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智能CFRP筋应变传递试验及有限元分析 被引量：1
1
作者 邓朗妮 牛家宝 +3 位作者 杨洲 邹易清 石伟 钟卿瑜 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2026年第1期236-248,共13页
作为大跨度桥梁的主要承重构件,拉索会随着时间的推移出现老化损伤。因此,对在役桥梁拉索进行健康监测对保障桥梁安全至关重要。本研究针对传统CFRP(carbon fiber reinforced polymer)拉索索力监测技术量程不足的问题,提出基于长标距FB... 作为大跨度桥梁的主要承重构件,拉索会随着时间的推移出现老化损伤。因此,对在役桥梁拉索进行健康监测对保障桥梁安全至关重要。本研究针对传统CFRP(carbon fiber reinforced polymer)拉索索力监测技术量程不足的问题,提出基于长标距FBG传感技术的螺旋缠绕式智能CFRP筋结构优化方法。基于复合材料减滞模型理论,构建应变传递解析方程,验证智能CFRP筋通过降低应变传递率实现监测量程提升的理论可行性。采用参数化有限元模拟结合试验验证的方法,定量分析螺旋角度、标距比、胶粘层长度及胶粘剂类型等设计参数对应变传递率的影响规律。在对智能CFRP筋进行有限元拉伸模拟的同时,截取不同角度下智能CFRP筋的表面应变图,根据不同角度下的表面应变图,引入修正系数对试验实测智能CFRP筋表面应变进行修正。研究结果表明:应变传递率与螺旋角度、标距比成反比,其中螺旋角度影响最为显著,当螺旋角度从15°增加到35°时,平均应变传递率从81.42%降低到44.14%;标距比次之,当标距比从1增加到3时,平均应变传递率从57.61%降低到44.89%;胶粘层参数对智能CFRP筋的应变传递率影响较小。引入修正系数对试验实测智能CFRP筋表面应变进行修正,修正后的智能CFRP筋应变传递率试验值和模拟值最小误差为0.29%。研究结果为智能CFRP筋的结构设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 应变传递率 静载拉伸试验 有限元分析 设计参数 智能CFRP筋
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大跨度斜拉桥横向钢阻尼器力学性能研究
2
作者 王伟强 田杨 +3 位作者 刘方成 李培璐 冷新云 夏俊勇 《铁道标准设计》 北大核心 2026年第2期106-113,共8页
以汕头牛田洋公铁两用大桥为工程背景,对横向钢阻尼器的力学性能进行深入研究。结合横向钢阻尼器的结构力学计算与本构关系分析两种分析方法,得出其屈服力、竖向抗拔力、屈服位移、阻尼位移、初始刚度、屈后刚度等设计参数的理论公式,... 以汕头牛田洋公铁两用大桥为工程背景,对横向钢阻尼器的力学性能进行深入研究。结合横向钢阻尼器的结构力学计算与本构关系分析两种分析方法,得出其屈服力、竖向抗拔力、屈服位移、阻尼位移、初始刚度、屈后刚度等设计参数的理论公式,建立横向钢阻尼器ABAQUS有限元模型,通过数值仿真获得双弧形钢的等效塑性应变与各个设计参数的模拟值,对比分析各个设计参数的模拟值与理论值;对横向钢阻尼器进行不同载荷步的循环加载试验及疲劳试验,获取滞回曲线并对比分析了屈服力、屈服位移及初始刚度等设计参数的检测值与理论值、模拟值之间的关系。结果表明:当钢材等效塑性应变处于极限值附近时,横向钢阻尼器设计参数的模拟值、检测值与其理论值之间的偏差最大值分别为8%、9%,均满足设计规范允许偏差±15%的要求,验证了该理论公式较合理可行,可直接适用于横向钢阻尼器的开发设计,从而加快产品开发进度;将双弧形钢的极限等效塑性应变与其阻尼位移相对应,充分发挥双弧形钢的阻尼耗能作用,且各个设计参数的最大偏差控制在±15%以内,可实现弹塑性钢材的充分利用,从而降低产品材料成本。 展开更多
关键词 大跨度斜拉桥 横向钢阻尼器 力学性能 数值仿真 试验 双弧形钢
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往复拉伸作用下自复位结构无黏结预应力筋应力损失试验
3
