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双层桥面钢桁梁斜拉桥日照非均匀温度场研究
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作者 杨益波 张元豪 +2 位作者 赵世超 郭智渊 朱劲松 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期30-38,共9页
为探究双层桥面钢桁梁斜拉桥在日照作用下的非均匀温度场,建立了考虑地理气象因素以及各构件之间遮挡关系的双层桥面钢桁梁斜拉桥日照温度场数值模拟方法,并通过试验数据进行了验证。以山东地区主跨488 m的济南黄河公路大桥扩建项目为背... 为探究双层桥面钢桁梁斜拉桥在日照作用下的非均匀温度场,建立了考虑地理气象因素以及各构件之间遮挡关系的双层桥面钢桁梁斜拉桥日照温度场数值模拟方法,并通过试验数据进行了验证。以山东地区主跨488 m的济南黄河公路大桥扩建项目为背景,利用ABAQUS软件建立三维热传导模型,分析了遮挡作用对桥梁温度分布造成的影响,及典型季节下钢桁梁表面横竖向的温度分布规律。结果表明:有限元模拟的温度时程与试验值吻合良好,验证了模拟方法的精度和可靠性;日照作用下,双层桥面钢桁梁斜拉桥表面温度场呈现出明显的时变特征以及空间非均匀性;受上层桥面遮挡,钢桁梁结构的竖向温差在夏季可以达到23.0℃,遮挡作用对桥梁表面温度分布的影响不可忽略。 展开更多
关键词 桥梁工程 双层桥面钢桁梁斜拉桥 传热分析 日照温度场 遮挡作用
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钢管混凝土拱温度效应的解析计算方法 被引量:4
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作者 刘永健 闫新凯 +1 位作者 刘江 白永新 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期283-296,共14页
将钢管混凝土拱的轴向温度效应按结构力学求解,横截面内温度效应按弹性力学平面应变问题求解,未考虑材料的泊松效应,且钢管混凝土拱并不完全满足平面应变问题假定。本文对钢管混凝土拱的温度荷载进行符合组合结构特点的合理简化,并提出... 将钢管混凝土拱的轴向温度效应按结构力学求解,横截面内温度效应按弹性力学平面应变问题求解,未考虑材料的泊松效应,且钢管混凝土拱并不完全满足平面应变问题假定。本文对钢管混凝土拱的温度荷载进行符合组合结构特点的合理简化,并提出三维温度应力解析计算方法,与传统方法和实体有限元计算结果进行对比验证。研究结果表明:不考虑横向约束解析法计算的轴向自应力偏小,相对误差在-31.67%~-30.24%之间,由于自应力在总的温度应力中占比较大,这一相对误差不可忽视;按平面应变问题计算钢-混界面法向应力误差在-17.96%~10.83%之间;本文提出考虑横向约束解析法计算精度较高,除应用于钢管混凝土拱温度效应计算外,还可用于评估界面热黏结状况及确定管内补偿收缩混凝土自由膨胀率的可行域;在相关桥规建议使用的材料性能取值和结构尺寸范围内,钢管与核心混凝土热脱黏界限温差在4.37℃~15.39℃之间。 展开更多
关键词 钢管混凝土拱 钢-混界面 三维温度应力 解析法 横向约束 脱黏 误差分析
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太阳辐射下钢管混凝土拱桥拱肋温度效应
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作者 李子奇 吕翔峰 +2 位作者 王力 路韡 顾皓玮 《公路交通科技》 北大核心 2025年第9期120-129,共10页
