基于差值法的系杆拱桥更换吊杆方案优化研究

采用临时吊杆法更换中承式钢筋混凝土系杆拱桥吊杆,通过临时吊杆梯度转移吊杆力,完成吊杆更换。在现有等步长更换的基础上,为减小更换吊杆对相邻吊杆索力和桥面线形的影响,对吊杆张拉方案进行研究,提出采用差值法进行梯度张拉和卸载。研究表明,采用差值法更换吊杆,可以明显减小桥面线形的变化量,减小对相邻吊杆索力的影响,并且至张拉完毕索力和线形均在限值范围之内,无需二次调索。     

考虑不平衡力矩作用下的转体球铰设计方法研究

针对平转法转体桥梁转体球铰常规设计法忽略不平衡力矩造成球铰设计安全储备不足或后期转体困难等问题,提出考虑不平衡力矩作用下的转体球铰设计方法,以成都某T构转体桥为背景进行研究。采用MIDAS FEA软件建立转体球铰部分有限元模型,分析钢制球铰半径改变对结构受力的影响规律;然后推导不平衡状态下球铰应力计算公式,通过转体结构的受力关系,根据撑脚是否着地的设计目标,按结构对称与非对称,给出球铰半径的确定方法,进而确定启动力矩等其他设计参数;最后结合转体桥梁工程实例验证该方法的适用性及准确性。结果表明：考虑不平衡力矩作用下的球铰设计方法适用于当前不同转体工程实例,其适用范围更广、安全性更好;转体球铰设计时应预先考虑不平衡力矩对球铰设计的影响。     

带减振架的吊索索力测试研究

对频率法在悬索桥吊索索力测试中的应用进行了研究，建立了带减振架的吊索索力精确计算模型及相应计算公式。通过对比减振架拆除前后吊索索股频率的变化规律，确定了索力简化计算方法，并应用于实际工程，具有很高的推广价值。     

斜梁桥横向刚度研究

对工程界有争议的斜梁桥横向刚度问题进行了较深入的研究。通过内力影响面，比较了阶梯中横梁与正交横梁之间的差异，分析了弯扭剪之间的耦合作用，获得了有关合理横向刚度的结论，据此提出了相关工程设计建议。     

现浇层刚度对梁拱组合桥结构性能及荷载试验评定的影响

为研究铺装现浇层刚度对梁拱组合桥结构性能及荷载试验评定影响,采用Midas Civil建立某梁拱组合体系桥,对比分析不同铺装现浇层刚度贡献下梁拱组合桥的内力、变形、动力特性以及荷载试验校验系数。计算结果表明:考虑现浇层刚度使得主梁的惯性矩提升显著,改变了主拱与主梁刚度比,进而影响梁拱组合体系桥梁的整体受力特性。考虑现浇层刚度贡献后,主拱的轴力和挠度均有一定减小;主梁的弯矩有小幅增加,主梁的挠度值有所减少。随着现浇层刚度贡献率的增加,各吊杆的轴力也随之线性增加。随着现浇层刚度贡献率的提高,主梁刚度随之增大,使得以主梁振动为主的振型频率变化较大,其他以主拱振动为主的振型频率变化较小。忽略现浇层刚度使得各工况下的校验系数均有不同程度的降低,高估了实际桥梁的结构性能,影响梁拱组合体系桥荷载试验评定结果。     

直角梯形斜梁桥荷载横向分布的研究

在通过对单距直角梯形斜梁桥的中横梁与主梁的相互作用进行分析的基础上，提出了荷载横向分布的计算方法。结合对单梁的分析，可以计算单跨斜梁桥的内力、反力与变形。通过算例，计算其荷载横向分布影响线，并分析了梯形斜梁桥与平行四边形斜梁桥，正桥间荷载横向分布的差异。     

