瀑布沟钢管混凝土拱桥的动力性能研究

针对瀑布沟大桥建立由梁、杆、壳单元组成的空间力学模型，实施桥跨结构的自振特性仿真分析，并与实桥测试结果相比较分析。同时对车辆动荷载下桥跨结构的瞬态动力响应作理论模拟分析，并进行实桥行车动载试验，根据理论计算分析和实桥测试结果分析了桥面行车对桥跨结构的冲击作用。     

瀑布沟钢管混凝土拱桥的动力性能研究

针对瀑布沟大桥建立由梁、杆、壳单元组成的空间力学模型,实施桥跨结构的自振特性仿真分析,并与实桥测试结果相比较分析.同时对车辆动荷载下桥跨结构的瞬态动力响应作理论模拟分析,并进行实桥行车动载试验,根据理论计算分析和实桥测试结果分析了桥面行车对桥跨结构的冲击作用.     

曲线钢管混凝土组合桁架梁桥车桥耦合响应分析

为研究曲线梁桥在匀变速车辆作用下的车桥耦合效应，以干海子特大桥第1联为研究对象，通过建立二轴七自由度车辆整车模型，采用有限元分析方法，分析了匀变速行驶车辆加速度、桥面不平度、车辆离心力等参数对曲线钢管混凝土桁架梁桥动力响应的影响。研究结果表明：匀加速行驶状态下曲线钢管混凝土桥梁动力响应得到增强，桥梁外弧侧扭转趋势加大；匀加速行驶车辆加速度、离心力、桥面不平度对桥梁结构影响较大；桥面不平整度能够显著影响结构竖向动位移响应；曲线桥梁考虑离心率作用能够更加准确反映结构真实响应；匀加速车辆作用下该桥梁结构动位移冲击系数为匀速车辆状态下实测值的3～4倍，为规范取值的6～9倍；由于桥梁结构存在某一特征速度使得结构达到共振效应，各种动力响应在此速度处发生由增大到减小的突变。     

不中断交通进行斜拉索更换施工中车速的影响性分析

在不中断交通情况下进行斜拉索更换施工时,行车效应的影响性与运营状态有较大差异,为了确定合理的交通限制措施,需要对重载车辆在不同车速下的桥跨结构反应进行分析。该文采用基于直接积分法的时程分析技术,以某换索斜拉桥为工程背景,分析了控制性载重车辆在不同车速下行车对桥跨结构的作用效应,指出在斜拉索卸除的情况下,行车时的冲击效应相比运营状态下有较明显增大,而行车引起的结构反应时程曲线的峰值并非随车速增大而增大;因此,施工控制中需要根据具体桥梁情况确定适用的冲击系数和限制车速。     

路桥过渡段动力测试及病害劣化机理研究

为了研究路桥过渡段不同区域的环境振动规律,针对109国道桑干河大桥过渡段,现场测试了不同车组匀速通过过渡段时路面结构的振动水平,分别从振动加速度时程、振动加速度频谱及振动加速度振级分析路面结构动力响应特性。由研究结果可知:振动加速度随距桥台距离的减小而增大,桥台附近桥面结构的振动加速度最大;在大型车辆附加荷载作用下,桥面结构主要为低频振动,小型车辆主要引起桥面结构的高频振动;加速度振级随车辆载荷的增大而增大,由于"跳车"现象,桥台附近桥面加速度振级最大;结合过渡段动力响应规律,控制过渡段沉降差是公路过渡段研究的重点。     

钢桥面系统各项参数敏感性分析

大跨径钢桥桥面系统一般由钢箱梁盖板、纵向加劲肋，横隔板以及沥青铺装层组成，在车辆荷载作用下，铺装层的受力状态相当复杂。作为沥青铺装层的支承体系，钢桥面板体系的结构特性与结构刚度是影响铺装层受力的主要因素，因此就可以通过改变桥各项参数来分析桥面系统刚度的改变对铺装层受力的影响程度。本文利用有限各分析方法，对影响桥面系刚度的各项参数进行分析，揭示了钢桥面沥青铺装层受力大小与桥面系统各项参数的内在联系。     

缅甸曼德勒钢桁拱桥静动力试验研究

为了了解新建成的缅甸曼德勒钢桁拱桥结构基本受力性能并评价其承载能力,对该桥实施了成桥静动力试验。静力试验中对曼德勒侧边拱及桥面挠度,拱脚处弦杆及加载吊杆截面的应力,吊杆的伸长量进行了测试,并将实测结果与空间有限元理论计算结果进行比较。动力试验中测试了桥跨结构的自振特性以及行车冲击作用。试验结果表明,实测结果与理论分析结果一致,桥跨结构在试验荷载作用下处于弹性受力状态,具有良好的强度和刚度,满足设计荷载的使用要求。     

