既有桥梁评估方法研究

分析了可用于既有桥梁评估的各种方法，讨论了制订桥梁评估规范的若干问题，建议采用结构可靠性理论指导桥梁评估规范的制订。     

低应变反射波法在既有桥梁基桩检测中的应用

结构施工质量控制是保证结构达到设计使用目标的关键,针对既有桥梁桩基础的检测方法进行了探讨,并通过工程实例对低应变反射波法在评价既有桥梁下部桩基完整性的应用效果进行了介绍.     

桩基础简化模型在桥梁抗震中的应用

研究目的：桩基础结构轻巧多样，便于因地制宜，适应性较强，使用越来越广泛。但在实际应用中，对结构物抗震性能至关重要的地基基础抗震理论还未形成定论。本文以连续梁为例，针对在地震作用下，分析桩基础模拟各种方法的优缺点，并对工程实践提出了建议。研究结论：嵌固模型计算的结构整体刚度偏大，结构基本周期偏小。在地震作用下，计算的结构内力偏大，造成设计过于保守；但对结构位移估计不足，应引起重视。m法模型能较为详细地考虑桩基础与桥梁结构的共同作用，同时也能反映土体影响，是比较合理的一种方法；但建模工作量大，耗费机时。6弹簧模型可以得出与m法模型类似的结果，并且建模工作量小，适于常规设计。     

桥梁桩基础施工对既有高速铁路桥梁基础变形的影响

衡茶吉铁路(衡阳—茶陵—吉安)正线在DK211+000—DK212+100与武广高速铁路并行。利用FLAC 3D建立了三维有限元模型,模拟了衡茶吉铁路竹山屋中桥桥梁桩基础开挖的施工过程,分析了新建铁路桥梁桩基础开挖对桩围土体和既有武广高速铁路竹山屋特大桥基础的影响。结果表明:新建铁路桥梁桩基础开挖过程中地表土体的水平位移小于15 mm,竖向位移小于7 mm;桩基础开挖深度与周围土体的变形成反比,在桩基础上部影响范围约为桩径的3～5倍,中下部约为桩径的1～2倍;新建铁路桥梁桩基础开挖对既有武广高速铁路竹山屋特大桥桥梁变形影响较小,其水平和竖向几何偏差远小于规范限值,基本不影响既有桥梁的安全。     

高速铁路桥梁桩基础竖向动荷载测试

高速列车在桥梁墩台基础上产生的动荷载是计算桩基础累积沉降的重要参数。系统地测试了不同车速和车型在桥墩不同部位引起的动位移、加速度及墩身动应变,得到了不同跨度桥梁基础的动荷载参数。结果表明:桥墩动力响应(动位移和加速度)从梁端、墩顶到承台顶衰减显著。动位移与轴重、基础与地基土的整体刚度密切相关。桥梁支座具有降低加速度的作用。桥跨长度越长,动荷载越大,动荷载幅值约为动荷载峰值的20%~30%。动荷载可以用正弦函数模拟,频率与列车行驶速度和车厢长度有关。上述结论可为高速铁路桥墩基础的设计和计算作为参考。     

模式识别技术在桥梁状态评估与安全监测中的应用

将模式识别技术应用于桥梁结构状态评估与安全监测中,提出修正的欧氏距离与相似系数两种对响应信号特征向量进行统计分析的量化参数。提取出能较好反映出桥梁结构状态的特征参数,组合成特征向量。选择正常使用状态下多次实测数据特征向量的平均值作为基准状态,分别计算其他各次实测数据的特征向量,得到各次实测情况下特征向量与基准状态下特征向量之间修正的欧氏距离与相似系数。对桥梁正常运营状态进行监测,可得到修正的欧氏距离与相似系数的统计容许范围,作为桥梁结构状态评估的经验数字依据。     

冲刷条件下既有桥梁桩基础工作性状研究进展

水流冲刷可导致桥梁桩基础周围土体受到侵蚀,其后果轻则降低桩基础承载力,重则导致整座桥梁坍塌。尽管有关桥梁桩基础冲刷的研究很多,而涉及如何评价冲刷对桥梁桩基础承载性状影响的研究却较少,但正在受到学术界与工程界的高度重视。在分析由冲刷引起桥墩、桥台及桩基病害的基础上,重点从理论分析、数值模拟、模型试验等方面评述冲刷条件下,桩基水平和竖向承载性状的研究现状与进展,认为急需更多系统性的研究以探求合理的理论分析方法。因而,有必要进行大量的数值模拟和模型试验甚至是现场试验来研究桩基的冲刷性状,进而为找到分析冲刷对整座桥梁结构安全性能影响的实用评估方法提供理论基础。     