【目标】为了研究钢管混凝土拱桥在太阳辐射作用下拱肋截面温度分布规律,明晰日照辐射引起的钢管混凝土拱肋脱空效应,以甘肃省兰州市某下承式钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,开展钢管混凝土拱肋典型截面温度现场实测,研究钢管混凝土拱肋... 【目标】为了研究钢管混凝土拱桥在太阳辐射作用下拱肋截面温度分布规律,明晰日照辐射引起的钢管混凝土拱肋脱空效应,以甘肃省兰州市某下承式钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,开展钢管混凝土拱肋典型截面温度现场实测,研究钢管混凝土拱肋温度场分布特征及其温度梯度曲线。【方法】采用ANSYS有限元软件模拟拱肋截面的温度场,计算界面脱空高度;考虑地理纬度和拱肋外表面太阳辐射吸收系数等因素,分析拱肋截面的温度场、脱空高度和竖向温度梯度曲线,并结合现行规范对温度梯度曲线进行对比分析。【结果】拱肋截面温度由表及里呈明显的温度滞后现象;拱肋在低纬度地区更易出现由高温导致的脱空问题;使用红色涂料涂装时,钢管混凝土拱肋表面在日照作用下的最高温和最大脱空高度比使用深灰色涂装分别降低14.7%和23.9%,涂装浅色涂料对防止或减轻钢管混凝土拱肋脱空病害具有显著作用,建议大温差地区钢管混凝土拱肋采用浅色涂料进行涂装。【结论】通过拱肋现场实测温度分析表明,现行规范中对竖向温度梯度曲线中的关键参数取值较实测均偏小,不利于指导大温差地区钢管混凝土桥梁结构设计。本研究为不同纬度地区和不同颜色涂装的温度梯度曲线计算提供了有效参考。 展开更多
关键词 桥梁工程 温度效应 温度场 钢管混凝土 脱空
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基于改进SO的RC拱桥悬臂浇筑施工期可靠度分析
4
作者 彭涛 陆小龙 +2 位作者 稂其林 田仲初 王晓辉 《交通运输工程学报》 北大核心 2025年第5期208-219,共12页
为提高大跨钢筋混凝土(RC)拱桥悬臂浇筑施工期可靠度计算的精度和效率,提出了一种基于改进蛇优化算法(SO)的可靠度分析方法;为提高标准SO的寻优性能,引入了Tent混沌映射生成初始种群,同时对迭代过程中的最优蛇个体进行高斯差分变异,并... 为提高大跨钢筋混凝土(RC)拱桥悬臂浇筑施工期可靠度计算的精度和效率,提出了一种基于改进蛇优化算法(SO)的可靠度分析方法;为提高标准SO的寻优性能,引入了Tent混沌映射生成初始种群,同时对迭代过程中的最优蛇个体进行高斯差分变异,并采用了常用测试函数验证改进算法的有效性;基于试验实测数据和已有研究建立C80混凝土强度随时间发展模型,采用了拉丁超立方法生成各随机变量的设计样本点,基于有限元模型求解对应样本点处的目标响应值;在此基础上,通过改进SO为支持向量机(SVM)参数寻优构建设计样本点与目标响应值之间的最优响应面,利用该响应面结合蒙特卡洛法(MC)建立了悬臂浇筑RC拱桥施工期可靠度分析模型;采用提出的方法计算了某实桥施工期全过程的2种典型失效模式下的可靠度,并进行了参数敏感性分析。分析结果表明:改进SO较对比算法具有明显优势,将某实桥悬臂浇筑施工期主拱圈应力和扣索应力预测精度分别提升至0.9945和0.9862,从而提高了悬臂浇筑RC拱桥施工期可靠度分析的精度;大跨RC拱桥悬臂浇筑施工过程中对主拱圈应力可靠度影响较大的随机变量为扣索初拉力、主拱圈弹性模量和重度,扣塔、扣索的弹性模量和重度为不敏感因素。 展开更多
关键词 桥梁工程 RC拱桥 改进蛇优化算法 可靠度 支持向量机 蒙特卡洛法
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悬索桥索梁销接节点抗火性能研究
5
作者 李雪红 华晓烨 +2 位作者 杨国明 李亮 吴豪放 《桥梁建设》 北大核心 2025年第2期100-107,共8页
为了解悬索桥索梁销接节点在火灾下的响应特性和破坏形态,对该类节点开展了持载火灾试验和有限元研究。以南京新生圩长江大桥为背景,设计、制作索梁销接节点模型,采用拉压试验机张拉吊索至成桥索力后,采用电阻炉模拟火灾升温,分析持载... 为了解悬索桥索梁销接节点在火灾下的响应特性和破坏形态,对该类节点开展了持载火灾试验和有限元研究。以南京新生圩长江大桥为背景,设计、制作索梁销接节点模型,采用拉压试验机张拉吊索至成桥索力后,采用电阻炉模拟火灾升温,分析持载过程中节点应力、应变、温度、破坏形态等,并采用有限元法研究其应力及温度分布规律。结果表明:持载火灾试验中,节点模型在103 min时发生塑性变形,临界温度为864℃;134 min时叉耳发生颈缩拉断破坏,表面温度为1015℃。有限元模拟中,节点破坏时,叉耳的最大应力位于销孔两侧,吊耳受应力重分布影响,最大应力由销孔两侧逐渐转移到腹板底部,销轴两端应力较小、中间应力较大。对比有限元与试验结果,碳氢(HC)升温曲线和ISO834标准升温曲线作用下节点响应及抗火性能的变化规律基本一致,HC升温曲线作用下的节点破坏时间约30 min。 展开更多
