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考虑剪切变形与刚度退化的桥墩泥石流冲击全过程变形计算方法研究
1
作者 刘洋 赵雪帆 李涛 《桥梁建设》 北大核心 2026年第1期106-113,共8页
为研究泥石流冲击对桥墩变形的影响,基于弹性理论及塑性铰极限位移理论,考虑剪切变形影响,建立泥石流冲击作用下桥墩受力全过程变形计算公式。以国道317线汶川至马尔康公路某单柱式桥墩为背景,制作桥墩缩尺模型,进行清水流、飞溅型泥石... 为研究泥石流冲击对桥墩变形的影响,基于弹性理论及塑性铰极限位移理论,考虑剪切变形影响,建立泥石流冲击作用下桥墩受力全过程变形计算公式。以国道317线汶川至马尔康公路某单柱式桥墩为背景,制作桥墩缩尺模型,进行清水流、飞溅型泥石流和爬高型泥石流对桥墩的冲击试验,验证桥墩变形计算公式,分析不同类型泥石流和不同冲击深度下的冲击现象及对桥墩变形的影响规律。结果表明:桥墩变形计算公式能解决墩身发生破坏、截面出现裂缝及截面刚度变化后的变形计算问题,计算结果与试验实测值吻合良好;随着泥石流容重增大,泥石流在运动到桥墩时流速降低,冲击效果减弱,墩顶位移减小;冲击深度越大,桥墩变形越显著;相同类型泥石流和冲击深度下,龙头冲击阶段墩顶位移高于稳定流冲击阶段。 展开更多
关键词 桥墩 泥石流 冲击 墩顶位移 冲击深度 计算方法 冲击试验
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海啸作用下近海箱型桥梁下部结构受力机制数值研究
2
作者 谷音 俞安华 《工程力学》 北大核心 2026年第1期161-173,共13页
近海桥梁面临着海啸等极端波浪的威胁,巨大的波浪力对桥梁下部结构产生严重影响,其受力机制尚不明确。采用OpenFOAM开源软件,基于RANS方程和SSTk-ω湍流模型模拟海啸,构建了不考虑上部结构的桥墩和考虑上部箱梁结构的桥墩-梁两种结构形... 近海桥梁面临着海啸等极端波浪的威胁,巨大的波浪力对桥梁下部结构产生严重影响,其受力机制尚不明确。采用OpenFOAM开源软件,基于RANS方程和SSTk-ω湍流模型模拟海啸,构建了不考虑上部结构的桥墩和考虑上部箱梁结构的桥墩-梁两种结构形式的海啸波荷载作用模型进行了分析比较,研究了海啸作用下近海箱型桥梁下部结构的水平力分布和受力机制,并分析了不同分布力对桥墩力矩的影响。研究结果表明:考虑箱梁对流体影响后,桥墩-梁模型中海啸作用于桥墩的水平力峰值为单独桥墩模型的1.45倍~1.96倍;桥墩-梁模型中桥墩的海啸作用分布力差异较大,墩顶受力最大,后逐渐减小,墩中部到墩底受力比较均匀,而单独桥墩模型的海啸作用力分布比较均匀,墩顶到墩底受力相差不大;桥墩-梁模型中海啸作用于桥墩的力矩峰值为单独桥墩模型的1.60~2.33。海啸作用下近海箱型桥梁下部结构受力应充分考虑上部结构箱梁对周围流体的影响,研究对于桥墩的破坏模式的判别及其减灾防护措施的制定具有重要的意义。 展开更多
关键词 近海桥梁 下部结构 箱型 海啸 受力机制
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体外预应力钢筋混凝土梁收缩与徐变的精细有限元分析
3
作者 李贤仰 邓继华 +1 位作者 梁璐祎 彭建新 《中外公路》 2026年第1期161-168,共8页
为准确分析体外预应力钢筋混凝土梁的收缩、徐变效应,该文提出一种基于精细单元分析的体外预应力钢筋混凝土梁收缩、徐变分析方法。首先,根据体外预应力筋为常应变构件的受力特点,对体外预应力筋在锚固位置和转向块位置处与混凝土梁体... 为准确分析体外预应力钢筋混凝土梁的收缩、徐变效应,该文提出一种基于精细单元分析的体外预应力钢筋混凝土梁收缩、徐变分析方法。首先,根据体外预应力筋为常应变构件的受力特点,对体外预应力筋在锚固位置和转向块位置处与混凝土梁体存在的几何与节点位移关系进行微分处理,基于虚功原理获得体外预应力筋需迭代求解的单元刚度矩阵;其次,基于收缩、徐变作用下钢筋与周围混凝土黏结良好、两者应变协调的假定,结合收缩、徐变分析的初应变法,建立了考虑钢筋影响的钢筋混凝土梁单元收缩、徐变分析模型;最后,综合上述成果,建立了体外预应力钢筋混凝土梁的收缩、徐变分析方法,研制出相应程序。通过对2片体外预应力钢筋混凝土梁的收缩、徐变进行分析,并与相关文献进行对比。结果表明:该文建立的体外预应力混凝土梁收缩、徐变分析方法正确,计算模型中,若将体外预应力筋按体内有黏结预应力筋处理,或不考虑混凝土梁体中普通钢筋的影响,均会给计算结果带来误差。 展开更多