在汽车荷载作用下U型肋尺寸对钢桥面力学性能的影响

为了探明在车辆荷载作用下U型肋开口大小、桥面铺装对钢桥面板力学性能的影响,本文以带有U型肋的简支梁钢桥面为研究对象,进行局部建模有限元分析。分析中采用abaqus通用有限元软件建立了9个钢桥面局部模型,U型肋开口及间距分别选取的170mm（密肋形式）,320mm（标准形式）和340mm（大开口形式）3种类型、桥面铺装为SMA沥青混凝土材料,并考虑了桥面铺装材料受季节温度的变化。从标准车辆轮载作用下模型典型部位的应力分布、竖向变形等有限元结果可知：（1）桥面铺装有无对标准U型肋及大开口U型肋构造的桥面应力分布影响较大,桥面铺装大大较少了桥面的竖向变形及应力幅值;（2）适当增加U型肋开口大小、间距及钢板厚度,有桥面铺装的情况下,桥面竖向变形满足规范要求,同时有效减小钢桥面应力幅值,提高了钢桥面疲劳性能;（3）季节温度的变化对桥面的变形和应力也有一定的影响,春秋季节时,桥面受车辆荷载作用下产生的应力和变形较小。     

正交异性桥面板的局部分析

正交异性桥面板各向异性,受力复杂,计算方法尚未完善。本文采用大型通用有限元软件ANSYS建立了某特大悬索桥桥面结构,在仅车辆荷载作用下,计算分析了桥面各构件的受力状况。计算结果表明:使用有限元方法能合理的反映正交异性桥面板的实际受力状况,在车辆荷载作用下桥面各构件均满足设计要求。     

冰雪环境下车桥动力相互作用分析

为了保障冰雪环境下公路桥面的行车安全性,通过试验测试与仿真计算相结合的方法研究了车轮与桥面间摩擦系数对车桥之间动力相互作用的影响,对积雪桥面、结冰桥面、冰水桥面及沥青桥面等4种不同状况下车轮与桥面之间的摩擦系数进行了测试。以某斜拉桥为工程背景,利用ANSYS建立了桥梁的有限元模型,结合试验数据,采用全过程迭代的方法计算了冰雪环境下不同桥面条件下车辆与桥面间的动力相互作用。结果表明,摩擦系数对车辆的侧滑力影响较大,结冰桥面更容易导致车辆发生侧滑事故。     

车桥耦合振动的桥面非平稳随机激励模拟

为研究桥面非平稳随机激励对车桥耦合系统的影响,采用滤波白噪声法生成单轮桥面非平稳随机激励时域模型,结合车辆前后轮的时间滞后和左右轮的相干关系,生成车辆六轮相关的桥面非平稳随机激励样本并验证了样本的有效性。分析一座3×30 m连续T梁桥和一辆三轴重载汽车在非平稳桥面激励下的车桥耦合振动响应,现场实测桥面不平度,并采用传统蒙特卡罗法对车辆和桥梁的振动响应进行计算。研究结果表明:根据车辆六轮间的时间滞后关系和相干函数关系所建立的桥面非平稳随机激励模型满足目标相干函数和功率谱密度,且时间滞后关系明确,模型有效可靠;当车辆加速行驶时,因桥面不平顺引起的非平稳随机激励信号的幅值随速度的增大而增大,非平稳激励下的桥梁和车辆振动响应大于平稳激励所产生的振动响应;非平稳激励对桥梁振动响应的均值影响很小,但对车辆振动响应均值影响较大,车辆振动对桥面随机激励更敏感;非平稳激励对车辆和桥梁振动响应标准差的影响较大,且振动响应标准差随着车辆加速度的提高而增大;研究车桥耦合振动很有必要考虑车辆非匀速行驶而引起的桥面非平稳随机激励,建议车辆匀速通过桥梁,尽量避免在桥上加速行驶。     

基于GPS的润扬大桥悬索桥位移监测与分析

介绍润扬大桥结构健康监测系统中的GPS子系统,对系统采集的大量数据进行了分析,研究了悬索桥在台风、温度、特殊车辆荷载作用下位移变化情况。研究结果表明:台风作用下桥面横向和竖向位移以跨中最大;温度对竖向以及顺桥向的位移有较大影响;正常运营状态下以及重车过桥时,桥面变形远小于设计荷载作用下的变形,结构具有较大的安全储备。     

车辆作用下新型高墩曲线钢管混凝土桁架梁桥的动力性能研究

高墩钢管混凝土曲线桁架梁桥作为一种新型桥梁结构形式,其动力特性相对于常规梁桥具有特殊性,车辆作用引起的桥梁振动十分复杂。为研究该类桥梁在车辆作用下的动力响应特征和规律,以我国首座该类桥梁示范工程为背景,推导建立了曲线梁桥车桥耦合振动分析模型,编制了相应的分析程序并利用荷载试验结果予以验证。采用该车桥振动计算模型分析了桥面平整度、车速、车辆作用位置和车辆数等因素对桥梁整体和局部动力冲击效应的影响。结果表明:现行设计规范低估了该类桥的车辆冲击效应;当桥面平整度为好时,整体和局部动力放大系数分别为规范设计值的近10倍和3倍;多种构件的动力放大系数差别显著;跨中横向振动约为竖向振动的25%,该类高墩曲线梁桥在车辆作用下的横向振动问题值得关注。     

