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基于LSTM的近断层桥梁地震响应和易损性快速预测方法 被引量：1
1
作者 郑史雄 雷川鹤 +3 位作者 贾宏宇 曾永平 刘力维 赵灿晖 《中国公路学报》 北大核心 2025年第7期18-30,共13页
近断层区域桥梁灾后快速评估对节约抗震救灾时间和推进灾后重建有着重要的推进作用。为了快速准确地预测近断层桥梁地震响应和桥梁结构损伤易损性,提出了一种基于深度学习的近断层桥梁地震响应和易损性快速预测方法,可用于快速预测近断... 近断层区域桥梁灾后快速评估对节约抗震救灾时间和推进灾后重建有着重要的推进作用。为了快速准确地预测近断层桥梁地震响应和桥梁结构损伤易损性,提出了一种基于深度学习的近断层桥梁地震响应和易损性快速预测方法,可用于快速预测近断层脉冲地震作用下桥梁地震响应及易损性曲线。该方法基于单向多层堆叠式长短时记忆(Long Short-term Memory, LSTM)网络,以地震响应时程与峰值响应两部分作为模型的输出,采用滑动时间窗、残差连接和约束循环核等技术,有效地捕捉到脉冲地震动输入与桥梁响应(如墩底弯矩、墩底曲率和墩顶位移)之间的非线性映射,并基于概率地震需求模型准确预测易损性曲线。以汶川地震中破坏的庙子坪大桥作为实际工程研究对象,基于OpenSees数值模型,建立了619条近场地震动及相对应桥梁非线性地震响应和易损性数据库,验证所提出方法的准确性和快速性。研究结果表明:LSTM模型可以进行长时间、多输出的响应预测,并能够准确捕捉到脉冲地震作用下桥梁结构的地震响应需求;在峰值响应预测中,弯矩指标预测效果最佳,预测值与实际值之比的均值与标准差分别小于1.03和0.12,其次是位移指标与曲率指标;预测的易损性曲线结果与实际结果十分接近,决定系数达0.97,失效概率最大相差1.92%;该方法与传统方法时间对比约为1 s和66 h。所提出的易损性快速预测方法具有较高准确性和快速性,可为灾后桥梁评估提供有力理论支持。 展开更多
关键词 桥梁工程 脉冲型地震动 长短时记忆网络 地震响应预测 易损性预测
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刚构体系中承式梁拱组合桥空间受力研究 被引量：1
2
作者 易云焜 徐梦莹 +2 位作者 汪阳 林春乾 张雅俊 《世界桥梁》 北大核心 2025年第2期51-57,共7页
为给超宽多跨刚构体系中承式梁拱组合桥的简化分析和优化设计提供理论基础,以漳州马洲大桥为背景,研究空间受力特性。建立该桥有限元模型,研究超宽多跨刚构体系中承式梁拱组合桥的空间受力特性;针对影响空间受力的3个关键参数(大横梁横... 为给超宽多跨刚构体系中承式梁拱组合桥的简化分析和优化设计提供理论基础,以漳州马洲大桥为背景,研究空间受力特性。建立该桥有限元模型,研究超宽多跨刚构体系中承式梁拱组合桥的空间受力特性;针对影响空间受力的3个关键参数(大横梁横向刚度、拱肋横桥向位置和系杆张拉力),应用参数分析和力学简化分析2种方法得到各参数合理取值,并将数值分析和力学分析的结果相互验证,分析桥宽对结构稳定的影响。结果表明:多跨刚构体系中承式梁拱组合桥会在墩底产生横桥向反力、顺桥向力矩和扭矩等空间力;大横梁和主纵梁的横向刚度比与其长度比成反比例时为其合理横向刚度,使空间力均接近于0;拱肋至道路中心线的距离为2/3半桥宽时,墩底横桥向反力、顺桥向反力矩和竖向反力矩等空间力接近为0,为拱肋的横桥向合理位置;系杆张拉力除应考虑拱肋水平推力,还应考虑桥墩横桥向力矩,并在二者间进行综合平衡;桥宽增加后桥梁结构一阶失稳系数减小,但对一阶失稳模态和竖向失稳荷载基本无影响。 展开更多
关键词 中承式梁拱组合桥 刚构体系 大横梁横向刚度 拱肋横桥向位置 系杆张拉力 参数分析 有限元法
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几何非线性与徐变效应耦合的平面四边形应力单元分析方法
3
作者 邓继华 谭建平 +2 位作者 邵旭东 王磊 田仲初 《土木工程学报》 北大核心 2025年第8期69-81,共13页