关键词 体外预应力 钢筋混凝土梁 收缩、徐变 单元刚度矩阵 精细有限元分析
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基于移动车辆荷载作用下锚固点振动响应结合机器学习的斜拉索损伤识别研究
4
作者 曾有艺 杜家锐 +2 位作者 张家滨 王金昊 樊继荣 《中外公路》 2026年第1期177-187,共11页
移动车辆荷载作用下采集的桥面振动响应数据,包含了很多桥梁的几何参数信息,能有效地对结构损伤进行识别。机器学习算法能够挖掘响应数据中的关键信息,捕捉其中线性关系。该文以韶州大桥为背景,建立斜拉桥有限元模型,将多种不同车辆参... 移动车辆荷载作用下采集的桥面振动响应数据,包含了很多桥梁的几何参数信息,能有效地对结构损伤进行识别。机器学习算法能够挖掘响应数据中的关键信息,捕捉其中线性关系。该文以韶州大桥为背景,建立斜拉桥有限元模型,将多种不同车辆参数的两轴货车荷载作用在不同斜拉索小损伤工况下的斜拉桥模型上,模拟计算移动荷载作用下斜拉桥模型的振动响应。采用主成分分析(PCA)技术对加速度数据降维压缩,并结合贝叶斯优化后的最小二乘法支持向量机模型(BO-LSSVM),开展不同荷载组合下斜拉索的损伤定位与定量分析。针对多根拉索损伤预测不准确的情况,提出了将定位标签整合到损伤数据中的方法。结果表明:基于大量的损伤响应数据,BO-LSSVM模型能寻找到最佳的超参数组合,有效分析复杂响应数据,利用移动车辆荷载实现拉索损伤程度的监测分析。利用PCA对加速度响应数据进行降维压缩,在保证预测精准度的同时,提高了机器学习的计算效率,节约了计算资源。且在多损伤数据特征数据中添加定位标签方法有效提高了损伤识别的准确性。该研究为实际工程中的损伤实时监测提供了模型参考与技术理论基础。 展开更多
关键词 斜拉桥 车桥耦合 振动响应 数据压缩 贝叶斯优化 最小二乘法支持向量机 损伤识别
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腐蚀钢丝应力及疲劳寿命数值模拟研究
5
作者 殷新锋 汤胜 +1 位作者 张明 晏万里 《交通科学与工程》 2026年第1期73-79,共7页
【目的】研究腐蚀钢丝椭球形蚀坑处的应力分布及疲劳寿命。【方法】通过建立若干组不同尺寸的钢丝点蚀坑有限元模型,分析蚀坑长宽比、深宽比对应力集中的影响规律,并拟合出应力集中系数的近似计算公式,进而实现对腐蚀钢丝疲劳寿命的估... 【目的】研究腐蚀钢丝椭球形蚀坑处的应力分布及疲劳寿命。【方法】通过建立若干组不同尺寸的钢丝点蚀坑有限元模型,分析蚀坑长宽比、深宽比对应力集中的影响规律,并拟合出应力集中系数的近似计算公式,进而实现对腐蚀钢丝疲劳寿命的估算。【结果】以长宽深相等的球形坑为基准,当长宽比以0.2为间隔增大时,应力集中系数分别下降9.6%、16.5%、21.6%;当深宽比以0.2为间隔增大时,应力集中系数分别增加6.2%、11.5%、16.1%。显然,在等比例尺寸变化条件下,长宽比对应力集中系数的影响比深宽比对应力集中系数的影响大。疲劳寿命估算结果表明:当深宽比一定时,长宽比每减小0.2,疲劳寿命约降低50%;当长宽比一定时,深宽比每减小0.5,疲劳寿命约增加100%。【结论】研究成果可为腐蚀钢丝的安全评估与剩余寿命预测提供理论依据。 展开更多
关键词 点蚀 应力集中 名义应力法 疲劳寿命
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基于Midas的人行悬索桥施工过程建模分析
6
作者 许华章 《科技与创新》 2026年第3期125-128,共4页