关键词 悬索桥 索梁销接节点 抗火性能 破坏形态 耐火极限 持载火灾试验 有限元法
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钢箱梁桥面板施工过程中的截面应力分析
6
作者 马牛静 朴泷 +3 位作者 胡广瑞 罗政军 邓志华 谢红跃 《交通世界》 2025年第7期119-122,共4页
为解决钢箱梁桥面板在施工过程中截面应力状态难以准确评估的问题,对钢箱梁的正交异性钢桥面板结构采用三角函数拟合其纵向焊接残余应力分布,并基于能量原理导出截面应力沿横向的分布公式。结合实际钢箱梁的施工过程,通过对比截面实测... 为解决钢箱梁桥面板在施工过程中截面应力状态难以准确评估的问题,对钢箱梁的正交异性钢桥面板结构采用三角函数拟合其纵向焊接残余应力分布,并基于能量原理导出截面应力沿横向的分布公式。结合实际钢箱梁的施工过程,通过对比截面实测应力值与理论计算值,分析主梁节段安装过程中正交异性钢桥面板的截面纵向应力沿横向的分布特点,该研究结果可为同类工程提供参考。 展开更多
关键词 钢箱梁 正交异性钢桥面板 焊接残余应力 截面应力
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基于桥梁整体变形的桥面铺装力学响应分析
7
作者 周志刚 闫泽南 +1 位作者 胡省 虢柱 《长沙理工大学学报(自然科学版)》 2025年第3期130-140,共11页
【目的】掌握水泥混凝土桥整体结构在变形下的沥青铺装层力学响应规律,指导桥面沥青铺装综合设计。【方法】采用子模型法对整桥模型最大负弯矩区域的沥青铺装层进行3种代表性温况下的温度应力分析,并对桥梁整体变形和局部轮载共同影响... 【目的】掌握水泥混凝土桥整体结构在变形下的沥青铺装层力学响应规律,指导桥面沥青铺装综合设计。【方法】采用子模型法对整桥模型最大负弯矩区域的沥青铺装层进行3种代表性温况下的温度应力分析,并对桥梁整体变形和局部轮载共同影响下的铺装层荷载响应规律开展研究。【结果】铺装层温度应力在不同季节温度状况下的变化趋势一致,且随铺装层深度的增加而减小。局部轮载作用于边梁一侧为横向最不利荷位;水平力的增大会使铺装层的各项应力指标增大,尤其对铺装表面最大拉应力和最大剪应力影响显著;铺装层模量和厚度的增加对铺装层受力的影响规律不同,但均会改善铺装层与桥面板之间的受剪状况。【结论】在进行桥面铺装结构设计时,应综合考虑温度、水平力的影响,同时兼顾铺装材料与铺装层厚度的合理选择。 展开更多
关键词 水泥混凝土桥 桥面铺装 荷载响应 子模型 临界荷位 温度应力
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混凝土桥梁收缩徐变模型比较分析
8
作者 肖祥 高泽刚 秦寰宇 《工程与建设》 2025年第5期1106-1111,共6页
混凝土结构收缩徐变分析对桥梁结构设计、施工和监测均具有重要意义。文章针对四种代表性收缩徐变模型(CEB-FIP 1978、CEB-FIP 1990、CEB-FIP 2010和JTG 3362-2018),从理论上深入分析了它们的各自优缺点和相互差异,结合数值模拟揭示了... 混凝土结构收缩徐变分析对桥梁结构设计、施工和监测均具有重要意义。文章针对四种代表性收缩徐变模型(CEB-FIP 1978、CEB-FIP 1990、CEB-FIP 2010和JTG 3362-2018),从理论上深入分析了它们的各自优缺点和相互差异,结合数值模拟揭示了材料参数对收缩徐变影响的内在机理。在此基础上,以实际预应力三跨连续刚构桥为背景,通过有限元仿真分析了不同模型对桥梁结构收缩徐变应力的影响规律。研究结果表明,JTG 3362-2018与CEB-FIP 2010模型理论描述较为严格且计算结果符合实际。四种模型受收缩徐变材料参数影响的总体趋势基本相同。在数值计算结果上,CEB-FIP 2010模型收缩计算值最为保守,而CEB-FIP 1978模型徐变计算值最为保守。值得注意的是,CEB-FIP 1978模型收缩徐变总计算值最为保守,明显较其他模型计算值偏大,最大计算值偏大了45%。该研究成果可为实际桥梁结构收缩徐变分析提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 收缩应变 徐变系数 计算模型 预应力损失 连续刚构桥