作者 贾俊峰 刘洋 +3 位作者 赵建瑜 周智 邓贺丹 江昊 《中国公路学报》 北大核心 2026年第2期98-107,共10页
为探究地震等偶然往复荷载作用下摇摆自复位(Rocking self-centering,RSC)结构夹片式锚具回缩引起的预应力损失规律及其计算方法,提出了锚具回缩理论模型,设计并开展了不同预应力筋数量及长度与不同加载制度下预应力损失试验研究。基于... 为探究地震等偶然往复荷载作用下摇摆自复位(Rocking self-centering,RSC)结构夹片式锚具回缩引起的预应力损失规律及其计算方法,提出了锚具回缩理论模型,设计并开展了不同预应力筋数量及长度与不同加载制度下预应力损失试验研究。基于试验结果,分析了RSC柱瞬时预应力损失与偶然预应力损失变化规律,并编写了新型锚具材料UMAT子程序。研究结果表明:锚具回缩为永久变形,且仅随历史最大预应力值线性增加,锚固端锚具回缩相较于张拉端锚具回缩存在一定滞后效应。不同预应力筋参数及加载制度下,各锚具的“预应力增量-锚具回缩”斜率基本保持不变,变异系数仅为0.079,表明锚具回缩具有良好的可预测性。偶然预应力损失超过初始有效预应力将导致预应力筋发生完全松弛,在实际设计中需合理评估预应力损失与初始预应力间的平衡关系,确保初始有效预应力大于偶然预应力损失,以避免预应力筋松弛现象的产生。所提出的锚具回缩理论模型与新型锚具材料UMAT子程序能够准确模拟地震等偶然荷载作用下锚具回缩变化规律。研究成果可为RSC结构预应力筋设计优化及预应力损失分析提供参考。 展开更多
关键词 桥梁工程 摇摆自复位结构 理论模型 夹片式锚具 预应力损失 锚具回缩
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钢筒内置可更换橡胶穿心式摩擦阻尼器滞回特性及其在自复位桥墩中的应用
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作者 刘正楠 唐佳伟 +2 位作者 张维科 陈兴冲 马华军 《吉林大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第2期407-415,共9页
兼顾阻尼器的经济性及震后可更换性,提出了由高强螺栓、钢套筒、活动挡板、固定挡板、钢拉杆及可更换橡胶组成的铜筒内置可更换橡胶穿心式摩擦阻尼器(SPRFD),并介绍其基本构造及工作原理。通过往复加载试验,考察了不同预紧力下阻尼器滞... 兼顾阻尼器的经济性及震后可更换性,提出了由高强螺栓、钢套筒、活动挡板、固定挡板、钢拉杆及可更换橡胶组成的铜筒内置可更换橡胶穿心式摩擦阻尼器(SPRFD),并介绍其基本构造及工作原理。通过往复加载试验,考察了不同预紧力下阻尼器滞回曲线的变化规律,分析了不同加载位移下的滞回反应特征、等效刚度及等效阻尼比的变化规律,获得了可更换橡胶的摩擦损伤特征;将SPRFD应用于铁路自复位桥墩中,通过往复加载分析研究了其抗震性能。结果表明:在较小的预紧力下,阻尼器的滞回性能稳定,滞回曲线具有刚塑性模型的特征;随着预紧力的增大,往复循环及大位移加载均会因橡胶损伤导致阻尼力减小,滞回曲线具有弹塑性模型的特征。整个加载过程中,阻尼器具有较稳定的等效黏滞阻尼比。不同预紧力的SPRFD对自复位桥墩滞回曲线的影响不同,预紧力的大小影响滞回曲线卸载刚度的变化,预紧力越大,滞回曲线越捏拢,提供给自复位桥墩的抗侧强度越大。 展开更多
关键词 桥梁与隧道工程 摩擦阻尼器 滞回行为 自复位桥墩 抗震性能
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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
5
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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型钢-UHPC组合梁抗弯性能研究
6
作者 邵旭东 曹学琳 +1 位作者 赵旭东 曹君辉 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第3期1-15,共15页