为在高耸大跨混凝土结构分析中考虑几何非线性与徐变效应的耦合作用,文章基于平面应力单元开展计算方法的研究。利用共旋坐标法具有几何非线性与材料非线性脱耦的优点,将混凝土的徐变效应视为特殊的材料非线性而在共旋坐标系中将其等效... 为在高耸大跨混凝土结构分析中考虑几何非线性与徐变效应的耦合作用,文章基于平面应力单元开展计算方法的研究。利用共旋坐标法具有几何非线性与材料非线性脱耦的优点,将混凝土的徐变效应视为特殊的材料非线性而在共旋坐标系中将其等效为徐变初应变荷载,几何非线性则通过共旋坐标系与结构坐标系之间的转换矩阵予以考虑,非线性方程组的求解则采用能将荷载增量法与位移增量法合二为一的统一迭代求解列式,建立平面应力单元考虑几何非线性与徐变耦合的分析方法,提供计算流程,对4个算例进行计算分析,并与已有文献的模型试验和数值计算结果作了比较。结果表明:建立的几何非线性平面四边形应力单元及考虑几何非线性与徐变效应耦合的算法是正确的,考虑几何非线性与徐变效应耦合相对于考虑几何线性与徐变以及仅计入几何非线性而言,在具体计算结果、不同自由度的影响程度以及达到徐变计算稳定值所要取的徐变计算时间方面均有很大的不同。文中方法较容易推广到其他更复杂的共旋法几何非线性单元。 展开更多
关键词 平面四边形应力单元 几何非线性 徐变 共旋法 统一迭代求解
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地震作用下浮式桥梁动力响应及参数影响分析
4
作者 王丕光 沈一鸣 +2 位作者 曲杨 赵密 杜修力 《振动与冲击》 北大核心 2025年第14期149-161,共13页
针对目前浮式桥梁地震响应特征及关键参数影响规律尚不明确的问题,建立了主梁-墩柱-浮筒-锚索整体有限元数值模型。为解决结构-水体间相互作用问题,采用附加质量法模拟地震运动引起的水动力惯性力,而作用在浮筒和锚索上的其他水动力载... 针对目前浮式桥梁地震响应特征及关键参数影响规律尚不明确的问题,建立了主梁-墩柱-浮筒-锚索整体有限元数值模型。为解决结构-水体间相互作用问题,采用附加质量法模拟地震运动引起的水动力惯性力,而作用在浮筒和锚索上的其他水动力载荷则采用Morison方程进行模拟;分析了不同地震动特性、不同地震动强度及不同地震方向作用下,浮式桥梁系统动力响应特性及关键参数影响规律。结果表明:不同地震特性的地震动引发的浮式桥梁响应存在显著差异,低频且能量较为集中的长周期地震动会引发浮桥产生较大的响应,而高频且能量较为分散的短周期地震动引发的浮桥响应相对较小;单独施加x方向地震时,会引发系统z方向上的动态响应,导致单独z向和x-y-z向结构地震动响应存在明显区别,后者动力响应明显大于前者;考虑附加质量的浮式桥梁加速度和位移响应均大于无附加质量的情况;结构阻尼对浮桥的响应有一定抑制作用;而浮筒和锚索的拖曳力对系统响应的影响相对较小。 展开更多
关键词 浮式桥梁 地震响应 水与结构相互作用 参数分析
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拱轴线与作用力的互逆性及陕西铜川玉皇阁大桥吊杆张拉力研究
5
作者 彭元诚 徐欣 +2 位作者 彭健哲 钟毅恒 黄古剑 《桥梁建设》 北大核心 2025年第3期35-41,共7页
为揭示拱式结构合理拱轴线与作用力的互逆关系,简洁快速地基于给定拱轴线逆向求解作用力合理值,推导了由任意分布作用力求解处处零弯矩的合理拱轴线,以及由任意拱轴线求解能够使其处处零弯矩的分布作用力的微分方程,揭示了拱轴线与作用... 为揭示拱式结构合理拱轴线与作用力的互逆关系,简洁快速地基于给定拱轴线逆向求解作用力合理值,推导了由任意分布作用力求解处处零弯矩的合理拱轴线,以及由任意拱轴线求解能够使其处处零弯矩的分布作用力的微分方程,揭示了拱轴线与作用力互逆关系的力学本质。以陕西铜川玉皇阁大桥为例,给出由离散数值型拱肋曲线逆向求解理想分布作用力和优化吊杆张拉力的计算过程,并进行受力分析。结果表明:按所提方法求解得到的玉皇阁大桥优化吊杆张拉力,使该桥拱肋各截面轴向力偏心更小、受力更优,现场监控测量结果良好。 展开更多
关键词 拱式结构 拱桥 拱轴线 作用力 互逆关系 吊杆张拉力优化
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组合梁斜拉桥主梁虚拟双层梁模型
6
作者 陈常松 卢风越 +3 位作者 黄茛 颜东煌 佘勤聪 许巧 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第7期119-131,共13页