采用步进加载的桥梁刚度量化识别方法

针对桥梁刚度识别问题, 在常规桥梁荷载试验的基础上, 提出一种将试验加载车沿桥梁纵向逐步前进加载进行桥梁刚度量化识别的方法。引入刚度影响因子矩阵, 采用步进加载及有限元模型分别建立实测挠度变化矩阵和计算挠度变化矩阵, 并建立控制偏差逼近水平从而对刚度影响因子进行识别的方法及流程。以一座系杆拱桥为例, 验证了单一区域及多区域损伤的识别准确性。试验结果表明: 拱脚外区域识别精度可达到6.6%;采用步进加载方法可以对混凝土桥梁的刚度进行定位与量化识别; 采用多项式拟合对测量结果进行修正后, 可提高识别精度, 逼近水平提高18%。     

基于特征熵权与样本加权的大跨桥梁多车道交通荷载聚类模型

为满足交通流荷载作用下大跨桥梁结构评估的需要,研究了基于荷载参数特征的交通流状态划分方法。首先,基于实测交通流数据,按照车道属性统计分析得到交通流的单位小时特征参数样本,选择单位小时内车型比例、车头间距及交通流速度作为交通流状态划分的参考特征;其次,改进经典k-means聚类算法以增强其对高维、复杂交通流荷载分类的鲁棒性,即通过引入特征熵值来表征各特征参数对聚类效果的重要性,同时计算样本点与周围样本点的接近程度来赋予样本点权值,以削弱样本离散性对聚类质量的不利影响;最后,通过聚类算法得到11种具有不同参数特征的交通流荷载,分析了其作用下某大跨斜拉桥拉索应力响应及造成的疲劳损伤。结果表明：改进算法的聚类质量指标比原始k-means算法提高了40%以上,对交通流状态划分具有良好的适用性;通过算法得到的不同类别的交通流荷载的特征参数差异性明显,其占有率也大不相同,同一类别的交通流荷载各样本特征参数聚拢效果良好;同车道内不同类别的交通流荷载的拉索等效应力差别较大,其变异系数均在0.2以上,尤其在考虑了不同交通流荷载模型的占有率后,这种差异性进一步增大。上述结果表明该交通流荷载聚类与模拟方法是有...     

预应力TRM加固混凝土梁最优预应力计算方法

为了扩大纤维织物网增强水泥聚合物砂浆加固技术(TRM)在钢筋混凝土梁加固上的应用范围,深入研究预应力TRM的力学机理,探索纤维预应力的合理取值范围,提高加固设计计算精度。基于预应力TRM加固混凝土梁模型试验与非线性损伤数值试验交互验证,对比分析了原结构和加固结构承载全过程力学机理,在参数影响规律研究的基础上,建立了分析模型,提出了计算方法,得到以下结论：预应力TRM可以有效改善被加固梁截面的受力状态,提高纤维材料强度的利用率;随着纤维预应力的增大,被加固梁承载力存在一个极值点,此极值点对应的纤维预应力即为最优预应力。最优预应力率并非定值,它随纤维加固量的增大而增大,随混凝土强度的增大而减小,初始荷载对其影响可以忽略。以受拉钢筋屈服、受压混凝土压溃、TRM达到设计强度,即3种材料强度均得到发挥,为最优破坏模式,给出的预应力TRM加固混凝土梁正截面承载力的计算方法及其参数优化后的简化计算公式,并进行了精确性验证,可直接应用于设计计算。研究揭示了TRM加固混凝土梁最优预应力的力学机理,提出了可直接应用预应力TRM加固混凝土梁的计算分析方法。     

60 m钢板组合梁桥钢梁施工稳定性分析

钢板组合连续梁桥因自重轻、截面较薄，在施工过程中受外荷载影响存在整体失稳和局部屈曲风险，影响桥梁施工安全。以交通部钢板组合梁桥60 m跨径进行参数分析，研究其施工阶段整体及局部稳定性。同时，对比分析了不同跨径、高跨比和横梁间距下稳定性变化规律。结果表明：（1）随着节段跨径增大，钢梁稳定系数下降，跨径每增大5 m，稳定性降低40%左右，40 m跨径时处于规范限值临界状态；（2）相同跨径下，钢梁稳定性随着梁高增大而减小，梁高超过3.5 m时，40 m跨径单梁稳定系数低于规范临界限值，结构稳定性较差；（3）横梁间距超过10 m时，缩短横梁间距可以提高结构稳定性，间距小于10 m时改变横梁间距对结构稳定性提升不大。