以天柱山人行悬索桥为例,利用桥梁结构有限元分析软件MIDAS/Civil对施工过程进行了详尽分析,计算了典型施工控制工况下的结构位移和应力,有效确保了施工过程的安全性。研究结果表明,天柱山人行悬索桥所采用的施工方法安全可靠,所得计算... 以天柱山人行悬索桥为例,利用桥梁结构有限元分析软件MIDAS/Civil对施工过程进行了详尽分析,计算了典型施工控制工况下的结构位移和应力,有效确保了施工过程的安全性。研究结果表明,天柱山人行悬索桥所采用的施工方法安全可靠,所得计算理论数据可作为该桥施工监控工作的宝贵参考。 展开更多
关键词 悬索桥 施工控制 主梁安装 建模分析
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主梁断面三自由度耦合非线性颤振分析 被引量：1
7
作者 胡朋 袁邦荣 +2 位作者 韩艳 李凯 陈旭 《工程力学》 北大核心 2026年第1期174-184,共11页
为分析主梁断面三自由度耦合非线性颤振特性并考察侧向自由度对非线性颤振特性的影响,以某典型箱梁断面为例,建立了一种考虑18个幅变颤振导数的三自由度耦合非线性颤振分析方法。采用强迫振动数值模拟技术识别了该断面不同折减风速和不... 为分析主梁断面三自由度耦合非线性颤振特性并考察侧向自由度对非线性颤振特性的影响,以某典型箱梁断面为例,建立了一种考虑18个幅变颤振导数的三自由度耦合非线性颤振分析方法。采用强迫振动数值模拟技术识别了该断面不同折减风速和不同振幅下的18个幅变颤振导数。基于识别的幅变颤振导数采用建立的三自由度耦合非线性颤振分析方法计算了该断面的非线性颤振响应,并与自由振动数值模拟结果进行对比,验证了幅变颤振导数识别结果和非线性颤振分析方法的准确性。量化了侧向自由度对非线性颤振的影响,并揭示了其影响机制。研究结果表明,侧向自由度的参与不仅在一定程度上降低颤振临界风速,也会增大非线性颤振的稳态振幅,且振幅越大这种增幅越明显,这主要是因为侧向自由度的引入降低了扭转模态分支的阻尼比,进而降低了系统的稳定性。进一步地,组成扭转模态分支阻尼比的各项中,扭转-竖向耦合气动阻尼比与扭转-侧向耦合气动阻尼比项均不利于扭转模态运动的稳定。 展开更多
关键词 非线性颤振 箱梁 侧向振动 幅变颤振导数 数值模拟
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环境激励下大跨度斜拉桥模态参数识别的贝叶斯谱分解法研究
8
作者 封周权 张吉仁 +4 位作者 温青 石双发 景强 高文博 华旭刚 《振动工程学报》 北大核心 2026年第2期321-329,共9页
近年来,由于贝叶斯模态识别方法优越的不确定性量化能力,其在大跨度桥梁领域的应用日益广泛。为了进一步提升贝叶斯模态参数识别的计算效率,基于频域分解法(FDD)与贝叶斯谱密度法(BSDA)的思想,提出了贝叶斯谱分解法(BSD)。分别对每阶模... 近年来,由于贝叶斯模态识别方法优越的不确定性量化能力,其在大跨度桥梁领域的应用日益广泛。为了进一步提升贝叶斯模态参数识别的计算效率,基于频域分解法(FDD)与贝叶斯谱密度法(BSDA)的思想,提出了贝叶斯谱分解法(BSD)。分别对每阶模态附近的响应谱矩阵进行奇异值分解,得到奇异值(包含频率和阻尼信息)和奇异向量(包含振型信息);利用奇异值和奇异向量的统计特性推导了待识别模态参数的后验概率分布函数,将模态参数识别转化为求最大后验概率点的优化问题;采用高斯分布近似后验概率分布函数以实现识别结果的不确定性量化。通过一个6层框架的数值模型对贝叶斯谱分解法的有效性进行了验证。随后将贝叶斯谱分解法应用于一座大跨度斜拉桥中,利用环境振动数据识别得到了桥梁的模态参数,并与随机子空间法(SSI)识别结果进行了对比分析,识别结果进一步证明了贝叶斯谱分解法的有效性和先进性。 展开更多
关键词 大跨度斜拉桥 模态识别 贝叶斯推理 环境振动 谱分解 不确定性量化
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基于车桥耦合振动和深度学习的连续梁桥损伤间接识别
9
作者 陈代海 崔华 +2 位作者 李整 许世展 张宇 《应用基础与工程科学学报》 北大核心 2026年第1期188-198,共11页
