预应力混凝土连续小箱梁桥荷载试验研究

为评估鄂钢东西区连接公路桥在正常运营状态下的承载能力和安全性,选取该桥第一、三联的预应力混凝土连续小箱梁进行静、动荷载试验。在静荷载下测试最不利断面的应力和挠度,通过动荷载试验来测试该桥的自振频率、振幅和冲击系数,并与理论值进行对比。结果表明：主梁测试桥面的挠度校验系数和断面的应力校验系数的理论值大于实测值,其最大相对残余变形和残余应变率均不超过20%;第一、三联一阶竖向振动频率实测值分别为3.20、3.55 Hz,实测值均大于计算值,结构整体刚度满足要求;第一、三联实测桥梁冲击系数分别在0.12～0.16和0.15～0.18,桥梁在冲击荷载作用下能正常运营。在正常运营状态下,桥梁结构的整体刚度满足设计要求,且处于弹性工作状况,该桥的自振频率和冲击系数均在合理范围内,表明鄂钢东西区连接公路桥整体承载能力满足公路I级荷载要求。     

双悬臂门式起重机抗倾覆稳定性的校核

<正>按主梁结构型式分类,通用门式起重机有单主梁门式和双主梁门式之分。门架结构有双悬臂、单悬臂和无悬臂3种。通用门式起重机使用于露天仓储区,使用频率较高且工作环境较为恶劣。GB/T 14406—1993《通用门式起重机》对其主要受力构件的外形尺寸有推荐性的要求。笔者日前对1台MD50/10型电动双主梁双悬臂门式起重机进行制造监检时,发现其跨度为     

荷载重分布对退化钢筋混凝土桥可靠性的影响

为了能依据体系可靠度的概念对桥梁进行优化设计 ,找到体系可靠度与失效构件数目及失效顺序的关系 ,笔者以某钢筋混凝土简支梁桥为例 ,将 5片T梁看作一个主梁体系 ,针对几种不同的主梁体系失效模式 ,采用“修正刚性横梁法”计算了当主梁体系中有一片或两片梁失效后剩余各主梁的荷载横向分布系数 ,讨论了荷载重分布对单片主梁和主梁体系可靠性的影响。结果表明 :失效梁离剩余梁越近 ,失效梁越多 ,剩余梁可靠性越低 ,而随着荷载重分布程度的加深 ,体系可靠度有所增加。     

基于荷载试验的空心板桥加固效率分析

基于3座预应力混凝土空心板桥在试验荷载下加固前后荷载试验及理论计算得出的板底平均应力和挠度结果,对比粘贴碳纤维筋加固、简支转连续加固和粘贴钢板加固3种方法对简支预应力空心板桥结构的力学性能的提升效果。结果表明,粘贴碳纤维筋加固及粘贴钢板加固方法对结构刚度有轻微提高,对结构的延性及承载力有一定的提高;简支转连续加固方法在荷载作用下挠度减小最为明显,对结构刚度和承载力提升明显,对支点处的抗剪承载力也有所提升。     

基于神经网络的矮塔斜拉桥近断层地震响应参数敏感性分析*

为研究近断层地震动对矮塔斜拉桥地震响应参数敏感性的影响,提出基于BP神经网络配合有限元分析的参数敏感性分析方法（FBSA法）,以某铁路矮塔斜拉桥为研究对象,进行参数化有限元建模,运用BP神经网络计算近断层地震动作用下矮塔斜拉桥响应以及自振频率对各参数的敏感性系数,分析近断层脉冲地震动对地震响应敏感性的影响规律。研究结果表明:FBSA法可快速、精确地完成敏感性分析,为抗震设计与优化提供更全面的参考;矮塔斜拉桥几何布置和截面尺寸对振型刚度影响较大;近断层脉冲地震动作用下,桥梁位移和内力响应明显增大,各设计参数对桥塔位移、桥墩位移和内力以及主梁横向位移和弯矩的参数敏感性具有显著影响,对主塔内力和主梁竖向位移参数敏感性的影响不明显。     

先张法预应力空心板桥简支转连续加固方法

先张法预应力空心板桥在服役过程中会出现跨中挠度过大、预应力钢束配筋不足以及预应力损失过大等问题,从而导致桥梁线型不正常、抗弯承载能力不足,再加上先张法钢束不上弯,不能更好参与抗剪,往往会使得支点截面产生抗剪能力不足的现象。要使桥梁同时满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求,需对其加固。对于多跨简支体系的先张法板桥,较好的方法是采用简支转连续的加固方法。以云南玉溪黑箐桥简支转连续加固为例,分别采用理论计算和荷载试验的方法对该桥进行分析。理论计算的结果表明:体系转换后,跨中弯矩、挠度明显减小,达到了加固效果,提高了桥梁的抗剪、抗弯承载力和抗裂性。荷载试验结果表明:简支转连续加固后,空心板底缘应力平均降低13.2%、挠度平均减小20.7%,结构刚度大幅度提高。     