新建公路桥梁下穿既有高速铁路桥梁安全评估

新建甬台温高速公路拓宽工程以桥梁形式下穿既有杭绍台高铁。为准确计算新建下穿工程对既有高铁桥梁的影响,采用MIDAS-GTS有限元软件建立下穿工程和既有高铁三维空间模型,模拟下穿工程施工过程对既有铁路桥梁变形的影响。研究表明：(1)设计方案满足公铁交叉规范相应条文要求;(2)新建工程对杭绍台高铁23号墩产生的各方向附加位移最大,但均小于规范限值;(3)附加位移与各阶段所施加竖向恒载重量成正比,75%左右的附加位移均发生在第5施工阶段;合理选择结构形式减轻结构自重,可以有效减小附加位移;(4)距杭绍台高铁基础越近,附加位移越大,通过合理布置孔跨和基础形式,可以有效减小附加位移。研究结果表明,新建下穿工程对既有杭绍台高铁产生的风险等级在可控范围内,本项目设计方案总体合理,满足本次安全评估要求。     

一种桥梁桩基础空间刚度的模拟方法

为了准确模拟桩基础对桥梁结构的空间约束,在总结常用桩基模拟方法的基础上,提出一种新的等效结构来模拟群桩基础的空间刚度,然后采用基于WinKler假定的"m法",根据"柔度相等"的原则,推导出这种等效结构的相关参数,最后通过与常用模拟方式比较验证的方式,验证这种等效结构的准确性。研究表明:该种虚拟结构构造简单、建模方便,能够模拟桩基础的空间刚度,满足工程设计要求。     

桥梁基桩动刚度影响因素分析

桩的动态特性反映了桩身混凝土的完整性和桩—土相互作用特性,利用机械阻抗法测定基桩激励和响应可以识别桩—土系统动力特性,估算承载力。本文首先建立了简化的摩擦桩动力解析模型,定性分析了不同参数变化对基桩动刚度的影响;其次,结合某高速公路特大桥若干桥墩基础的评估与加固,寻求基桩动刚度的合理下限值并以此初步评价基桩承载能力;继而建立了数值分析模型,通过测试数据对模型加以验证,并利用模型对动刚度影响因素进行了参数分析,参数对动刚度影响的趋势与解析解一致。针对本文工程案例,计算得到基桩动刚度合理下限为4.9 GN/m,当实测动刚度明显低于该值时,基桩承载能力偏低。通过对现场测试数据的统计分析,验证了该方法的合理性。     

既有铁路桥梁状态评估指标体系和方法研究

基于大量学者关于桥梁结构状态评估的研究成果,建立既有铁路桥梁结构状态评估指标体系。在总结国内外桥梁状况评估分级和评定标准的基础上,提出基于可靠度理论的既有铁路桥梁状态评估标准。根据层次分析法原理,计算出评估体系的综合集成权值,并结合模糊理论,定义结构平均损伤度,从而形成一套新的基于可靠度理论的既有铁路桥梁状态评估方法。最后,给出一个既有铁路桥梁状态评估实例说明所提出方法的实现过程。     

变权综合评估法在桥梁状况评定中的应用

引入变权综合概念,将公路桥梁状况的常权综合评估模式转换为变权综合评估模式。通过比较常权综合评估法和变权综合评估法两者的评分结果来看,变权综合评估法能更好地反映个别部件情况。该计算结果及结论对桥梁技术状况评定具有一定的借鉴意义。     

软土地基桥梁桩基础单桩竖向动静载试验研究

位于软土地区的铁路桥梁桩基础在高速列车运营过程中由于动荷载作用引起桩基工作性状变化,目前国内尚无原位试验资料。某试验段在试验现场进行了2种桩径共6根试验桩的单桩竖向动静载试验。结果表明,在桩端持力层较好的情况下,软土地基桥梁桩基础设计时可以忽略由于高速列车运营的反复荷载作用对桩基工后沉降和竖向承载力的影响。     