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下穿既有双线铁路斜交单箱桥涵受力性能分析
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作者 朱兆斌 《山西交通科技》 2025年第3期98-104,共7页
为研究下穿既有双线铁路斜交单箱桥涵的受力性能,采用钢筋混凝土实体单元模型、地基土弹簧模型完成了斜交角60°~90°的钢筋混凝土单箱桥涵位移及米塞斯(Mises)应力分析。结果表明:地基土的刚度对斜交箱涵的整体位移、局部位移... 为研究下穿既有双线铁路斜交单箱桥涵的受力性能,采用钢筋混凝土实体单元模型、地基土弹簧模型完成了斜交角60°~90°的钢筋混凝土单箱桥涵位移及米塞斯(Mises)应力分析。结果表明:地基土的刚度对斜交箱涵的整体位移、局部位移影响较大且呈非线性关系,对箱涵的Mises应力影响较小;地基土弹簧刚度不变前提下,斜交角对箱涵结构最大位移的影响较弱,斜交角60°的位移约是正交90°位移的1.13倍,斜交角度对箱涵的Mises应力影响很小,斜交角60°的最大应力是正交90°最大应力的0.96~1.16倍;最大Mises应力发生在顶板与侧墙相交的加腋处。基于研究结果,设计具有较大斜交角的下穿箱涵时,建议增强顶板钝角区域的配筋强度,并对腋角进行平滑处理,以优化结构受力性能,确保结构的安全性。 展开更多
关键词 斜交桥 混凝土 下穿铁路 箱涵 等效应力
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变截面连续波形钢腹板-平钢底板组合梁桥应力偏载系数研究 被引量:2
10
作者 陈宏彬 黄光铃 +2 位作者 陈宜言 解冰 赵秋 《世界桥梁》 北大核心 2025年第2期111-118,共8页
为了解波形钢腹板-平钢底板组合梁在偏载作用下的扭转畸变效应,对其应力偏载系数进行研究。对1片按相似比1∶5缩尺的三跨变截面连续波形钢腹板-平钢底板组合梁进行静力模型试验和有限元分析,计算其在偏载作用下的顶(底)板翘曲正应力、... 为了解波形钢腹板-平钢底板组合梁在偏载作用下的扭转畸变效应,对其应力偏载系数进行研究。对1片按相似比1∶5缩尺的三跨变截面连续波形钢腹板-平钢底板组合梁进行静力模型试验和有限元分析,计算其在偏载作用下的顶(底)板翘曲正应力、腹板扭转剪应力以及正应力偏载系数和腹板剪应力偏载系数,并与现有偏载系数计算方法的计算结果进行对比。结果表明:钢底板翘曲正应力相对混凝土顶板更加明显,腹板剪应力沿截面高度变化较小,中跨跨中设置横隔板能有效限制组合梁的畸变变形;取偏载系数试验值与有限元值中的大者作为偏载系数建议值,建议中支点负弯矩区截面、跨中截面和1/4跨截面正应力偏载系数分别不小于1.18、1.11和1.15,中支点负弯矩区截面、跨中截面和1/4跨截面腹板剪应力偏载系数分别不小于1.66、1.35和1.43;经验系数法对正应力偏载系数比较适用,对剪应力偏载系数不适用,偏心压力法计算过于保守,实际设计应用并不经济,修正偏心压力法对正应力与剪应力偏载系数均考虑不足。 展开更多
关键词 波形钢腹板-平钢底板组合梁 应力 应力偏载系数 模型试验 有限元法
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厚板T型接头焊接残余应力的形成机制与演变过程 被引量:1
11
作者 刘小光 朱伟庆 +3 位作者 周波 余琪 张毅毅 王浩 《交通运输工程学报》 北大核心 2025年第4期179-189,共11页
