赤石大桥关键技术研究及对策

赤石大桥桥址位于湖南省宜章县,大桥建设条件复杂,造型设计新颖,工程难度大,具有多塔、大跨、高墩的特点。为解决大桥设计和施工中的技术难题,对超高墩大跨多塔预应力混凝土斜拉桥结构体系、复杂岩溶地区桥梁基础选型及施工工艺、双曲线索塔设计及施工技术等关键技术进行了研究和探索。     

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。     

单索面斜拉桥高支架施工钢箱梁支点反力与线形控制研究

大榭第二大桥为单索面钢箱梁斜拉桥,主墩区和边跨钢箱梁采用高支架施工.为了保证支架安全,减小钢箱梁扭曲变形,确保主梁线形满足精度控制要求,提出了高支架施工精细化控制方法,采用压力传感器监测高支架上各梁段施工过程中的反力变化,并与理论值进行比较.研究表明,高支架上钢箱梁段初调完成后,各支点反力相差较大,往往超过30％,对支点反力进行调整后,上、下游支点反力差值可以控制在5％以内;从而减小了单索面钢箱梁由于支点反力不匀导致的扭转变形,降低了高支架施工的风险;同时高支架上钢箱梁段上、下游测点相对高差绝大部分控制在10 mm以内,说明通过对施工过程中钢箱梁支点反力的调整,有效地起到了控制钢箱梁线形的作用.     

桥梁结构有限元模型的仿射-区间不确定修正

为获得桥梁结构的基准状态,考虑测试和结构参数的不确定性,将区间分析、仿射算法引入响应面有限元模型修正方法中,建立了一种新的桥梁结构有限元不确定模型修正方法。在讨论结构特点及力学行为的基础上,选择了待修正结构参数和结构响应后,采用均匀试验设计方法获得试验样本,同时结合多样本的有限元分析,采用F检验法得到结构响应的显著性参数。基于有限元模型修正的响应面方法,构建结构的响应面替代模型后,引入区间分析算法的自然拓展,将响应面模型拓展为区间响应面函数,同时采用仿射算法解决区间分析的区间扩张问题,构建桥梁结构有限元模型的仿射-区间不确定修正方法,并采用遗传算法进行区间优化求解。另外,针对区间响应面有限元模型修正的具体需求,提出了区间响应面函数的两步验证方法。用斜拉桥振动台模型桥梁在不同工况下的测试模态参数和斜拉索索力,对其进行有限元模型的不确定修正,实现了实测响应与有限元计算响应间误差的最小化。区间响应面函数的两步验证证实了参数修正范围和结构响应的有效性和正确性,修正后结构纵向、横向、竖向的一阶,二阶频率以及索力的实测响应均在计算响应范围内。验证结果表明：所提有限元不确定模型修正方法,能有效实现桥梁结构有限元模型的修正。     

斜拉桥成桥索力优化方法研究综述

为了深化对斜拉桥成桥索力优化问题的认识，系统回顾斜拉桥成桥索力优化方法的研究进展与代表性研究成果；在将斜拉桥成桥索力优化方法分为指定结构状态的优化方法、弯曲能量（弯矩）最小法、数学优化方法、影响矩阵法、分步优化方法的基础上，根据斜拉桥合理成桥状态的确定原则阐述各类方法的求解思路与优化过程，并总结各类方法的特点、适用范围以及局限性；探讨斜拉桥成桥索力优化领域的未来发展趋势。研究结果表明：指定结构状态的优化方法其优化目标明确，力学概念清晰，计算方便，但无法兼顾主梁和桥塔的受力和变形，很难获得全局合理的结果，目前仅用于初定斜拉桥成桥状态；弯曲能量最小法的目标函数综合考虑了主梁和桥塔的受力与变形，体现了索力优化的本质特征，能够获得较为合理的优化结果，但在不添加任何约束条件时所得结果仍需进行后续调整，目前也多用于初定斜拉桥成桥状态；数学优化方法可根据不同类型斜拉桥的结构特点选择目标函数、约束条件与优化算法，所得结果也可兼顾斜拉桥各个构件的受力和变形，适用性较强，智能优化算法因其较好的全局收敛性、通用性和便于并行处理等特点，使得其在斜拉桥成桥索力优化乃至结构优化设计领域中的应用越来越广泛；影响矩阵是建立索力与目标函数关系的纽带，是一种综合的索力优化工具，但它需要在明确优化目标与约束条件的前提下求解；分步优化方法融合了多种优化方法的优势，可根据不同类型斜拉桥的受力和变形要求，分步骤选择不同方法全面优化斜拉桥的成桥索力；为适应斜拉桥大跨径化、主梁纤细化以及结构体系多样化的发展趋势，探索针对性或普适性更强的成桥索力优化方法、斜拉桥成桥状态与施工状态耦合优化、将更多优秀的智能优化算法应用于斜拉桥索力优化以及将数学优化算法与有限元程序进行嵌入式融合等问题均是该领域未来的发展方向。     

