行车荷载下钢管混凝土系杆拱桥冲击系数的数值模拟

相比梁桥,对行车荷载下钢管混凝土系杆拱桥振动响应研究较少,且已有研究多取跨中作为观察点来评估桥梁的振动效应。为评估钢管混凝土系杆拱桥的车致振动特性,在有限元软件ABAQUS中建立了全桥有限元动力分析模型,采用板单元模拟桥面板,梁杆单元模拟系梁、横梁、拱肋、风撑和吊杆,并模拟施加移动车辆,获得了不同桥跨位置处的动挠度响应,并与现场动挠度实测结果进行对比,表明了分析模型的正确性。继而,研究了不同车速、轴重及行进路线工况下1/4、1/2和3/4桥跨位置处的动挠度响应,获得了不同桥跨位置的冲击系数。结果表明,系杆拱桥冲击系数随车辆轴重增加而减小,随车速增加先增大后减小,且车辆行进路线距桥面中线越远则冲击系数越小。将上述不同荷载工况的冲击系数与规范和已有经验模型进行对比,发现系杆拱桥最不利冲击位置并不位于桥梁跨中位置。研究结果可为类似系杆拱桥冲击振动安全工程提供参考。     

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。     

大跨度钢结构人行悬索桥受力性能对比分析

为了提高大跨度钢结构人行悬索桥的安全性能,以某实际工程为依托,采用有限元软件Midas/Civil建立整体空间模型,分析单缆体系和双缆体系在人群荷载和风荷载作用下的受力特点以及自振频率特性。结果表明:人群荷载作用下,双缆体系的底缆承担更多荷载,主梁挠度相比单缆体系减小约15%;风荷载作用下,两种结构体系主梁弯矩和挠度的变化趋势比较相似,双缆体系的弯矩和挠度均小于单缆体系;双缆体系的侧弯频率、竖弯频率、竖振频率以及侧振频率相比单缆体系均有所增加。双缆体系具有更优的力学性能,提高了工程安全性,并为类似工程的桥型选择提供有力参考。     

工业建筑可靠性检测鉴定技术讲座(五)

第四讲 结构构件变形检测1 检测目的 检测建筑物整体及结构构件的变形状态是综合判断建筑物可靠性的重要依据之一。结构构件产生过大的变形,不仅说明结构或构件本身的刚度和承载能力下降,有可能发生危险,而且还可能使其它结构构件产生过大应力,导致整个建筑物承载能力下降,而处于不安全状态。因此,在检测结构构件的变形过程中,一方面要注意发生变形的原因、变形不良后果以及变形对其它构件承载能力的不良影响,另一方面还要掌握整个建筑物的变形情况。 由于变形与构件断面、材料强度、荷载大小、裂缝、支承节点等有密切关系,所以检测变形时必须与这些项目同时进行。 变形检测内容包括:结构构件的变形测量和基础沉降观测两大部分。2 结构构件变形测量2.1 测量项目及内容 (1)结构构件挠度测量:梁、板、屋架、桁架、托架等构件在静、动载作用下的挠度值测量。     

斜拉桥成桥安全检测及评价

在对现场测试结果及理论分析结果进行综合分析的基础上,对湘潭湘江三大桥进行总体安全评价,保证桥梁长期稳定运营。理论和实践表明,将安全评价方法、桥梁检测技术与现行桥梁规范结合起来,将桥梁现场静动力荷载试验与理论分析结合起来,以桥梁规范所要求的各类力学标准和性能标准作为安全评价的力学指标和性能指标,对大跨径斜拉桥进行成桥安全检测及安全评价是可行的,而且是必须的,也是我国的桥梁检测技术发展的方向。     