轻型防撞站石在武汉长江大桥上的应用

城市桥梁由于人行道站石高度不足,容易使车辆在桥面发生意外时越过站石引起坠江事故。结合武汉长江大桥人行道站石改造工程,介绍一种轻型钢筋混凝土结构防撞站石的结构型式和安装施工。采用这一结构,既不增加桥面人行道结构荷载重量,又不影响桥面行车视线和整体美观,施工简单易行,具有较好的防撞效果。     

基于WIM数据的简支梁桥车辆荷载效应分析

基于安装在104国道绍兴段钟家湾立交桥的WIM系统采集为期1个月的车辆荷载数据,分析了不同类型车辆实际载重质量分布,根据影响线加载原理计算了WIM系统记录的每辆车作用下简支梁跨中最大弯矩及支点最大剪力效应值,分析了实际交通车辆荷载作用下跨径为6 ～50 m的12种简支梁桥结构内力分布规律,并与现行桥梁设计规范中汽车荷载对应的效应值进行了对比.最终结果发现:针对于该路段的实际车辆荷载,简支梁桥跨径越小,实际车辆荷载效应超越现行规范荷载效应的车辆数目越多.     

马鞍山长江公路大桥行车试验研究

大跨三塔悬索桥具有增大桥梁跨越能力和降低锚碇规模等优势,更适合在跨江海桥梁工程中采用。为分析不同行车速度对大跨径三塔悬索桥结构的影响,本文以主跨径1080m的马鞍山长江大桥为对象进行试验,测试在车辆不同行驶速度下的桥跨结构挠度、应变等动力响应,计算冲击系数。试验结果表明,结构动力性能良好,车辆不同行驶速度对主体结构的冲击作用并不明显。     

植石混凝土桥面沥青铺装层间抗剪特性

将植石技术应用于混凝土桥面沥青铺装结构,可以改善铺装层的层间抗剪性能,为了分析植石桥面铺装结构的层间抗剪特性,首先采用直接剪切试验测试了不同界面类型桥面铺装试件的层间抗剪强度,并模拟分析了植石桥面铺装结构对车辆荷载的适应性。然后研究了界面剂对植石桥面铺装结构层间抗剪性能的影响,并推荐了界面剂应用工艺和最佳用量。研究结果表明:植石桥面铺装结构具有良好的层间抗剪性能,并且对车辆的重载作用以及启动或制动时的冲击荷载作用具有较好的适应性;建议采用后洒工艺应用界面剂,推荐界面剂的最佳用量为0.4~0.8L/m2。     

集中力沿非匀质弹性梁移动的计算

关于集中力沿弹性实体梁移动的问题,在有关文献中都有解答。后来,在许多论文中,研究了考虑各种不同特性的这类计算问题。本文的解概括了横截面的形状、尺寸和材质沿截面高度变化的非均匀构造梁的情况。关于移动力在这种梁上作用的问题,涉及到在考虑梁体与桥面铺装部分(混凝土保护层,沥青混凝土面层)共同作用下计算公路桥梁梁体的问题。一些试验研究表明,这些铺装层与桥跨结构承重构件结合得相当牢固,因而与原计算比较,可提高桥跨结构的承载能力。     

本刊特稿

随着交通事业的迅速发展和公路等级的提高,桥梁在高速公路中所占比重日益增大。沥青混凝土桥面铺装层由于经受车辆重复荷载的振动、冲击、拉伸、剪切、动水压力等力学作用的影响,以及由温度、气候变化引起膨胀、收缩后,往往会产生细微裂缝,从而引起桥面渗水或漏水,造成沥青混凝土桥面铺装的     

大跨悬索桥桥面风致行车安全评价与对策

在较大的侧风作用下汽车行驶在桥面时易发生行驶偏向问题,尤其在桥塔区域,风速的剧烈变化极易导致车辆事故。本文以虎门二桥工程中的泥洲水道大跨悬索桥为背景,通过风致车辆侧偏动力响应分析和风致侧偏响应评价标准,建立了不同车速条件下代表车型的车辆侧偏安全临界风速;采用虚拟风洞针对主桥、引桥二维绕流及桥塔区桥面的三维绕流进行了模拟,提取了表征桥面风环境的风速影响系数,对设置风障前后情况的对比分析,证明了风障的有效性;通过风致侧偏安全评估给出了代表车型不同车速下的安全行车临界风速,通过风障结构措施和交通管理措施的结合,可使运营期桥面通行安全风速达到9级及以上,并建议了大桥风雨天运营安全控制标准,研究成果可为类似工程借鉴和参考。