为准确模拟钢混组合斜拉桥混凝土桥面板和钢主梁的相互作用和二者之间因混凝土收缩徐变而导致的内力重分配,首先根据组合截面的内力分配特点和基于混凝土收缩徐变的增量递推算法开发了一种连续组合的新型组合梁单元-虚拟双层梁单元,然... 为准确模拟钢混组合斜拉桥混凝土桥面板和钢主梁的相互作用和二者之间因混凝土收缩徐变而导致的内力重分配,首先根据组合截面的内力分配特点和基于混凝土收缩徐变的增量递推算法开发了一种连续组合的新型组合梁单元-虚拟双层梁单元,然后采用三跨连续梁和赤壁长江公路大桥工程对该新型单元进行了验证分析和工程应用,并与工程常用的实际双层梁单元进行了比较研究。结果表明:虚拟双层梁模型计算结果与实测数据吻合较好,且相较于实际双层梁模型,单元数量可减少约67%,计算速度提高约40%。该新型单元既具有较高的计算精度又能够减少主梁单元数量,实现了钢梁与桥面板界面之间的连续组合,不仅能精确模拟混凝土桥面板的收缩徐变效应,还可模拟钢梁与桥面板的分阶段施工过程,为组合结构提供了一种精度较高的改进钢混组合梁模拟方法。 展开更多
关键词 组合梁 斜拉桥 收缩徐变 有限元 虚拟双层梁单元
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钢剪力键三段式预制节段T梁桥承载力计算方法研究
7
作者 王胜斌 殷亮 +1 位作者 周云 慈伟主 《桥梁建设》 北大核心 2025年第4期61-68,共8页
针对传统整体预制梁桥运输受限、混凝土剪力键直剪承载力不足等问题,以常见的25 m跨径T梁桥为设计对象,提出一种钢剪力键三段式预制节段T梁桥设计方案,研究其承载力计算方法。基于局部承压理论提出钢剪力键直剪承载力计算方法,并与文献... 针对传统整体预制梁桥运输受限、混凝土剪力键直剪承载力不足等问题,以常见的25 m跨径T梁桥为设计对象,提出一种钢剪力键三段式预制节段T梁桥设计方案,研究其承载力计算方法。基于局部承压理论提出钢剪力键直剪承载力计算方法,并与文献试验值对比,同时基于混凝土塑性理论提出接缝处和非接缝处抗弯承载力计算方法,以德上高速一座25 m跨径T梁桥为背景,通过足尺模型试验和实桥静载试验验证承载力计算方法的准确性。结果表明:单个钢剪力键直剪承载力、胶接缝承载力计算值与文献试验值之比分别为0.77和0.94,验证了钢剪力键直剪承载力计算公式偏安全;足尺模型试验下,钢剪力键接缝处开裂弯矩、抗弯承载力和非接缝处抗弯承载力的计算值与试验值之比分别为0.96、0.91、0.92,验证了接缝处和非接缝处抗弯承载力计算方法的准确性,所提计算公式能够偏安全地预测钢剪力键三段式预制节段T梁桥的极限承载力;成桥静载试验下,背景T梁桥接缝处无开裂滑移,安全可靠,该桥在设计荷载下的受力性能满足规范要求。 展开更多
关键词 预制节段T梁桥 钢剪力键 局部承压理论 混凝土塑性理论 直剪承载力 抗弯承载力 足尺模型试验 静载试验
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钢混叠合梁面板开裂因素及裂缝控制
8
作者 于英霞 郭洁 +1 位作者 王艳明 李文杰 《河南科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期58-67,M0005,M0006,共12页
钢混叠合梁跨径大,负弯矩区附近面板易出现裂缝,明确开裂影响因素并确定有效的裂缝控制措施,对大跨径钢混桥发展具有重大意义。基于混凝土开裂机理和80 m跨钢混梁精细化模型,分析各影响因素在不同施工荷载下裂缝开展情况。结合原位试验... 钢混叠合梁跨径大,负弯矩区附近面板易出现裂缝,明确开裂影响因素并确定有效的裂缝控制措施,对大跨径钢混桥发展具有重大意义。基于混凝土开裂机理和80 m跨钢混梁精细化模型,分析各影响因素在不同施工荷载下裂缝开展情况。结合原位试验确定裂缝控制效果较好的施工方法并应用。结果表明:混凝土强度、钢筋应力对裂缝开展的影响呈线性减小,且0.5%~1.5%的钢纤维掺量能够提高混凝土抗裂性能。配筋率适当增大可抑制裂缝开展,当超过2.0%时效果不再显著。在负温差及汽车超载60%时,裂缝宽度增加49%。采用提拉叠合技术+优化施工顺序后,面板压应力储备增加6.32 MPa,且受拉区域收敛。次边跨的监测值证明了在该控制措施的作用下桥面板能够更好地抵抗裂缝开展。 展开更多