针对现有以车辆响应间接识别桥梁损伤方法的不足,基于公路桥梁车桥耦合振动理论,将车桥耦合振动响应与不同类型的深度学习模型相结合,对桥梁损伤间接识别方法的应用进行拓展.以三跨连续梁桥为例,建立汽车和桥梁分析模型,以单元刚度折减... 针对现有以车辆响应间接识别桥梁损伤方法的不足,基于公路桥梁车桥耦合振动理论,将车桥耦合振动响应与不同类型的深度学习模型相结合,对桥梁损伤间接识别方法的应用进行拓展.以三跨连续梁桥为例,建立汽车和桥梁分析模型,以单元刚度折减的方式模拟桥梁损伤,拟定不同的损伤工况.考虑路面粗糙度的随机性,在多种路面粗糙度下进行车桥耦合振动分析,获取车辆的竖向加速度振动信号.运用以车辆加速度响应作为网络输入的端对端损伤识别方法,分别构建一维卷积神经网络(1D-CNN)和卷积长短期记忆神经网络(CNN-LSTM)两种模型,对两者的识别效果进行对比分析.研究结果表明:两种网络均取得了较好的识别效果,CNN-LSTM在识别准确度和计算效率上要比1D-CNN更有优势. 展开更多
关键词 公路桥梁 车桥耦合振动 损伤识别 深度学习 卷积神经网络 车辆响应
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不同地震作用下铁路简支梁桥轨道结构系统响应研究
10
作者 唐鹏 吕龙 罗枭 《铁道标准设计》 北大核心 2026年第3期107-116,共10页
近断层脉冲型地震动特性和复杂的轨道系统会对高速铁路简支梁桥的地震响应产生严重影响。以典型五跨铁路简支梁桥为研究对象,采用OpenSees建立桥梁精细化有限元模型,研究在近断层有脉冲、无脉冲及远场地震动参数特性下,扣件纵向阻力、... 近断层脉冲型地震动特性和复杂的轨道系统会对高速铁路简支梁桥的地震响应产生严重影响。以典型五跨铁路简支梁桥为研究对象,采用OpenSees建立桥梁精细化有限元模型,研究在近断层有脉冲、无脉冲及远场地震动参数特性下,扣件纵向阻力、滑动层摩擦系数、剪力齿槽刚度和轨道约束作用对桥梁结构及轨道系统的地震动响应影响研究。结果表明,在不同地震动类型动力响应下,近断层有脉冲型地震动对桥梁结构的影响最为显著;扣件纵向阻力对墩底纵向剪力和弯矩整体影响较小,但会使钢轨最大位移和应力增加60%~110%;滑动层摩擦系数对桥梁结构影响较小,下降幅度整体低于15%,但对轨道内力及位移影响较大,使得钢轨最大位移及应力平均增加60%~80%,梁轨相对位移降低约40%;剪力齿槽刚度会对轨道内力产生明显影响,对桥梁结构中墩底纵向剪力及弯矩影响较小,降幅低于15%,但会使得墩顶纵向位移降幅约30%;轨道约束作用将会显著降低桥梁地震响应,在脉冲型地震动下,桥梁结构内力及墩顶纵向位移降低约30%。针对研究的具体桥梁,在脉冲型地震动下,当扣件纵向阻力取20 kN/m、滑动层摩擦系数取0.5、剪力齿槽刚度取1.0×10^(5)kN/mm、有轨道约束时有较好抗震效果。 展开更多
关键词 高速铁路 简支桥梁 近断层地震动 数值计算 轨道系统 地震响应
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移动龙卷风作用下大跨度桥梁流线型箱梁风效应数值模拟研究
11
作者 王浩 张寒 +3 位作者 杨国琛 徐伟昌 徐梓栋 林禹轩 《工程力学》 北大核心 2026年第4期36-43,162,共9页
基于龙卷风场理论解析模型,发展了桥址区移动龙卷风场快速模拟方法。对目前结构龙卷风荷载建模所采用的风速分解法和等效攻角法两种主要简化解析方法进行了介绍及分析。以龙卷风数值风洞结果为基准,利用上述两种简化解析方法开展大跨度... 基于龙卷风场理论解析模型,发展了桥址区移动龙卷风场快速模拟方法。对目前结构龙卷风荷载建模所采用的风速分解法和等效攻角法两种主要简化解析方法进行了介绍及分析。以龙卷风数值风洞结果为基准,利用上述两种简化解析方法开展大跨度桥梁流线型箱梁风荷载模拟,研究了不同方法所得龙卷风荷载展向分布及时程特征。开展了移动龙卷风冲击作用下流线型箱梁的动力响应时域分析,对比了风速分解法和等效攻角法在桥梁龙卷风效应计算方面的适用性。研究结果表明:风速分解法仅考虑竖向风速对升力的贡献,而未考虑竖向风速对扭矩的贡献,利用其分析得到的竖向位移偏大,而扭转位移偏小。等效攻角法得到的结构响应与数值风洞结果变化趋势相似,可为桥梁抗龙卷风设计与运维提供参考。 展开更多