针对钢梁高度占比对型钢-UHPC组合梁抗弯性能的影响,设计制作3个不同钢梁高度的组合梁,并采用四点加载方式完成抗弯性能测试.试验结果表明:所有试件均发生弯曲破坏,破坏特征表现为钢梁全截面屈服,UHPC顶板压溃;当钢梁高度占比由0.243提... 针对钢梁高度占比对型钢-UHPC组合梁抗弯性能的影响,设计制作3个不同钢梁高度的组合梁,并采用四点加载方式完成抗弯性能测试.试验结果表明:所有试件均发生弯曲破坏,破坏特征表现为钢梁全截面屈服,UHPC顶板压溃;当钢梁高度占比由0.243提升至0.5时,组合梁的极限抗弯承载力提升了48.11%.此外,钢梁高度占比的增大可增强组合梁抗裂性能,具体体现为初裂荷载提高、最大裂缝宽度减小;与此同时,组合梁界面相对滑移增加了31.3%.基于弹塑性计算理论,提出利用截面内力计算模型,用于预测型钢-UHPC组合梁抗弯承载力,该模型计算所得的组合梁初裂荷载、屈服荷载及极限荷载与试验结果基本吻合,验证了分析模型是可靠的. 展开更多
关键词 桥梁工程 抗弯强度 型钢-UHPC组合梁 静力分析 热轧型钢
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柱脚形式不同的部分填充混凝土装配式钢桥墩抗震性能研究
7
作者 吴庆雄 郑其鑫 +1 位作者 袁辉辉 秦志清 《土木工程学报》 北大核心 2026年第4期122-138,共17页
为探究不同柱脚连接形式对部分填充混凝土装配式钢桥墩(简称“PS-PFC桥墩”)的抗震性能的影响,文章以柱脚形式为主要参数,进行3个混凝土填充率为25%的大比例PS-PFC试件的拟静力试验,并采用ABAQUS软件开展此类桥墩的精细化有限元模拟与... 为探究不同柱脚连接形式对部分填充混凝土装配式钢桥墩(简称“PS-PFC桥墩”)的抗震性能的影响,文章以柱脚形式为主要参数,进行3个混凝土填充率为25%的大比例PS-PFC试件的拟静力试验,并采用ABAQUS软件开展此类桥墩的精细化有限元模拟与拓展参数分析。结果表明:采用埋入式柱脚的桥墩具有最强的滞回耗能能力,但延性最差,混凝土填充面上方的钢管破坏严重,震后修复困难。采用端承式柱脚与外包式柱脚的桥墩受力机理相似,耗能水平相当,均具有优良的延性,前者达到极限状态时表现为锚杆拉伸变形和柱底钢板屈曲变形,震后修复较易,而后者外包层混凝土破碎、承台混凝土崩裂,震后修复不易。埋入式桥墩的峰值荷载和延性皆与轴压比呈负相关,而端承式与外包式桥墩则相反;钢管强度、锚杆直径和外包层高度等参数均会不同程度地影响桥墩的抗震性能。进而提出PS-PFC桥墩的水平承载力理论计算方法,其计算结果与有限元分析结果吻合良好。 展开更多
关键词 装配式钢桥墩 柱脚形式 抗震性能试验 有限元分析 水平承载力
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局部设置无黏结钢筋的铁路自复位桥墩抗震性能研究
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作者 丁明波 姚远 +1 位作者 鲁锦华 陈兴冲 《世界地震工程》 北大核心 2026年第1期122-128,共7页
铁路重力式桥墩具有截面尺寸大、刚度大、配筋率低的特点。为了顺应韧性发展理念,提高铁路重力式桥墩的震后快速恢复能力,满足列车在运行过程中的刚度要求,提出了两种在墩底局部设置无黏结钢筋的铁路自复位桥墩,通过拟静力试验进行抗震... 铁路重力式桥墩具有截面尺寸大、刚度大、配筋率低的特点。为了顺应韧性发展理念,提高铁路重力式桥墩的震后快速恢复能力,满足列车在运行过程中的刚度要求,提出了两种在墩底局部设置无黏结钢筋的铁路自复位桥墩,通过拟静力试验进行抗震性能研究。试验结果表明:仅设置无黏结钢筋的桥墩模型在墩底出现了混凝土裂缝和混凝土压碎现象,而在设置无黏结钢筋的基础上设置分离面和增设基台,可以使铁路自复位桥墩在加载过程中处于提离摇摆状态,且其墩底并未出现明显的混凝土损伤现象。相较于仅设置无黏结钢筋的桥墩,设置分离面和增设基台桥墩模型的水平承载力有所提升,累积耗能最终提高了51.36%;且在相同位移水平下表现出更优的刚度性能和更小的残余位移。该研究成果为铁路桥梁抗震设计提供了新的技术路径。 展开更多
关键词 自复位桥墩 拟静力试验 无黏结钢筋 铁路桥梁 抗震性能
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考虑端部效应的拱桥短吊杆实用索力公式