关键词 大跨径钢混梁 负弯矩区 裂缝宽度 原位试验 裂缝控制 提拉叠合
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正交异性钢桥面板动力问题研究现状及展望
9
作者 马牛静 王荣辉 《桥梁建设》 北大核心 2025年第4期25-32,共8页
为给正交异性钢桥面板的动力设计及运营维护提供参考和依据,对正交异性钢桥面板的力学分析模型及动力计算方法、大幅振动、焊接残余应力、振动疲劳、桥面铺装作用等方面的动力问题研究现状进行分析总结,并提出相应的展望。随着计算机技... 为给正交异性钢桥面板的动力设计及运营维护提供参考和依据,对正交异性钢桥面板的力学分析模型及动力计算方法、大幅振动、焊接残余应力、振动疲劳、桥面铺装作用等方面的动力问题研究现状进行分析总结,并提出相应的展望。随着计算机技术的发展,国内外学者已广泛采用有限单元法、有限差分法、有限条法等数值法分析加劲板的板肋分离模型;薄壁正交异性钢桥面板易产生大幅振动,需采用非线性振动模型进行分析,同时需深入开展车辆荷载长期冲击作用引起的桥面板损伤破坏研究;焊接残余应力对正交异性钢桥面板动力特性的影响,需考虑正交异性钢桥面板的初始应力、应力松弛及应力重分布等关键问题;桥梁疲劳分析方法未能考虑动力特性,需从动力学的角度研究正交异性钢桥面板疲劳问题;有必要分析桥面铺装对正交异性钢桥面板动力特性产生的影响;正交异性钢桥面板动力问题进一步的研究可从初始几何缺陷与焊接残余应力的考虑、非线性模态方法的引进、振动疲劳寿命的影响因素及损伤准则的确定、模型试验与现场试验的开展等方面展开。 展开更多
关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 动力计算 焊接残余应力 振动疲劳 桥面铺装
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预应力混凝土梁体弹性模量理论与试验研究
10
作者 程海根 曾辉 +1 位作者 伍坤 黄小文 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第1期42-49,共8页
研究目的:弹性模量是分析混凝土结构力学性能的关键参数。在预应力混凝土结构设计中,通常直接采用混凝土的弹性模量简化计算,但这种方法忽略了预应力筋和普通钢筋的影响。本研究旨在通过理论分析与试验验证,探索预应力筋和普通钢筋对预... 研究目的:弹性模量是分析混凝土结构力学性能的关键参数。在预应力混凝土结构设计中,通常直接采用混凝土的弹性模量简化计算,但这种方法忽略了预应力筋和普通钢筋的影响。本研究旨在通过理论分析与试验验证,探索预应力筋和普通钢筋对预应力混凝土梁体弹性模量的实际影响,提出一种基于等效刚度相等原则的梁体弹性模量解析公式。利用ANSYS Workbench软件模拟不同配筋条件下的梁体弹性模量,并通过试验验证模型的准确性和可靠性。研究结论:(1)预应力筋和普通钢筋配筋率对预应力混凝土梁体弹性模量均有显著影响,且两者之间存在线性关系;(2)随着配筋率的增加,梁体弹性模量明显提升,当配筋率为3%时,梁体弹性模量相比混凝土弹性模量提高了27.3%;当配筋率为5%时,提高了44.3%;(3)本研究成果可应用于预应力混凝土结构的设计优化中;考虑配筋对弹性模量的影响,能够显著减少结构计算中的误差,提高工程安全性与经济性。 展开更多
关键词 桥梁工程 预应力混凝土 弹性模量 数值模拟 ANSYS Workbench
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空间缆悬索桥主梁吊装过程分析
11
作者 陈铭 万田保 王波 《世界桥梁》 北大核心 2025年第3期96-101,共6页