关键词 移动龙卷风 大跨度桥梁 风场模拟 风致振动 流线型箱梁
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基于机器学习的流线型箱梁颤振导数预测
12
作者 王冲 郑史雄 +3 位作者 张令 罗茂力 李桥 周梅林 《铁道标准设计》 北大核心 2026年第1期93-100,共8页
为快速评估大跨度流线型箱梁初步设计阶段的颤振性能,基于机器学习(ML)方法对流线型箱梁的颤振导数进行预测和分析。首先,确定ML模型的输入参数(4个断面尺寸参数和1个无量纲折算风速),以苏通大桥为例,基于风洞试验对CFD数值模拟方法进... 为快速评估大跨度流线型箱梁初步设计阶段的颤振性能,基于机器学习(ML)方法对流线型箱梁的颤振导数进行预测和分析。首先,确定ML模型的输入参数(4个断面尺寸参数和1个无量纲折算风速),以苏通大桥为例,基于风洞试验对CFD数值模拟方法进行验证,预设75组流线型箱梁断面形状数据,通过CFD计算75组断面的颤振导数,获得511组颤振导数的数据集;然后,选择5种代表性的ML算法,即支持向量机(SVM)、人工神经网(ANN)、集成神经网络、随机森林(RF)和CatBoost,搭建流线型箱梁颤振导数ML预测模型,开展模型的超参数优化及其预测性能评估;最后,基于SHAP方法,结合性能优异的CatBoost模型,对流线型箱梁断面尺寸输入参数重要性进行分析。结果表明:SVM和RF算法在H_(2)^(*)和H_(4)^(*)上预测性能较差,明显不及其他3种算法,在其他颤振导数(H_(1)^(*)、H_(3)^(*)和A_(1)^(*)~A_(4)^(*))上预测性能较佳,ANN、集成神经网络和CatBoost算法适用于全部颤振导数,其中集成神经网络颤振导数的预测性能优于ANN,表现最佳的是CatBoost,在测试集上,该模型对4个关键颤振导数的R^(2)均达到0.996以上;5种算法对于H_(2)^(*)和H_(4)^(*)两个颤振导数的预测性能不及在其他颤振导数的预测性能;大部分颤振导数最大的影响参数是斜腹板倾角α,颤振的4个关键颤振导数受斜腹板倾角α、S/B的影响较大。 展开更多
关键词 流线型箱梁 颤振导数 机器学习 SHAP CFD
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千米级跨度高速铁路桥成桥线形偏差波长成分分析
13
作者 韩若愚 苑仁安 梅大鹏 《桥梁建设》 北大核心 2026年第1期36-43,共8页
为分析千米级跨度高速铁路桥成桥线形偏差,以满足轨道不平顺验收要求,从无应力状态法原理出发,以代表性的千米级跨度高速铁路斜拉桥和悬索桥为背景,采用通用快速傅里叶变换(FFT)算法分析重量误差、刚度误差以及钢桁梁制造误差对成桥线... 为分析千米级跨度高速铁路桥成桥线形偏差,以满足轨道不平顺验收要求,从无应力状态法原理出发,以代表性的千米级跨度高速铁路斜拉桥和悬索桥为背景,采用通用快速傅里叶变换(FFT)算法分析重量误差、刚度误差以及钢桁梁制造误差对成桥线形偏差的波长成分的影响,进而分析其对桥上轨道线形偏差的影响。结果表明:重量误差、刚度误差引起的成桥线形偏差幅值大,但200 m以下波长成分幅值仅为2.2 mm和5.1 mm,对行车性能影响很小;通过构建不同周期的钢桁梁制造误差工况,最不利工况下钢桁梁制造误差引起的斜拉桥和悬索桥成桥线形偏差200 m以下波长成分幅值达37 mm和32 mm,是影响行车性能最主要的因素;各项成桥线形偏差可通过容许范围内的道砟厚度调整至仅包含200 m以上波长成分,可满足轨道长波高低不平顺验收要求。 展开更多
关键词 高速铁路桥 千米级跨度 成桥线形偏差 波长成分 FFT算法 无应力状态法 有限元法
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风屏障对大跨度并行桥竖向尾流振动影响的数值模拟研究
14
作者 陈绪黎 庞鹏飞 +1 位作者 向活跃 李永乐 《振动与冲击》 北大核心 2026年第5期78-85,共8页