矮塔斜拉桥单侧断索和双侧对称断索影响效应分析

为研究断索现象对矮塔斜拉桥力学性能和安全性的影响，以浙江某实际工程为背景，使用Midas/Civil建立有限元模型，研究单侧单束断索和双侧对称断索两种工况分别对斜拉索索力、塔顶DX位移和主梁跨中弯矩的影响。研究发现：单侧断索对断索侧索力和跨中弯矩、主塔塔顶DX位移的影响较大；双侧对称断索对主塔两侧索力和跨中弯矩影响趋势相同，对边塔塔顶DX位移影响较大；最外侧斜拉索断裂对3个力学指标的影响均为最大，故实际运营中应重视对外侧斜拉索的保护。     

碳纤维布加固高温作用后的连续梁试验研究和功能可靠度分析

比较分析了五根混凝土连续梁在碳纤维布加固后的极限荷载、变形、裂缝、延性系数等指标.在实际加固工程中无法对钢筋混凝土连续梁梁项进行加固,因此在试验中采用CFRP来加固梁的跨中,增强其正截面的抗弯承载力,并利用梁支座处出现塑性铰,引起弯矩重分布的特性,来达到加固的目的.为使试验更加接近加固工程实际情况,试验中加固是在持载情况下进行的.试验研究表明：使用碳纤维布提高高温作用后的混凝土连续梁的方法,能有效地抵抗二次火灾的影响;基于试验结果,推导出高温作用后碳纤维布加固的实用设计方法,与试验数据可以较好地吻合.在不能找出加固后梁所有失效模式的情况下,利用分阶段平截面弹塑性分析法求出加固后连续梁的极限挠度,求出了梁的功能（挠度）可靠度.     

基于Winkler模型的沿空留巷底板变形力学分析

沿空留巷顶板岩层垮落到底板时,会影响底板的受力和变形,进而导致底臌,底臌的产生将直接影响采煤工作开展。为了对巷道底板的变形机理进行研究,根据空留巷底板受力特点,将巷道底板视为弹性地基梁,建立顶板岩层垮落在巷道底板上的不均匀荷载作用下的Winkler弹性地基梁力学模型,通过对高阶微分方程求解,分析巷道底板任一处的挠度、转角、弯矩及剪力的分布规律,并结合内力分布规律对底板破坏机理进行分析。结合工程实践,提出了防止底板变形的措施,为类似工程的设计及施工提供参考。     

覆土阻力对挖掘机损伤输气管道的动力响应研究

工程中管道挖掘损伤多为挖掘机具穿透土层后作用在管道上而导致。为确定覆土阻力下挖掘机对管道的损伤情况,利用ADAMS多体动力学软件,建立多体动力学仿真模型,再现挖掘过程,获取不同工况下有覆土阻力时管道所受挖掘荷载的时程曲线;最终将荷载时程曲线导入到ABAQUS有限元软件中,分析管道的动力响应情况。研究结果表明:单齿作用下管道承受的挖掘荷载的峰值是五齿作用下的1. 3～1. 9倍;与铲斗接触处的管道横截面的各项力学特征以接触点所在竖轴线为中轴线呈对称状态;挖掘荷载作用下,输气管道的Mises应力随着覆土厚度的增大而减小,且在覆土厚度变化量相同的情况下,覆土越深管道的Mises应力变化量越小。     

钢结构人行天桥自振频率优化分析

为了提高人行天桥的整体安全性,该文在结构设计的理论基础上提出了一系列有效措施。以楚雄市某钢箱人行天桥为依托,采用结构优化的方式,利用有限元软件建立参数化模型,以梁高和二期荷载为变量,以基频和时程为目标函数,分别将钢箱梁梁高增加20 cm和30 cm,将原混凝土铺装更换为轻型材料聚氨酯塑胶,天桥的基频提高到原来的两倍多。结果表明:梁高和铺装对人行天桥抗震性能有着显著的影响,增加梁高,采用轻型铺装,能有效地优化人行天桥的自振频率,保证了结构安全,可为类似结构的安全运行提供有力参考。     