为研究利用独立悬挂式缆载吊机进行空间缆悬索桥主梁吊装的可行性,以某空间缆悬索桥为背景,采用有限元法对采用该吊机的主梁吊装过程展开分析。有限元模拟时,采用线性弹簧和仅受压弹簧协同模拟主梁节段间的临时连接;通过增加梁单元引入... 为研究利用独立悬挂式缆载吊机进行空间缆悬索桥主梁吊装的可行性,以某空间缆悬索桥为背景,采用有限元法对采用该吊机的主梁吊装过程展开分析。有限元模拟时,采用线性弹簧和仅受压弹簧协同模拟主梁节段间的临时连接;通过增加梁单元引入主缆弯扭刚度和索夹抗弯刚度;基于主缆弯扭刚度限值开展多参数分析并通过关键响应包络进行结果评估。结果表明:在梁段吊装过程中,结构面临吊索弯折、主缆扭转、主缆弯折、主梁合龙难度大、节段临时连接力大等问题,采用2种梁段吊装顺序结构关键响应存在一定差异,采用相关工程措施后均可行。该量化评估方法亦可为主缆间横向顶撑或对拉装置设置的必要性和数量提供决策依据。 展开更多
关键词 空间缆悬索桥 独立悬挂式缆载吊机 吊索弯折 主缆扭转 主缆弯折 弯扭刚度 成桥状态 有限元法
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风与轨道不平顺随机激励下车辆-轨道系统耦合振动的概率密度演化分析
12
作者 周智辉 段湘 +2 位作者 何旭辉 蔡陈之 唐成龙 《振动工程学报》 北大核心 2025年第8期1799-1808,共10页
依据车辆-轨道耦合动力学及概率密度演化理论,建立了考虑横风和轨道不平顺双重随机因素作用的车辆-轨道系统耦合振动模型。采用N维超立方体点集生成离散随机频率和相位代表点集,基于随机谐和函数方法和谐波叠加法分别模拟得到随机轨道... 依据车辆-轨道耦合动力学及概率密度演化理论,建立了考虑横风和轨道不平顺双重随机因素作用的车辆-轨道系统耦合振动模型。采用N维超立方体点集生成离散随机频率和相位代表点集,基于随机谐和函数方法和谐波叠加法分别模拟得到随机轨道不平顺激励样本和风速时程样本,并将所获得的双重随机荷载引入车辆-轨道耦合振动系统中求得代表性响应;采用双边差分法求解所建立的代表性响应的概率密度演化方程,获得振动响应的时变概率密度演化分布,并采用蒙特卡罗法(MCM)验证本文模型的计算效率和精度。研究结果表明:概率密度演化方法(PDEM)适用于横风和轨道不平顺双重随机激励作用下的车辆-轨道系统随机分析,且对于本文模型,当代表性样本点数为300,筛选半径取17.7时能够达到良好的计算效果;仅在单重随机荷载作用下进行随机响应分析不能准确反映车辆-轨道系统的随机动力特性,论证了开展双重随机激励作用下车辆-轨道系统随机分析的必要性。 展开更多
关键词 车辆-轨道耦合系统 概率密度演化理论 筛选半径 横风 轨道不平顺
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封面图片说明
13
作者 杨明(文/图) 畅卫杰(文/图) 周业凯(文/图) 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第3期13-13,共1页
封面图片来自本期论文“LNG油罐车火灾下的大跨径悬索桥结构热力响应”,图片为浙江省舟山西堠门大桥现场实景。西堠门大桥采用分体式钢箱梁悬索桥方案,主跨为1650 m的两跨连续钢箱梁悬索桥,南边跨引桥采用预应力混凝土刚构连续组合箱梁... 封面图片来自本期论文“LNG油罐车火灾下的大跨径悬索桥结构热力响应”,图片为浙江省舟山西堠门大桥现场实景。西堠门大桥采用分体式钢箱梁悬索桥方案,主跨为1650 m的两跨连续钢箱梁悬索桥,南边跨引桥采用预应力混凝土刚构连续组合箱梁的桥梁方案,北跨及中跨为悬吊结构。西堠门跨海大桥桥面经常运输大量易燃物质液化天然气,存在巨大火灾隐患,为了保障桥梁运行安全,依据Babrauskas的油池燃烧理论与Ingason H.的火灾热释放理论,建立了燃料控制的LNG油罐车火灾热释放率指数增长模型,用于模拟桥面开放空间发生的LNG油罐车火灾,进一步计算悬索桥上火灾产生的高温场,分析结构高温下力学响应。依据ABAQUS有限元软件模拟结果,可获取桥梁易被火灾高温影响的危险位置与受高温破坏后对结构安全影响较大的关键构件。对桥梁在火灾中的力学行为进行模拟预测,可提前针对西堠门跨海大桥关键构件采取相应防火措施、增设防火设计。同时验证了外包双层5 mm复合气凝胶绝热层的防护设计在火灾中可以有效降低高温对主缆与吊索的温度影响,从而进行有效的火灾险情的预防与避险。 展开更多
关键词 跨海大桥 悬索桥 易燃物质 悬吊结构 关键构件 燃料控制 热释放率 液化天然气
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拱肋整体提升施工过程中拱脚位移理论计算及参数影响分析
14