为明确厚板T型接头焊接过程中残余应力的形成机制及其分布特征,通过开展现场T型接头焊接试验,测量了各焊道的应变变化曲线、热循环曲线和熔敷尺寸,并结合ABAQUS有限元软件模拟,采用生死单元技术模拟了多道焊焊接过程,计算了焊接温度场... 为明确厚板T型接头焊接过程中残余应力的形成机制及其分布特征,通过开展现场T型接头焊接试验,测量了各焊道的应变变化曲线、热循环曲线和熔敷尺寸,并结合ABAQUS有限元软件模拟,采用生死单元技术模拟了多道焊焊接过程,计算了焊接温度场、热变形和残余应力的空间分布;根据试验与数值模拟的结果,结合已有焊接残余应力理论,研究了厚板T型接头焊接残余应力的形成机理;取T型接头中部截面及特定路径分析了焊接残余应力的演变过程及分布情况。研究结果表明:在焊接过程中,模拟与试验结果的热循环曲线均呈现阶梯式上升,母材的热变形表现出周期性变化;焊缝区域分布的残余应力以三向受拉为主,焊缝纵向残余应力分量最大值可达915 MPa,随着焊道层数的增加,拉应力峰值逐渐升高,且其分布位置随焊道层数的增加向外扩展,而热影响区内的母材则主要承受压应力;沿板厚方向,纵向及横向的残余应力分量均呈现出“C”形分布特征,残余应力的分布面积和峰值同样随焊道层数的增加而增大,最大可达486 MPa;压缩残余塑性应变为焊接残余应力形成的主因,对于厚板的多层多道焊,外层焊道对内层焊道的回火效应以及总体的焊接顺序显著影响了其焊接残余应力形成过程与最终分布。 展开更多
关键词 桥梁工程 形成机制 热-力耦合法 T型接头 焊接残余应力 厚板
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钢格构梁施工温度场及温度效应研究
12
作者 荆伟伟 李涛 +2 位作者 吴刚 郭河 刘旭政 《世界桥梁》 北大核心 2025年第6期116-124,共9页
钢板组合梁桥在钢梁架设过程中受到日照辐射影响,钢格构梁产生的次内力和变形影响桥梁施工质量和安全。为研究日照温度场对无桥面板施工阶段钢板组合梁的影响,以某(35+55+35)m钢板组合连续梁桥为背景,测试并分析在日照强烈时期的全天候... 钢板组合梁桥在钢梁架设过程中受到日照辐射影响,钢格构梁产生的次内力和变形影响桥梁施工质量和安全。为研究日照温度场对无桥面板施工阶段钢板组合梁的影响,以某(35+55+35)m钢板组合连续梁桥为背景,测试并分析在日照强烈时期的全天候温度场,与各国规范中的成桥阶段温度梯度进行对比;并采用有限元软件MIDAS Civil计算分析实测温度场作用下的结构响应。结果表明:7:00—11:00时段钢梁温度均呈现翼缘低腹板高的反C形分布,13:00—17:00时段钢梁温度均呈现翼缘高腹板低的正C形分布;无桥面板施工阶段实测温度梯度幅值远大于各国规范中的成桥阶段温度梯度值。实测温度场下,各主梁均产生了较大的轴向压力,最大轴向压力达338.20 kN;钢主梁下缘应力最大,最大值为13.8 MPa;钢主梁竖向挠度值均在±4 mm以内,横向变形值均在±5 mm以内,横向变形量超出了竖向变形量;钢横梁上缘最大应力为64.3 MPa。无桥面板施工阶段日照辐射效应对钢主梁及钢横梁均产生了较大影响,在施工中应充分考虑其对结构强度和稳定的不利影响。 展开更多
关键词 钢板组合梁桥 钢格构梁 日照温度场 无桥面板施工阶段 结构响应 温度场测试 有限元法
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拱座大体积混凝土布设冷管温控效应研究 被引量:1
13
作者 杨添翼 田仲初 许斌林 《交通科学与工程》 2025年第2期131-137,共7页
【目的】为改善拱座大体积混凝土布设冷管的温控效应,尤其是改善夏季气温较高时冷管降温效率严重降低情况下冷管的温控效应,对冷管的温控效应进行研究。【方法】从冷管的布设方式、冷管材料、循环水系统三个方面进行研究。【结果】在冷... 【目的】为改善拱座大体积混凝土布设冷管的温控效应,尤其是改善夏季气温较高时冷管降温效率严重降低情况下冷管的温控效应,对冷管的温控效应进行研究。【方法】从冷管的布设方式、冷管材料、循环水系统三个方面进行研究。【结果】在冷管的布设方式方面,通过对比分析蛇形上下层垂直式冷管布设方式与蛇形竖向垂直式冷管布设方式,发现蛇形竖向垂直式冷管布设方式的降温效率较高;在冷管材料方面,通过对比分析Q235钢和高强高导热铸造铝合金的屈服强度和导热系数,发现在保证强度的情况下高强高导热铸造铝合金的导热系数更高,改善了冷管的吸热效率;在循环水系统方面,通过在蓄水箱及拱座大体积混凝土冷管的入水口增加冷水机及配套水泵控制水温,提高了冷管的降温效率。【结论】从冷管布设方式、冷管材料、循环水系统三个方面进行温控效应的研究,对提高拱座大体积混凝土水化热降温效率有积极影响。 展开更多