在役悬索管道抗风性能研究及结构退化分析*

为提高在役成品油悬索跨越管道结构及性能的可靠性，保障长输油气管道生产运营的安全，建立某在役成品油悬索跨越管道的有限元力学仿真模型，研究风载荷对悬索跨越管道的影响作用，探讨主索、吊索等主要构件性能退化时对悬索管道安全性的影响规律。结果表明:通过有限元模拟可以得到管道失效风速为60 m/s，远大于极限风速，且涡激振动振幅很小；主索腐蚀、吊索断裂以及是否存在抗风索这3种情况均能影响结构的安全性。相关企业应当对结构的重要构件进行定期检修，以保障生产运营安全。     

薄膜结构在动风荷载下的安全性能分析

从理论和实践两方面对薄膜结构在风荷载下的安全性能进行了研究。根据随机过程理论 ,用计算机模拟生成具有空间相关性的风场。发展建立了膜结构几何非线性动力响应问题的有限元公式 ,并以此为基础对一具体的膜结构进行了动力时程响应分析。通过观察膜结构在不同风速下的位移时程曲线 ,笔者发现 :当外界风速小于一定的临界风速时 ,结构的位移响应会逐渐趋于稳态 ,结构的振动逐渐趋于稳定 ,这时结构是安全的 ;当外界风速超过或接近临界风速时 ,结构的振幅会逐渐增大 ,膜结构将可能发生驰振损坏。进而提出了通过增大膜内预应力或提高膜曲面的曲率来防止膜结构风振破坏的方法 ,并指出了在设计和施工中为保证膜结构的风振安全应当采取的措施。     

不同轨道梁模型对磁悬浮车/桥垂向耦合动力响应的影响探讨

磁悬浮铁路大量采用了封闭式高架桥。目前国内的磁悬浮车 /桥动力响应研究的模型中 ,轨道梁大多假设为梁单元。笔者将分别建立梁单元和板壳元的轨道梁模型 ,通过自编车 /桥垂向耦合程序 ,探讨这两种模型在不同车速和轨道状态下对磁悬浮车辆 /桥垂向耦合动力响应的影响。笔者得出在一定车速以下梁单元轨道梁模型梁跨中挠度将稍小于板壳元轨道梁模型的梁跨中挠度 ,而车体加速度相差不大 ,说明轨道梁假设为梁单元是简单合理的 ;不同轨道状态时 ,板壳元轨道梁模型和梁单元轨道梁模型的梁跨中挠度相差不很大 ,但车体垂向加速度相差较大 ,因此 ,在不同轨道状态下轨道梁模型的选取对磁悬浮车辆 /桥动力响应的影响较大。这些研究将对磁悬浮高架线路设计和磁悬浮列车安全运行具有一定的理论指导意义。     

盾构切削桩引起的桩基承载特性变化及可行性研究*

为分析兰州地铁盾构隧道穿越既有桥梁工程方案的可行性,采用有限元数值模拟,研究盾构施工切削桩引起的桩基承载特性变化,分析盾构切削桩基前后桩体轴力、侧摩阻力和弯矩变化,探讨地表及桩基的位移变化。结果表明:直接切削桩将导致桩顶荷载重分布,隧道两侧1,4号桩桩顶荷载增大且增大19.3%~26.7%,而切断桩荷载减小且减小25.5%~29.2%;桩土相对位移随着盾构掘进而增大,促使基桩侧摩阻力的发挥整体呈增强趋势;各基桩弯矩均增大,致使桩基在桩顶以下4 m及隧道中心平面附近存在2个不利截面,各基桩最大弯矩增大2.0~5.2倍;直接切削桩将导致地表、基桩沉降激增,从而导致水平位移增大,致使承台由初始受力状态时的整体沉降变为挠曲变形为主,最大相对沉降达到5.01 mm,超过控制限值。可见,直接切削桩对既有桥梁桩基的承载特性影响显著,此方案不可行,应在盾构施工前采取加固措施。该研究结果可为类似工程提供参考。     

基于小波变换风力发电机组振动安全监测系统设计

针对风力发电机组运行过程中产生的振动对机组带来的安全危害,讨论了风力发电机组振动测量的要求及对振动传感器的要求,分析发电机组振动的频率范围,简要介绍了小波变换及其算法,研究利用小波变换将加速度振动传感器测量的风力发电机组振动信号分解到不同尺度,在LabVIEW软件平台上设计了一套机组振动安全监测系统。系统主要由传感器系统、数据采集与预处理系统、振动数据分析处理系统三部分组成,实现对振动信号的实时监控。介绍了振动测量方案,提出了硬件和软件设计方法,给出了系统构成和程序设计流程图。系统进行了仿真测试,验证了系统的可靠性。