9
作者 朱劲松 李国武 +1 位作者 刘阳 张小海 《公路交通科技》 北大核心 2026年第2期84-92,共9页
【目标】针对振动频率法测试拱桥短吊杆索力精度差的问题,提出考虑端部效应的索力实用公式,旨在减小测试误差,提高短吊杆索力测试精度。【方法】首先,总结振动频率法测试索力基本原理及公式,使用ANSYS软件建立理想均质吊杆有限元模型,... 【目标】针对振动频率法测试拱桥短吊杆索力精度差的问题,提出考虑端部效应的索力实用公式,旨在减小测试误差,提高短吊杆索力测试精度。【方法】首先,总结振动频率法测试索力基本原理及公式,使用ANSYS软件建立理想均质吊杆有限元模型,计算不同工况下吊杆基频有限元解,对比吊杆基频有限元解与公式解析解,验证模型准确性。其次,在均质模型基础上加入端部效应,建立三段式吊杆模型,研究不同吊杆长度下端部与中间段密度比、截面直径比及端部长度对吊杆基频影响。然后,建立不同边界条件下基频增量百分数与吊杆长度的统计关系,基于基频增量百分数计算端部修正系数对实测基频进行修正,将修正后的吊杆基频代入梁理论索力公式,得到考虑端部效应的索力表达式。最后,以某在建两跨连续无推力空间变箱型钢拱桥为工程案例,通过锚索计实测数据对修正公式进行验证。【结果】所提修正公式具有良好的精度和适用性,特别是对于10 m以下短吊杆,索力测试误差可从25.90%减小到4.01%。【结论】该方法可以有效减少短吊杆索力测试误差,提高测试精度,对于中、下承式拱桥吊杆安全状况评估具有指导意义。 展开更多
关键词 桥梁工程 索力测试 振动频率法 短吊杆 端部效应
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三角形钢横隔梁装配式梁桥静动力特性研究
10
作者 彭卫兵 黄晨露 +1 位作者 全柳萌 张宇涛 《工程力学》 北大核心 2026年第1期120-128,共9页
钢横隔梁作为装配式梁桥的一种新型横向连接构件,可有效解决混凝土横隔梁湿接段对不齐、高空施工难度大等顽疾,也便于主梁预制标准化,大幅度降低模板的复杂度和数量。该文提出了高强螺栓装配三角形钢横隔梁结构及相应的快速装配建造施... 钢横隔梁作为装配式梁桥的一种新型横向连接构件,可有效解决混凝土横隔梁湿接段对不齐、高空施工难度大等顽疾,也便于主梁预制标准化,大幅度降低模板的复杂度和数量。该文提出了高强螺栓装配三角形钢横隔梁结构及相应的快速装配建造施工方法,并进一步以四跨连续小箱梁桥为依托工程,采用ABAQUS有限元模型,研究了考虑路面不平度,四轴试验车辆作用下,新型钢横隔梁的装配式梁桥结构静动力特性,并通过桥梁原位荷载试验进行了实测验证。结果表明:采用钢横隔梁主梁静挠度与混凝土横隔梁相比,横向传力能力约为混凝土的0.9倍,传力性能相近;动载作用下,车速分别为20 km/h和30 km/h时,钢横隔梁受力性能约为混凝土横隔梁的95.01%和96.46%,优于静力时的93.49%;相较于混凝土横隔梁,荷载作用主梁时,设计车速内采用钢横隔梁冲击系数较小;相对于无中横隔时,钢横隔梁顶部支撑点有效减小了主梁湿接缝处混凝土的局部冲切应力,降低幅度为7.89%。 展开更多
关键词 桥梁工程 钢横隔梁 原位试验 动力响应 横向传力
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纵桥向非对称钢管混凝土拱肋最优拱轴系数与受力特性
11
作者 姚国文 曾凡华 +2 位作者 陈奉民 贺煊博 李雷 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期227-236,共10页
研究不同矢跨比下拱轴系数对非对称钢管混凝土拱桥拱肋受力的影响,为非对称拱桥的优化设计提供理论依据。应用MIDAS有限元分析软件建立非对称钢管混凝土拱桥精细化模型,分析了矢跨比和拱轴系数分别取不同值对拱肋内力分布的影响规律,使... 研究不同矢跨比下拱轴系数对非对称钢管混凝土拱桥拱肋受力的影响,为非对称拱桥的优化设计提供理论依据。应用MIDAS有限元分析软件建立非对称钢管混凝土拱桥精细化模型,分析了矢跨比和拱轴系数分别取不同值对拱肋内力分布的影响规律,使用截面偏心距最小法探究了最佳矢跨比和拱轴系数。结果表明:长短半拱矢跨比相同时,拱轴系数无论取何值,主拱均呈现不对称受力;长短半拱矢跨比分别为1/4和1/5时,长短半拱的受力呈对称分布,截面偏心距最小,反之,分别取1/5和1/4时,截面偏心距较大;拱轴系数取值为1.4~1.6时,截面偏心距平方和达到最优值。综合分析得出,非对称拱桥长短半拱的矢跨比分别为1/4和1/5、拱轴系数为1.4时较为合理。 展开更多