关键词 拱座大体积混凝土 水化热控制 冷管布设 循环水系统 导热系数
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基于平衡迁移法的构件瞬时失效下结构动力响应分析
14
作者 孙建鹏 安烁宇 +1 位作者 刘银涛 张立 《公路交通科技》 北大核心 2025年第11期127-134,共8页
【目标】简化桥梁结构中关键构件瞬时失效后的动力响应分析过程,快速获取构件瞬时失效后结构的动力响应,实现动力效应的等效静力化。【方法】基于结构在构件瞬时失效前后静力平衡状态的迁移过程,提出以前后2个静力平衡状态应力来计算结... 【目标】简化桥梁结构中关键构件瞬时失效后的动力响应分析过程,快速获取构件瞬时失效后结构的动力响应,实现动力效应的等效静力化。【方法】基于结构在构件瞬时失效前后静力平衡状态的迁移过程,提出以前后2个静力平衡状态应力来计算结构最大动应力的平衡迁移法,并建立平衡迁移法计算公式。以广州市明珠湾大桥的一段简支体系引桥及一座钢管混凝土系杆拱桥为例进行算例有效性验证,并进一步分析了阻尼比及构件失效时间对平衡迁移法计算精度的影响。【结果】平衡迁移法计算结果与动力时程分析结果误差较小,验证了该方法的准确性和适用性。阻尼比仅影响节点最大动位移的值及振动衰减的速率,对平衡迁移法的计算精度影响较小;构件失效时间越短,平衡迁移法计算结果越接近真实响应,精度越高。【结论】相较于传统的动力学分析方法,平衡迁移法大幅提升了计算效率,特别是在结构复杂、动力响应计算量大的情况下,优势更为明显。平衡迁移法为桥梁结构关键构件失效情境下的快速评估提供了有效工具。 展开更多
关键词 桥梁工程 动力响应平衡迁移法 构件瞬时失效 时程分析 等效静力化
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基于IGWO-Kriging模型的钢筋混凝土拱桥主拱圈可靠度分析方法研究
15
作者 张基进 韩洪举 +2 位作者 郭吉平 田仲初 张祖军 《桥梁建设》 北大核心 2025年第4期77-83,共7页
为分析钢筋混凝土拱桥主拱圈随服役时间的可靠性退化规律,提出一种基于改进灰狼算法(IGWO)-Kriging模型的钢筋混凝土拱桥主拱圈应力可靠度分析方法。该方法首先基于钢筋锈胀机理和结构可靠度理论建立钢筋混凝土拱桥主拱圈应力可靠度功... 为分析钢筋混凝土拱桥主拱圈随服役时间的可靠性退化规律,提出一种基于改进灰狼算法(IGWO)-Kriging模型的钢筋混凝土拱桥主拱圈应力可靠度分析方法。该方法首先基于钢筋锈胀机理和结构可靠度理论建立钢筋混凝土拱桥主拱圈应力可靠度功能函数;然后采用改进Sine混沌映射、非线性距离控制系数与高斯变异策略改进的IGWO,基于IGWO与Kriging构建钢筋混凝土拱桥结构响应面模型,提出钢筋混凝土拱桥主拱圈应力可靠指标求解方法。以贵州沿河沙坨大桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立结构有限元模型并基于IGWO-Kriging模型拟合结构响应面,分析钢筋锈胀对主拱圈应力可靠指标的影响。结果表明:基于IGWO-Kriging的结构响应面模型可以精准拟合钢筋混凝土拱桥的结构响应特性,IGWO对Kriging模型参数寻优精度高、收敛速度快;随着服役时间增加,钢筋锈胀作用对主拱圈应力可靠指标的影响愈发明显,与不考虑钢筋锈胀作用的情况对比,考虑钢筋锈胀作用的主拱圈需要维修加固的时间提早了15年。 展开更多
关键词 钢筋混凝土拱桥 主拱圈 应力 结构可靠度 钢筋锈胀 KRIGING模型 改进灰狼算法
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横隔板部位U肋底部开孔对其局部构造受力影响分析
16
作者 张子航 袁周致远 吉伯海 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期570-576,共7页