大跨度桥梁结构柔,并行桥面间的相互气动干扰明显,桥面安装风屏障会显著改变气动外形,进一步恶化并行桥气动干扰效应。基于流-固耦合数值分析模型,探讨了迎风侧桥梁风屏障对背风侧桥梁竖向尾流振动响应的影响,分析了风屏障高度、透风率... 大跨度桥梁结构柔,并行桥面间的相互气动干扰明显,桥面安装风屏障会显著改变气动外形,进一步恶化并行桥气动干扰效应。基于流-固耦合数值分析模型,探讨了迎风侧桥梁风屏障对背风侧桥梁竖向尾流振动响应的影响,分析了风屏障高度、透风率及封闭部分孔隙措施对并行桥尾流旋涡脱落及压力变化的作用机理。结果表明,迎风侧桥梁尾流旋涡脱落频率接近背风侧桥梁竖弯基频,尾流交替作用至背风侧桥梁导致其压力发生周期性变化,引发了竖向尾流振动。降低风屏障高度或增加透风率可减缓迎风侧桥梁上桥面气流分离、减小屏障后方负压,降低尾流旋涡能量,尾流旋涡不再交替,从而减小压力周期性变化引发的背风侧桥梁竖向尾流响应。封闭迎风侧桥梁风屏障上部2/5孔隙会增加上桥面旋涡分离高度,降低旋涡能量,减小背风侧桥梁竖向尾流响应。 展开更多
关键词 并行桥 风屏障 尾流振动 流-固耦合 旋涡脱落
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服役斜拉索钢丝剩余疲劳强度与剩余寿命试验研究
15
作者 王春生 李熙 吴一凡 《工程力学》 北大核心 2026年第1期207-218,共12页
为研究带有腐蚀和疲劳损伤的服役斜拉索钢丝剩余疲劳强度与剩余疲劳寿命,采用三种不同损伤程度的斜拉索钢丝和相近抗拉强度的新钢丝进行疲劳试验;根据钢丝疲劳断口形貌特征,统计了疲劳裂纹源蚀坑的特征参数并计算了蚀坑处应力强度因子,... 为研究带有腐蚀和疲劳损伤的服役斜拉索钢丝剩余疲劳强度与剩余疲劳寿命,采用三种不同损伤程度的斜拉索钢丝和相近抗拉强度的新钢丝进行疲劳试验;根据钢丝疲劳断口形貌特征,统计了疲劳裂纹源蚀坑的特征参数并计算了蚀坑处应力强度因子,探究了钢丝的疲劳断裂机制;采用最小二乘法拟合了不同存活率下钢丝的应力-疲劳寿命曲线,计算了拉索钢丝的剩余疲劳强度与寿命折减率,揭示了已有腐蚀与疲劳损伤程度和应力比对钢丝剩余疲劳强度与寿命的影响规律。试验结果表明:新钢丝的疲劳裂纹起源于钢丝表面划痕或夹渣处,服役斜拉索钢丝的疲劳裂纹多萌生于蚀坑处,蚀坑均未出现深度小于60μm或面积小于10000µm^(2)的情况,蚀坑处裂纹萌生主要受疲劳裂纹扩展门槛值控制;服役斜拉索钢丝具有韧性和脆性双重特征,已有腐蚀与疲劳损伤程度越大,钢丝脆性特征越明显;随已有腐蚀和疲劳损伤程度的增大,钢丝的应力-疲劳寿命曲线斜率逐渐增大,剩余疲劳强度显著降低且拐点处的疲劳极限特征趋于消失;带损伤钢丝剩余疲劳强度,随应力比增大而显著减小;在同一应力幅下,随着服役形成的腐蚀和疲劳损伤程度的增大,钢丝剩余疲劳强度也呈衰减之势,寿命折减率增大。 展开更多
关键词 桥梁工程 斜拉索 腐蚀 疲劳 断口分析 剩余疲劳强度 剩余疲劳寿命
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钢-混组合桥面板组合梁桥荷载横向分布系数研究
16
作者 张天航 吴怿珊 +1 位作者 张建勋 王嘉锋 《世界桥梁》 北大核心 2026年第1期115-122,共8页
为确保钢-混组合桥面板组合梁桥的安全性与经济性,对其荷载横向分布系数及影响因素进行研究。以河南省道S541梅山西沟段中桥(跨径20 m的钢-混组合桥面板工字形组合梁桥)为背景,建立有限元模型计算荷载横向分布系数,并与偏心压力法、修... 为确保钢-混组合桥面板组合梁桥的安全性与经济性,对其荷载横向分布系数及影响因素进行研究。以河南省道S541梅山西沟段中桥(跨径20 m的钢-混组合桥面板工字形组合梁桥)为背景,建立有限元模型计算荷载横向分布系数,并与偏心压力法、修正偏心压力法和刚接梁法进行对比;进一步研究横梁构造形式及数量、桥面板混凝土厚度、桥面板纵向开裂对荷载横向分布系数的影响。结果表明:刚接梁法计算结果与有限元法最为接近;横梁构造形式相同时,中横梁数量增加,边主梁荷载横向分布系数相对只有端横梁时增大,最大增大0.83%,而中主梁则会降低,最大降低1.40%;横梁数量相同时,采用K形钢桁架横梁时边主梁荷载横向分布系数最佳,而采用H形框架式支撑横梁时中主梁荷载横向分布系数最佳;桥面板混凝土厚度每增加30 mm,边、中主梁荷载横向分布系数分别平均降低0.88%和0.83%;当组合桥面板纵向开裂后,边主梁荷载横向分布系数降低且降低幅度随横梁数量增加而递减,而中主梁荷载横向分布系数增加且增加幅度随横梁数量的增加而上升。 展开更多