连续钢构桥成桥荷载试验实施方案研究

新建连续钢构桥的质量是保证桥梁安全运营的关键,因此,成桥后通过荷载试验对桥梁质量进行评定以评判桥梁的质量,确保桥梁安全运营,防止安全事故发生就显得至关重要。本文对连续钢构桥成桥荷载试验实施方案进行研究,确定了此类桥梁的试验内容、提出了静载试验方案的加荷原则、控制截面、试验工况和测点布置原则以及动载试验方案的测试内容和脉冲试验、跑车试验、跳车试验、刹车试验的试验方法。运用这些原则和方法能够对新建桥梁的质量进行详细鉴定,以检验设计理论以及施工质量,为即将投入使用的桥梁的运营、养护提供依据。     

重载铁路水冲受损桥墩组合加固技术

为解决冲刷引起的桥梁墩台基础受损,进而引起承载能力降低并危及运营安全的问题,以某重载铁路桥墩洪水冲刷病害为工程背景,采用理论分析和现场试验相结合的方法,提出一套考虑墩身和基础共同加固的增补桩基法+基础加固法的组合技术方法,制定分步实施方案,并应用在实际工程中。结果表明:加固后,单桩承载力、墩顶位移和桩侧土压力等静力指标明显改善,桥墩和桥跨结构横向振动幅值较加固前显著降低,桥墩横向自振频率增大5倍,墩台基础刚度和承载能力显著提高。     

基于车桥耦合振动的高速铁路系杆拱桥吊杆优化布置*

为研究吊杆布置形式对系杆拱桥动力特性的影响,以建成的某主跨度128 m系杆拱桥为工程背景,将车速、吊杆布置形式作为影响因素建立全桥有限元模型;车辆动力模型采用CRH2型动车组,并利用有限元软件ANSYS以及UM（Universal Mechanism）动力学分析软件联合进行仿真分析;研究桥梁结构的吊杆布置形式以及列车过桥运行速度对系杆拱桥结构自振及动力响应的影响。结果表明:斜吊杆拱、网状吊杆拱能明显提高面内振动的自振频率,对面外振动影响微弱;随着速度的增加,位移、加速度、冲击系数等大致呈增大的趋势,且速度等级越高其增大趋势越显著,桥梁的各项动力响应参数均在规范允许限值内;3种不同吊杆布置形式相比较,桥梁跨中横向位移基本不变,网状吊杆拱可以明显降低跨中竖向位移峰值。     

小半径人行桥倾覆稳定性设计与分析

本文采用定量比较方法,改变小半径人行桥的曲线半径或者支座间距大小的同时,控制其他因素不变,从而分析出曲线半径和支座间距对抗倾覆系数的具体影响。结果表明:在小半径人行桥中,曲线半径或者支座间距的增大使得桥梁的倾覆系数有所改善;在使用小半径曲线桥梁时,若抗倾覆不通过,采用墩梁固结的方法改善桥梁的倾覆问题,且发现边跨的内力有所改善,中跨的内力有所增加,对于墩顶由于刚度的整体提升,墩顶负弯矩在整体上表现为增大,设计人员应着重考虑边中跨及墩顶的配筋优化。研究结果为小半径人行景观桥的设计提供了一定参考价值。     

铁路简支梁桥桥台承受列车制动力的计算分析

铁路桥台是桥梁和路基之间过渡的结构物,列车制动力通过桥台进行传递,其传递的机理和数值大小对桥台设计意义重大。笔者首次应用桥墩线刚度概念,把长钢轨力传到路基或更多的桥跨上,目的在于增加桥墩台抵抗长钢轨力的能力,以减小每个墩台的长钢轨力。应用结构分析的伪动力法,对不同跨度、不同长度的铁路简支梁桥墩台承受制动力进行大量计算;确定了16 m,24 m及32 m跨度桥梁的桥墩台可能承受的最大制动力,并与试验结果进行对比分析;研究了桥台传递列车制动力的机理,为确定简支梁桥的墩台制动力设计值提供了理论基础。通过分析制动力作用下的桥台安全性问题及措施,提出了列车制动力率取0.2和有效制动力率取0.15比较合理的数值,以确保列车运营的可靠与安全。