作者 占玉林 李俊毅 +2 位作者 侯之瑶 何鹏 朱淑兰 《桥梁建设》 北大核心 2025年第3期42-48,共7页
为研究拱肋整体提升施工过程中的拱脚变形,基于结构力学基本理论,推导考虑提升高度、支架水平刚度、拱肋与水平索材料属性及截面特性、水平索预拉力大小的拱肋整体提升全过程拱脚水平位移(简称拱脚位移)理论解析公式。采用Abaqus软件建... 为研究拱肋整体提升施工过程中的拱脚变形,基于结构力学基本理论,推导考虑提升高度、支架水平刚度、拱肋与水平索材料属性及截面特性、水平索预拉力大小的拱肋整体提升全过程拱脚水平位移(简称拱脚位移)理论解析公式。采用Abaqus软件建立有限元模型进行拱肋提升模拟,以验证该理论解析公式的精确性;分析拱肋、水平索、提升索、支架等的相关参数对提升过程拱脚位移以及提升前、后位移变化率的影响。结果表明:该理论解析公式可操作性强、精度较高,解析解与有限元解吻合良好,误差仅6%左右;拱脚位移与位移变化率对拱肋自重最为敏感,水平索预拉力建议为拱肋自重的50%;增加拱肋与水平索的截面尺寸、刚度能够减小拱脚位移及位移变化率;提升高度与拱脚位移变化率呈正向非线性关系,提升索剩余长度越短,拱脚位移变化率增长越快;不同拱轴线形、悬链线拱轴系数的拱脚位移与位移变化率差异较小;跨径与拱脚位移及位移变化率呈正相关关系;矢跨比越大,拱脚位移越大,但拱脚位移变化率越小。 展开更多
关键词 拱桥 拱肋整体提升施工 提升高度 拱脚位移 水平索预拉力 解析解 参数分析 有限元法
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氯盐腐蚀和多次冲磨耦合作用下超高性能混凝土抗冲磨性能影响
15
作者 樊伟 孙纯杰 +1 位作者 马凌飞 朱张豪 《长安大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期50-59,共10页
针对山区桥墩存在多次冲磨及伴生的腐蚀问题特点,开展氯盐腐蚀和多次冲磨耦合作用下超高性能混凝土(UHPC)和普通混凝土性能试验研究。首先,利用氯盐溶液对UHPC和普通混凝土进行腐蚀,探讨氯盐腐蚀下UHPC和普通混凝土的力学性能;然后,通... 针对山区桥墩存在多次冲磨及伴生的腐蚀问题特点,开展氯盐腐蚀和多次冲磨耦合作用下超高性能混凝土(UHPC)和普通混凝土性能试验研究。首先,利用氯盐溶液对UHPC和普通混凝土进行腐蚀,探讨氯盐腐蚀下UHPC和普通混凝土的力学性能;然后,通过水下钢球法研究UHPC和普通混凝土的抗冲磨性能,对比UHPC在单次冲磨和多次“腐蚀-冲磨”作用下的抗冲磨性能,揭示不同冲磨频率下UHPC的抗冲磨性能变化规律;最后,建立不同冲磨频率下UHPC质量保有量和冲磨时间以及冲磨频率的关系函数,进而对试验数据进行验证。结果表明:经过单次冲磨作用后,氯盐腐蚀28 d的UHPC抗冲磨强度是未经氯盐腐蚀普通混凝土抗冲磨强度的5.97倍;UHPC经过4次“腐蚀-冲磨”循环作用的抗冲磨强度仍为未经氯盐腐蚀普通混凝土抗冲磨强度的2.94倍,说明了UHPC相比普通混凝土具有优异的抗冲磨性能;在相同氯盐腐蚀条件下,相比单次冲磨作用,多次“腐蚀-冲磨”作用会导致UHPC质量损失增加506.62%,说明了基于单次冲磨试验所得到的性能评估可能会导致高估材料的抗冲磨性能,使设计偏于不安全。提出的多次“腐蚀-冲磨”试验与分析方法将推动更为合理地评估桥墩等构件抗冲磨性能,克服传统单次冲磨试验可能导致材料抗冲磨性能被高估的不足。 展开更多
关键词 桥梁工程 超高性能混凝土 试验研究 多次冲磨 抗冲磨性能 氯盐腐蚀
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典型箱梁大桥环境车辆横向气动载荷研究
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作者 宋力 邱从倍 +3 位作者 赵萌 薛佳乐 陈永艳 刘宇男 《公路工程》 2025年第3期119-125,150,共8页