针对钢箱梁U肋横隔板连接处裂纹在日常养护和维修加固工作中因受技术条件、现场工作空间限制而导致维护工作难以实施的问题,基于现有开设手孔的加固方法,文章提出一种于横隔板部位U肋底部预留开孔的方法,通过建立钢箱梁节段有限元模型,... 针对钢箱梁U肋横隔板连接处裂纹在日常养护和维修加固工作中因受技术条件、现场工作空间限制而导致维护工作难以实施的问题,基于现有开设手孔的加固方法,文章提出一种于横隔板部位U肋底部预留开孔的方法,通过建立钢箱梁节段有限元模型,对比分析有无开孔和开孔几何参数对于钢桥面板不利细节处和开孔位置周围的受力特性的影响,讨论该方法的理论可行性。结果表明:预留开孔会使结构顶板-U肋焊缝、横隔板-U肋焊缝与横隔板弧形缺口的应力集中现象得到缓解,同时结构开孔部位周围的应力增大,孔壁外缘直线段区域成为新的不利细节。选用曲线较为缓和的手孔形状与较小的手孔尺寸,可以获得更好的预留开孔结构的受力特性,缓解开孔位置周围的应力集中现象。横隔板部位U肋底部预留开孔方法具有理论上的可行性。 展开更多
关键词 钢桥面板 开孔 横隔板-U肋 受力特性 应力水平 有限元模拟
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基于混凝土徐变及收缩智能预测的预应力钢筋混凝土桥梁长期变形分析方法
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作者 王彦磊 朱劲松 《中国公路学报》 北大核心 2025年第11期51-63,共13页
可靠的预应力钢筋混凝土(PRC)桥梁长期变形分析方法对于保证该类桥梁长期运营安全至关重要。受限于传统混凝土徐变及收缩本构模型性能,现有PRC桥梁长期变形预测精度不足,且新兴混凝土徐变及收缩深度学习模型无法有效挖掘模型参数间的结... 可靠的预应力钢筋混凝土(PRC)桥梁长期变形分析方法对于保证该类桥梁长期运营安全至关重要。受限于传统混凝土徐变及收缩本构模型性能,现有PRC桥梁长期变形预测精度不足,且新兴混凝土徐变及收缩深度学习模型无法有效挖掘模型参数间的结构化信息,限制了桥梁变形预测精度的进一步提升。分别开发了融合图卷积神经网络(GCN)及卷积神经网络(CNN)的混凝土徐变柔度模型JGCN-CNN与收缩应变模型εsh, GCN-CNN,推导了基于GCN-CNN模型的混凝土时变本构微分型表达式,提出了基于混凝土徐变及收缩智能预测的PRC桥梁长期变形分析方法并编制了ABAQUS子程序,实现了PRC桥梁长期变形预测。利用美国西北大学公开数据库与中国某PRC桥梁实测长期挠度数据,对JGCN-CNN与εsh, GCN-CNN模型的预测性能及所提的长期变形分析方法进行了验证。结果表明:JGCN-CNN及εsh, GCN-CNN模型均显著优于B4模型,较CNN模型稳定性更好、收敛更快;所提方法对桥梁长期变形的预测效果优于B4与CNN模型,案例桥梁服役8年时跨中挠度预测相对误差为10.9%;预测结果显示,案例桥梁服役约20年后挠度基本不变,第4跨及第5跨最终挠度分别达147.4、177.3 mm。研究可为PRC桥梁长期变形预测提供新的可靠手段。 展开更多
关键词 桥梁工程 变形分析 图卷积神经网络 卷积神经网络 混凝土徐变及收缩 数值预测
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基于支座强迫位移法的钢主梁桥合龙控制理论
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作者 赵智航 周世军 +2 位作者 周操 陈增顺 何盈盈 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期199-207,共9页