关键词 组合梁桥 钢-混组合桥面板 荷载横向分布系数 横梁 刚接梁法 影响因素 有限元法
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基于谱聚类的随机子空间模态参数自动识别
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作者 胡志祥 程成 +1 位作者 胥河阳 黄磊 《工程力学》 北大核心 2026年第1期39-49,共11页
实现模态参数自动识别对于实时结构健康监测系统具有重要意义。针对随机子空间方法输出的稳定图存在大量虚假模态的不足,该文提出了基于加权距离函数的谱聚类算法,并将其应用于稳定图的自动识别,旨在提高模态识别的精确性。介绍了谱聚... 实现模态参数自动识别对于实时结构健康监测系统具有重要意义。针对随机子空间方法输出的稳定图存在大量虚假模态的不足,该文提出了基于加权距离函数的谱聚类算法,并将其应用于稳定图的自动识别,旨在提高模态识别的精确性。介绍了谱聚类算法和随机子空间方法的原理,并将加权距离函数用于计算待聚类节点的相似矩阵,综合考虑模态数据的贡献。通过模态验证准则对稳定图的模态参数进行预处理,剔除明显的虚假模态,以提高聚类效果。将该文方法应用于平面桁架模型和实测人行桥的模态参数计算,结果表明所提出的方法能有效剔除稳定图中的虚假模态,并具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 结构健康监测 模态参数识别 随机子空间 谱聚类 稳定图 距离函数
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钢桥面顶板与加劲肋焊接细节抗疲劳性能研究进展与数字孪生疲劳试验
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作者 王春生 吴庆霖 +1 位作者 李璞玉 林路宇 《中国公路学报》 北大核心 2026年第1期1-19,共19页
为探究不同加劲肋构造与焊接形式的钢桥面顶板焊接细节畸变疲劳机理,系统总结了国内外钢桥面顶板与加劲肋焊接细节物理疲劳试验研究成果,结合数值断裂力学理论与扩展有限元方法对钢桥面顶板与加劲肋焊接细节进行数字孪生疲劳试验。以某... 为探究不同加劲肋构造与焊接形式的钢桥面顶板焊接细节畸变疲劳机理,系统总结了国内外钢桥面顶板与加劲肋焊接细节物理疲劳试验研究成果,结合数值断裂力学理论与扩展有限元方法对钢桥面顶板与加劲肋焊接细节进行数字孪生疲劳试验。以某单层桥面钢桁悬索桥为工程背景,建立了包含12种钢桥面顶板与加劲肋焊接构造型式的全桥精细化数字孪生模型;引入焊接热效应,采用JTG D64—2015规范中车辆疲劳荷载模型Ⅲ加载实现裂纹扩展演化全过程模拟;提出了更能全面表征疲劳裂纹扩展规律的裂纹面积扩展速率基本概念和定义表达式,采用加载循环次数、裂纹面积扩展速率等指标对比分析不同构造细节的疲劳性能,并与物理疲劳试验结果交互验证,实现了疲劳元宇宙的数据相生与虚实共生。物理疲劳试验结果表明:8 mm等厚U肋单面焊的焊趾、焊根疲劳强度分别高于JTG D64—2015规范中的55级与50级;8 mm等厚U肋双面焊焊根无裂纹萌生,内、外侧焊趾疲劳强度分别为70级和90级;12~16 mm变厚U肋双面焊的内外焊趾疲劳强度均可达到100级;开口肋焊接细节疲劳强度离散性较大,但普遍高于60级。数字孪生疲劳试验结果表明:以裂纹穿透顶板的加载循环次数为失效判据,8 mm等厚U肋单面焊疲劳强度为JTG D64—2015规范中的60级;8 mm等厚U肋双面焊焊趾达80级;12~16 mm变厚U肋双面焊提升至90级,但高热量输入带来的较大焊接残余应力和变形对钢桥面板长期性能的负面影响不可忽视;而开口肋仅为50级。数字孪生疲劳试验结果拓展了物理疲劳试验未能涵盖的长寿命区段,揭示了钢桥面顶板细节群疲劳元宇宙原生数据的内在规律,为钢桥面板畸变疲劳机理分析及抗疲劳设计提供了重要依据。 展开更多
