桥下路线)不是按90°布置的桥梁,称为斜交桥。介绍了斜交板桥的构造。包括整体式斜交板桥、装配式斜板桥。     

苏通大桥北引桥桥墩冲刷防护方案研究

自苏通大桥建成通车以来,受局部水流流速、流态改变和桥区北岸围垦工程的影响,北侧桥墩附近河床冲刷严重,急需实施冲刷防护工程。根据冲刷防护工程的特点,通过对比分析,选取了抛石防护作为苏通大桥北引桥桥墩的冲刷防护措施,结合先导性物理模型试验结果、桥墩附近冲刷坑形状及紊流形态,综合确定冲刷防护工程范围,抛石防护结构采用上、下两层结构,下层为反滤层,上层为抛石护面,根据相关规范公式,计算确定了块石的稳定重量,研究成果可为类似桥墩基础防护提供参考。     

步履式顶推曲线钢箱梁桥倾覆稳定性研究

曲线钢箱梁桥在步履式顶推过程中,影响横向倾覆稳定性的因素规律、控制指标和标准等尚未完全明确.针对曲线钢箱梁桥,分别考虑设计参数和施工参数,分析曲率半径、顶推跨径、桥梁宽度与稳定系数的相关性,并系统研究支点脱空、支点纵横向间距以及轴线偏移等因素对钢箱梁桥横向倾覆稳定性的影响规律,提出稳定控制措施和量化控制指标.结果表明:...     

变向渗流下的无黏性土颗粒起动机理研究

通过自行设计的变角度模型槽,开展了一系列管涌发生时无黏性颗粒起动试验。研究在不同渗流方向时,水力梯度、渗流流速以及粒径对于细砂起动所造成的影响。试验结果表明:随着渗流方向与重力方向夹角的增大,同一粒径颗粒的临界起动流速以及对应的水力梯度均有增加,试样内部细颗粒通过空隙的难度加大。在同一渗流方向下,随着粒径增大,对应所需要的渗流流速和水力梯度也会相应增大。随着细颗粒不断的从空隙中被带走,试样的整体结构性受到影响,后续的渗流破坏速度会加快,形成了平均宽度由下游至上游变窄的渗流通道。     

大跨度高墩连续刚构桥抗震设计研究

以主跨168m的连续刚构桥为例,利用Midas/civil桥梁专用软件建立有限元模型,对其动力特性及罕遇地震下的非线性时程进行分析,进而研究在罕遇地震下结构是否满足规范要求及相应的延性设计。计算表明:该桥振型主要以墩梁的横向振动为主,第一阶纵漂的周期为1.954s,全桥最大振幅出现在墩顶位置。通过非线性时程分析,得到桥墩内力、位移等结果,进而判断是否有足够的延性抗震能力或进行优化设计。