支座强迫位移法是一种在钢主梁桥合龙施工中使用的控制方法,可以大范围调整桥梁合龙口的位置和转角,然而对于该方法在结构体系转换前后对桥梁线形和内力的影响,目前尚未有详尽的理论研究。针对这一问题,以均布荷载下悬臂施工的三跨连续... 支座强迫位移法是一种在钢主梁桥合龙施工中使用的控制方法,可以大范围调整桥梁合龙口的位置和转角,然而对于该方法在结构体系转换前后对桥梁线形和内力的影响,目前尚未有详尽的理论研究。针对这一问题,以均布荷载下悬臂施工的三跨连续梁桥为研究对象,基于欧拉梁挠曲微分方程,采用积分法分别求解支座强迫位移法分步合龙成桥和一次成桥两种状况下三跨连续梁桥的挠曲线闭合解。结果表明,两种状况下得到的梁挠曲函数完全相同,证明在弹性状态下采用强迫位移法合龙的梁式桥梁可以实现理想的一次成桥效果。同时,结合某三跨连续钢桁梁桥合龙的工程实例,对比应用支座强迫位移法合龙前后实测的桥梁线形数据和施工过程有限元计算结果发现,二者吻合良好,验证了支座强迫位移法的实桥合龙控制效果和工程应用价值。 展开更多
关键词 钢桥 强迫位移法 结构体系转换 合龙控制 挠曲微分方程
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下承式提篮拱桥拱肋间平联钢管相贯X形节点受力性能研究
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作者 高立强 黄春雷 +2 位作者 袁毅 郑纲 孙威 《世界桥梁》 北大核心 2025年第6期67-74,共8页
武汉市江汉十桥跨江主桥为主跨380 m的下承式简支钢箱提篮拱桥,拱肋采用变高度单箱单室钢箱截面,拱肋间采用曲线X形平联相连接。拱肋间平联主管以16°的小角度交叉,在桥梁工程中应用少,且相贯节点加劲板与焊缝构造复杂。针对其在复... 武汉市江汉十桥跨江主桥为主跨380 m的下承式简支钢箱提篮拱桥,拱肋采用变高度单箱单室钢箱截面,拱肋间采用曲线X形平联相连接。拱肋间平联主管以16°的小角度交叉,在桥梁工程中应用少,且相贯节点加劲板与焊缝构造复杂。针对其在复杂荷载下无规范参考、受力状态不明确的问题,采用有限元数值仿真与1∶4缩尺模型试验相结合的方法,对其在最不利荷载工况下的应力分布与结构强度进行研究。结果表明:拱肋间平联钢管相贯X形节点运营阶段基本组合下最不利工况为组合应力最大工况;在缩尺模型试验中采用简化加载方式,试验模型和实桥节点应力分布计算结果相当,试验加载简化合理;在最不利工况下,钢管相贯X形节点平联连接板及附近焊缝的应力实测值均以受压为主,主压应力最大值为101.6 MPa;在将最不利工况加载力同步增大为1.5倍的超载工况下,结构未发生破坏,应力测试结果表明结构基本处于弹性阶段,钢管相贯X形节点具有足够的安全储备。 展开更多
关键词 下承式提篮拱桥 钢管相贯X形节点 应力分布 缩尺模型试验 有限元法
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移动荷载下开裂钢筋混凝土梁刚度时变演化分析
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作者 王剑明 郭健 《振动与冲击》 北大核心 2025年第22期207-215,223,共10页
为揭示钢筋混凝土结构开裂对车-桥耦合振动的影响,构建裂缝间黏结滑移关系和截面非线性应变分布模型,通过计算模型中应变特征值,推导出开裂区域的局部刚度。将局部刚度代入车-桥数值模型中,综合考虑振动平衡位置变化,实现车-桥耦合振动... 为揭示钢筋混凝土结构开裂对车-桥耦合振动的影响,构建裂缝间黏结滑移关系和截面非线性应变分布模型,通过计算模型中应变特征值,推导出开裂区域的局部刚度。将局部刚度代入车-桥数值模型中,综合考虑振动平衡位置变化,实现车-桥耦合振动分析;基于获得的振动响应,重新计算截面应变特征值,修正开裂区域局部刚度,进而建立了车-桥耦合振动分析与局部刚度相互影响的迭代分析方法。采用开裂钢筋混凝土梁模型试验,对所建立的方法进行了验证。结果表明:随着移动荷载靠近跨中,裂缝张开位移增大,钢筋与混凝土间的黏结刚度下降,导致钢筋对混凝土的约束能力削弱,从而使得结构抗弯刚度降低,其中试验梁跨中开裂截面的抗弯刚度最大降幅达初始值的49%;此外,刚度变化引起结构振动平衡位置的变化,该变化会增大车-桥耦合振动变形,试验中振动变形峰值增大约31%。通过对开裂区域局部刚度时变演化效应的准确分析,所提出的方法能够准确预测振动变形,为开裂钢筋混凝土结构在动力作用下的力学行为评估提供了新思路。 展开更多
关键词 钢筋混凝土梁 车-桥耦合分析 混凝土裂缝 时变刚度 非线性应变分布
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