关键词 桥梁工程 钢桥面板顶板细节 数字孪生疲劳试验 裂纹面积扩展速率 疲劳元宇宙
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地震差动最小峰值基准比例法及其在桥梁小震校验中的应用
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作者 柳国环 陈志超 费琦翔 《中国公路学报》 北大核心 2026年第2期134-144,共11页
提出了适用于沉积河谷地震差动模拟的“最小峰值基准比例法”,并对渤海湾曹妃甸跨谷桥梁“小震不坏”设防目标重新审视,以阐明该方法的意义。首先,为避免以往点源法固有梯度问题导致奇异解的现象,采用以移动分布格林函数作为被积变量的... 提出了适用于沉积河谷地震差动模拟的“最小峰值基准比例法”,并对渤海湾曹妃甸跨谷桥梁“小震不坏”设防目标重新审视,以阐明该方法的意义。首先,为避免以往点源法固有梯度问题导致奇异解的现象,采用以移动分布格林函数作为被积变量的边界积分法实现地震差动初步模拟(峰值尚未调整),生成频谱,进而开发相应程序并予以验证。然后,提出最小峰值基准比例法,明确其流程与具体步骤,弥补了规范反应谱的局限性,实现了差动峰值的可量化性。最后,建立人工边界-土-桥梁体系钢筋混凝土非线性有限元模型,专门对其在小震差动下的地震反应进行校验。分析表明:(1)在宏观层面,结构时程反应的频谱峰值频率小于其模态分析结果,体系即便在此小震情形下,已超出弹性工作范围;(2)在微观层面,桥墩及桩基钢筋均出现了耗能滞回环,进一步表明小震下构件已进入塑性状态;(3)在场地层面,非沉积与凹陷沉积区域场地间软硬不同,明显导致相应位置间的地震动差异,由此更加显著增强了结构地震反应(如钢筋屈服时刻由10.4s提前至2.8s)。结果表明:即便已严格按照规范反应谱法设计,采用科学合理的地震差动作为输入依然是确保抗震校核结果有效性的前提,这对于长大结构而言更为如此,否则容易错估甚至高估结构的抗震性能,从而导致“小震不坏”这一基本抗震设防目标也难以确保。 展开更多
关键词 桥梁工程 地震差动 人工边界-土-桥梁体系 小震不坏
原文传递
考虑整体化层的既有空心板梁桥受弯性能及其分级利用研究
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作者 朱森林 张兆昌 +2 位作者 胡玉庆 严志威 程世涛 《世界桥梁》 北大核心 2026年第1期83-90,共8页
针对公路改扩建工程中既有空心板梁桥的承载性能及再利用问题,进行考虑整体化层的既有空心板梁桥的受弯性能足尺试验、数值模拟和理论研究。以京沪高速公路唐庄北小桥为背景,从实桥中取3片带整体化层和1片无整体化层的空心板梁进行受弯... 针对公路改扩建工程中既有空心板梁桥的承载性能及再利用问题,进行考虑整体化层的既有空心板梁桥的受弯性能足尺试验、数值模拟和理论研究。以京沪高速公路唐庄北小桥为背景,从实桥中取3片带整体化层和1片无整体化层的空心板梁进行受弯试验,分析梁的破坏模式、应变发展规律和裂缝分布等,进一步采用数值模拟分析空心板梁的受弯性能,并综合考虑整体化层影响、损伤折减系数及材料的不同强度取值,建立既有空心板梁桥受弯承载力计算公式;在此基础上,提出一种既有空心板梁桥的五级分级利用策略,并应用于实桥。结果表明:整体化层与空心板梁上表面紧密结合,实现了在荷载作用下的协同受力,结构的主要破坏模式为梁下部纵筋屈服、整体化层混凝土压碎等;相较于无整体化层的空心板梁,整体化层显著提升了结构的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载,分别增加了63.0%、33.9%和38.5%;提出的空心板梁分级利用策略,有效解决了既有空心板梁在改扩建中的再利用难题,实现了桥梁资源的可持续利用。 展开更多
关键词 空心板梁桥 整体化层 受弯承载力 分级利用策略 足尺试验 数值模拟 改扩建工程
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