通过缩尺模型风洞试验和CFD相结合的方法,测量了箱梁环境中大型集装箱车模型表面的气动力分布。气动侧向力(阻力)和气动倾覆力矩是影响车辆横向气动稳定性的主要风载荷。不同主梁的截面形式和车道位置的车辆受到的风载荷存在较大差异,... 通过缩尺模型风洞试验和CFD相结合的方法,测量了箱梁环境中大型集装箱车模型表面的气动力分布。气动侧向力(阻力)和气动倾覆力矩是影响车辆横向气动稳定性的主要风载荷。不同主梁的截面形式和车道位置的车辆受到的风载荷存在较大差异,其中位于外侧车道的车辆受到较大气动力。相比外侧车道,车辆在内侧车道的主要气动力明显下降,在跨中梁截面下降约20%、中支点梁截面超过45%。梁高越高,车体气动稳定性更容易受到动态涡脱的影响而恶化。在梁高最高的中支点梁节段,空载车辆最容易发生倾覆事故,临界风速仅21.70 m/s。设置透风率为47%的风屏障后,车体在外侧车道的气动力系数大幅降低。因此设置风屏障可以有效降低车辆风载荷,提高车辆发生风致事故的临界风速,保障车辆的行车安全。 展开更多
关键词 气动力 钝体绕流 风洞试验 流动分离 风屏障
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钢管混凝土组合结构桥梁设计原理与技术发展综述 被引量：7
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作者 姜磊 刘永健 +4 位作者 周绪红 陈宝春 牟廷敏 刘君平 陈洪明 《中国公路学报》 北大核心 2025年第3期278-302,共25页
从国内外工程界对钢管混凝土桥梁应用中脱黏和脱空问题的长期质疑,以及钢和混凝土2种材料差异角度入手,综述了钢管混凝土结构界面黏结性能、界面传力性能和结构承载性能3个方面的研究进展,厘清界面脱黏机理,及其由此带来的界面传力和组... 从国内外工程界对钢管混凝土桥梁应用中脱黏和脱空问题的长期质疑,以及钢和混凝土2种材料差异角度入手,综述了钢管混凝土结构界面黏结性能、界面传力性能和结构承载性能3个方面的研究进展,厘清界面脱黏机理,及其由此带来的界面传力和组合作用失效机理。针对此问题,提出内栓钉和PBL加劲型钢管混凝土桥梁结构,并综述创新结构在界面工作性能、节点力学性能、壁板屈曲性能和构件承载性能4个方面的研究成果,论证了创新结构实现钢管和混凝土共同工作的可行性。结果表明:钢和混凝土2种材料在热传导、收缩徐变、泊松比、弹性模量、强度、截面尺度和成型方式等方面均存在较大差异,是产生钢管混凝土脱黏和脱空、界面传力和组合作用失效的根本原因;钢管混凝土界面黏结强度试验结果离散性大,切向和法向黏结强度均不高于1.5 MPa,混凝土水化热、日照温差、混凝土收缩徐变和轴压荷载、疲劳荷载等多种因素耦合作用下,服役期钢管混凝土桥梁界面不可避免地发生脱黏;不同体系的钢管混凝土桥梁界面传力可分为构件和节点界面传力,尚缺少完善的桥梁界面传力模型,仅能借鉴房建中柱顶构件界面传力和梁-柱节点界面传力模型;不同类型脱黏对钢管混凝土承载性能影响不同,球冠形脱黏影响最小,部分环形脱黏次之,环形脱黏影响最明显;钢管混凝土中内设的栓钉可以起到连接件作用,确保了界面工作性能和节点传力的可靠性;内设的PBL则兼具连接件和加劲肋作用,一方面,确保了钢管混凝土界面和节点传力的可靠性,另一方面,增强了壁板的局部稳定和构件承载机理。 展开更多
关键词 桥梁工程 钢管混凝土桥梁 综述 组合结构 脱黏 界面传力 承载机理 内栓钉钢管混凝土 PBL加劲型钢管混凝土
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基于高斯过程的桥梁结构有限元模型修正方法
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作者 田钦 陈勍苗 +1 位作者 郭新耀 姚凯 《南昌大学学报(工科版)》 2025年第1期49-55,共7页
桥梁健康监测是发现桥梁结构损伤的重要手段,而有限元模型修正是桥梁健康监测的重要研究内容。目前,基于有限元法的模型修正技术计算量大,实用性不强,并且工程结构受荷载变化、材料性能劣化的影响,会引起结构参数的不确定性。为提高计... 桥梁健康监测是发现桥梁结构损伤的重要手段,而有限元模型修正是桥梁健康监测的重要研究内容。目前,基于有限元法的模型修正技术计算量大,实用性不强,并且工程结构受荷载变化、材料性能劣化的影响,会引起结构参数的不确定性。为提高计算效率和考虑结构参数的不确定性,提出了一种基于高斯过程模型的桥梁结构有限元模型修正方法。以简支梁结构为例,采用Sobol序列采样结构的弹性模量、质量密度,然后将所采样本映射到对应的物理空间,代入有限元模型,计算出模型的前三阶频率,进而建立了高斯代理模型。采用高斯代理模型分析简支梁结构前三阶固有频率,修正了结构的弹性模量和质量密度,并且弹性模量和质量密度的修正值与有限元模型计算值之间的误差很小。证实了高斯过程模型可以替代复杂的有限元模型,达到模型参数修正的目的。 展开更多