千米级斜拉桥横向减震体系振动台试验

工程中常采用的斜拉桥横向固定体系会增大桥墩、桥塔及其基础的抗震需求，从而增大斜拉桥在地震作用下的损伤破坏风险。为解决这一问题，以已研发的桥梁新型横向钢阻尼器为减震耗能装置，采用振动台试验方法，研究大跨度斜拉桥横向减震体系在近、远场地震作用下的减震效果。以苏通大桥为背景，设计1/35几何相似比的斜拉桥全桥试验模型，并分别进行横向减震体系和传统的横向固定体系的振动台试验。其中，将钢阻尼器与滑动型球钢支座并联布置于桥墩处、钢阻尼器布置于桥塔处形成横向减震体系。基于试验结果进行减震体系的减震行为分析。研究结果表明：在近、远场地震作用下，减震体系均能显著地减小主梁传递给桥墩和桥塔的地震力，其中墩梁、塔梁连接横向传力均减小50%以上，且将主梁位移限制在可接受范围内；减震体系也显著减小了塔身位移、曲率以及墩底曲率需求，其中，塔底截面曲率平均减小了34%，近塔辅助墩墩底曲率平均减小了67%；钢阻尼器拥有饱满的滞回曲线，但其滞回特性与地震输入有关；相对于支座的摩擦耗能，钢阻尼器的耗能能力更显著；在带有速度脉冲的近场地震作用下，钢阻尼器以及支座的位移响应具有明显的脉冲特点。     

泉州晋江大桥动力性能分析

以一座墩塔梁固结体系的独塔预应力混凝土斜拉宽桥——福建泉州晋江大桥为对象,根据实桥环境脉动试验和空间杆系有限元模型进行了主梁-主塔基本动力性能分析;采用振动法进行了斜拉索的固有频率和索力测试,并进行了拉索安全性能评价;根据实桥车辆强迫振动试验和考虑了路面平整度的桥梁与车辆相互作用的计算模型,分析了在移动车辆荷载作用下桥梁的动力特性,包括振动加速度计算和舒适性评价。研究结果表明,采用墩塔梁固结体系的晋江大桥面内振动频率较高,主跨或边跨均出现相互独立或影响较小的振动模态;斜拉索索力分布均匀,安全系数符合规范规定;在移动车辆荷载作用下,主梁竖向振动加速度较小,在设计行车速度下可保持较好的行车舒适性。     

A15大蒸港矮塔斜拉桥的设计及关键技术

不同于一般的矮塔斜拉桥,大蒸港矮塔斜拉桥的主梁为曲梁预应力混凝土宽箱结构,主塔为倾斜的钢混结合结构。该文介绍了其总体设计,并针对该桥的特点,采用自适应控制法,通过对主梁和主塔的线形和内力的监测对该桥进行施工控制。研究了宽主梁在施工过程中各节段截面应力和挠度的横向分布情况,以及各斜拉索索力在整个施工过程中的变化规律情况和主塔在施工过程中应力和变形情况。     

部分斜拉桥结构受力特点及施工控制方法

该文以无锡市清宁大桥部分斜拉桥工程为背景,介绍了预应力混凝土主梁部分斜拉桥的受力特点,施工控制思路和方法,以及清宁大桥部分斜拉桥的施工情况,总结出预应力混凝土主梁部分斜拉桥的施工控制方法和思路。     

闵浦二桥主桥设计及技术创新

闵浦二桥是一座公轨两用一体化双层特大桥,主桥为独塔双索面双层斜拉桥,是目前国内跨度最大的公轨两用双层斜拉桥。该文主要介绍主桥设计构思及技术创新点,可供相关专业人员参考。