坐标法在既有曲线复测中的应用

本主要讲述坐标法在既有曲线复测中的测量方法和测量中的注意事项、测量工具的改进、计算方法及程序流程图。     

函数模糊识辨法及其在桥梁抗洪能力评估中的应用

现行桥梁抗洪能力评估方法大多需要汇流方式、雨量损失、流域平均坡度、主河槽长度等参数,令缺少相关资料的既有中小桥梁抗洪能力评估难以实施.为解决这一问题,本文提出一种基于历史水痕标定的函数模糊识辨法:建立典型断面的雨量—水位函数,利用模糊识别方法确定与实际断面最相似的典型断面,借助桥墩历史水痕和对应的暴雨强度资料标定雨量—水位函数,从而利用雨量资料,对桥梁进行抗洪能力评估.研究结果表明,该方法的理论基础可靠;只需糙率和一组历史雨量及对应水痕高程,避免了收集汇流方式、雨量损失、流域坡度、主河槽长度、流域面积等大量的勘测工作和繁琐计算;计算精度满足工程要求,可以广泛应用于中小流域桥梁抗洪能力评估.     

基于支座动位移监测的高铁桥梁支座磨损状态安全评估

基于大胜关长江大桥支座的纵向动位移监测数据,利用动位移监测值的累加概率特性拟合广义极值分布函数,通过蒙特卡洛抽样模拟得到在设计使用寿命内的动位移累积行程,基于支座超过磨损上限的失效概率进行支座磨损状态安全评价。结果表明:各个球型钢支座的动位移累积行程与列车通过次数具有明显的线性相关特性,且下游侧距固定支座最近支座的动位移累积行程的线性增长速率最大,在3495次列车作用下其动位移累积平均值最大(7.020mm),动位移累积行程可达到22 810mm,更容易磨损破坏;利用广义极值分布函数能够较好地模拟实测累加概率特性,下游侧距固定支座最近支座对应广义极值分布函数的形状参数、比例参数和位置参数分别为0.305 8,0.816 3和2.029 4;通过蒙特卡洛抽样得到的模拟累积行程与实测累积行程基本一致;在5%显著性水平上支座失效概率的计算值为0,说明支座在设计使用寿命内未达到磨损上限,处于安全状态。     

梁式倾角传感器在桥梁状态长期监测中的应用

对于既有和在建的高速铁路桥梁,目前尚没有一套技术以及经济上均可行的监测体系可以对其运营状态实施长期、系统化的安全监测。本文通过理论分析和模拟试验研究表明:采用技术和经济性能好的梁式倾角传感器对桥梁上部结构转动变形进行测试,可以计算出桥梁挠度变形曲线和墩台相对沉降,进而达到掌握桥梁运营安全状态的目的。配合数采设备与监测平台的使用,可以实现对大量桥梁运营状态的长期、系统化的安全监测。     

注浆法在加固既有路桥过渡段中的应用

针对京沪铁路既有路桥过渡段结构变形不一致的问题,通过原因分析,提出了注浆加固的方法,并阐述了注浆技术加固过渡段的工程措施及注意事项,最后对注浆加固效果进行了现场原位测试、室内土工试验以及动态测试,得出注浆效果能够满足既有线过渡段加固要求的结论,值得在既有线加固过渡段施工中推广应用。     

自由测站法在既有铁路曲线测量中的应用

为提高当前既有普通铁路运营维护施测的数据精度、作业安全系数与工作效率,对既有施测工法采用的测量工具、具体实施方案以及数据处理等方面进行了深入分析与研究,将自由测站法引入到既有铁路曲线平面测量作业中,并有针对性地进行了测量工具的设计与改进,以及大量不同曲线条件下施测方法的实验和数据处理结果的对比等工作,进而提出一套铁路曲线测量新工法。现场施测作业的反馈和实践证明,该方法将里程丈量精度由厘米级提升至毫米级,提高了测点定位精度;现场测量仪器无需频繁搬站上下线路,提高了作业安全系数和现场施测的工作效率;有针对性地开发了数据处理程序,可精准对接外业数据,提高了数据处理效率。     

均匀设计法在淤泥刚度参数确定中的应用

通过对深圳地铁12号线和平站基坑工程淤泥土层进行数值模拟计算和参数反演分析,证明硬化土模型（HS模型）除可以模拟硬土之外,对于模拟软土的土体行为也具有有效性。通过均匀设计法结合Plaxis2D有限元软件对刚度参数进行了反演分析。结果表明：均匀设计表法有效减少了参数反演分析中刚度参数取值次数和数值模拟分析次数,将有限元模拟计算与均匀设计法结合来进行淤泥土层的参数反演具有合理性;该工程参数反演的淤泥土层参考割线模量为6 MPa、参考切线模量为6.51 MPa、参考卸载再加载模量为40.6 MPa;得到了刚度参数与土体强度指标之间的一般关系式,淤泥土层刚度参数取值合理科学。