关键词 桥梁结构 不确定性 健康监测 模型修正 高斯过程
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狮子洋大桥设计风参数及主梁断面气动优化研究 被引量：2
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作者 赵林 刘鹏 +2 位作者 徐军 崔冰 崔巍 《桥梁建设》 北大核心 2025年第1期15-23,共9页
狮子洋大桥为主跨2180 m的双层桥面板桁-箱桁组合钢梁悬索桥,该桥中跨桥面高度处设计基准风速高达48.0 m/s。为确保该超大跨度悬索桥运营阶段的抗风安全性,围绕主梁气动外形优化开展多方案抗风性能比选及风致振动性能评价。结合气象站... 狮子洋大桥为主跨2180 m的双层桥面板桁-箱桁组合钢梁悬索桥,该桥中跨桥面高度处设计基准风速高达48.0 m/s。为确保该超大跨度悬索桥运营阶段的抗风安全性,围绕主梁气动外形优化开展多方案抗风性能比选及风致振动性能评价。结合气象站概率统计模型设计风速和混合气候模式设计风速,确定狮子洋大桥桥位处设计风参数;对5种主梁方案开展主梁节段模型风洞试验,进行主梁方案比选和颤振稳定性气动措施优化、不同扭转阻尼比下涡激共振稳定性评价以及台风气候模式下多模态抖振频域计算。结果表明:桥位设计基本风速取34.9 m/s;颤振稳定性方面,对5种主梁方案,上、下层桥面设置通长纵梁能显著改善主梁断面的气动稳定性,增设桥面底部中央稳定板、封闭下层桥面底部和上、下弦杆风嘴可进一步提升抑振效果;涡激共振响应方面,当扭转阻尼比达到0.32%时,扭转涡激共振基本消失;抖振响应方面,台风下主梁抖振响应显著高于《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T 3360-01—2018)规定的百年重现期内设计风速下抖振响应。推荐主梁方案为上、下层桥面系分别采用正交异性钢桥面板和整体式箱梁的双层桥面板桁-箱桁组合钢梁,其主梁断面可满足颤振、涡激共振和抖振的抗风安全设计要求。 展开更多
关键词 悬索桥 双层桥面板桁-箱桁组合钢梁 台风 风致振动 气动选型 风洞试验
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钢筋混凝土墩柱冲击动力响应简化分析
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作者 任亮 方舟 郑胜佩 《华东交通大学学报》 2025年第3期22-30,共9页
为探讨钢筋混凝土墩柱在冲击作用下的动力响应,基于两自由度质量-弹簧-阻尼模型,结合OpenSees计算平台,在明确钢筋混凝土墩柱等效抗力-位移曲线的基础上,提出了融合材料非线性和冲击应变率效应的钢筋混凝土墩柱冲击简化分析方法,通过与... 为探讨钢筋混凝土墩柱在冲击作用下的动力响应,基于两自由度质量-弹簧-阻尼模型,结合OpenSees计算平台,在明确钢筋混凝土墩柱等效抗力-位移曲线的基础上,提出了融合材料非线性和冲击应变率效应的钢筋混凝土墩柱冲击简化分析方法,通过与钢筋混凝土墩柱落锤冲击试验进行对比,验证了两自由度简化分析方法的有效性。在此基础上,探讨了撞击速度、撞击质量、轴压比和纵筋率等敏感参数对钢筋混凝土墩柱落锤冲击响应的影响。结果表明:提出的简化分析方法计算的冲击力峰值与试验值误差为4.30%,跨中位移峰值误差为2.16%;随着撞击速度和撞击质量的增加,墩柱构件冲击力峰值和跨中位移峰值逐渐增大,但撞击速度和撞击质量的增加会导致构件跨中位移峰值出现时间滞后的特征;随着轴压比与纵筋率的增大,墩柱构件冲击力峰值逐渐增大,而跨中位移峰值表现出逐渐减小的趋势,并且纵筋率变化对冲击力时程曲线中二次冲击影响显著大于轴压比变化的影响。 展开更多
关键词 钢筋混凝土墩柱 冲击动力响应 质量-弹簧-阻尼模型 简化分析
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