关键词 非对称钢管混凝土拱桥 矢跨比 拱轴系数 构造优化 力学性能
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基于物理约束与特征协同的攻角融合卷积-Transformer桥梁静力三分力时程预测
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作者 孙洪鑫 罗臻懿 +2 位作者 燕飞 张明 欧阳鹭伟 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期268-276,共9页
针对桥梁风荷载静力三分力现有时程预测精度不足的问题,提出了一种攻角融合卷积-Transformer(AFConv-Transformer)模型。该模型采用一维卷积网络来提取局部高频特征,利用Transformer编码器捕捉全局时序依赖,将攻角作为物理约束进行多模... 针对桥梁风荷载静力三分力现有时程预测精度不足的问题,提出了一种攻角融合卷积-Transformer(AFConv-Transformer)模型。该模型采用一维卷积网络来提取局部高频特征,利用Transformer编码器捕捉全局时序依赖,将攻角作为物理约束进行多模态融合,从而解决传统模型的相位偏差问题。然后,基于某大跨钢箱梁的风洞试验数据,生成860组样本集,对模型进行验证。消融试验结果表明,攻角融合有助于消除预测的相位偏差,卷积与Transformer编码器模块的协同作用是保证模型有效性的基础。在测试集上,所提模型的平均绝对误差、均方根误差和决定系数分别为0.354 7、0.654 3和0.976 8;相较于经典的攻角融合卷积-长短期记忆(AFConv-LSTM)模型,训练耗时从147.50 s降至65.60 s,效率提升55.5%。该研究为桥梁抗风设计中的气动力智能预测提供了一种高效可靠的新方法。 展开更多
关键词 三分力时程预测 桥梁抗风气动力 物理约束融合 攻角融合卷积-Transformer 训练效率优化
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设置SMA碟簧群的高速铁路轨道-桥梁系统地震响应及易损性分析
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作者 刘正楠 张维科 +1 位作者 林发明 周小华 《中国铁道科学》 北大核心 2026年第1期116-126,共11页
为评估设置SMA碟簧群的高速铁路轨道-桥梁系统的抗震能力,以含等效路基段的8跨简支梁桥为研究对象,分别在活动支座侧和固定支座侧布置SMA碟簧群,采用OpenSees建立结构的有限元分析模型,并从太平洋地震工程研究中心数据库选取30条适合于... 为评估设置SMA碟簧群的高速铁路轨道-桥梁系统的抗震能力,以含等效路基段的8跨简支梁桥为研究对象,分别在活动支座侧和固定支座侧布置SMA碟簧群,采用OpenSees建立结构的有限元分析模型,并从太平洋地震工程研究中心数据库选取30条适合于Ⅱ类场地的地震动记录,进行SMA碟簧群设置前后轨道-桥梁系统的地震响应研究;基于增量动力分析方法,开展设置SMA碟簧群的高速铁路轨道-桥梁系统的地震易损性分析。结果表明:SMA碟簧群对轨道系统中各部件位移响应控制效果有限,但对剪力齿槽、固定支座的最大和残余位移控制效果显著,同时还可降低桥墩的残余位移;“V型”地形条件下,SMA碟簧群的设置仅对活动支座、固定支座、剪力齿槽和抗剪钢筋的位移响应敏感,桥墩变高度布置时SMA碟簧群对剪力齿槽的最大位移响应控制效果较差;设置SMA碟簧群可降低剪力齿槽的损伤概率,尤其可以降低固定支座在不同损伤状态下的超越概率。 展开更多
关键词 高速铁路 轨道-桥梁系统 SMA碟簧群 地震响应 易损性
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大坡度齿轨铁路桥梁测力支座设计与试验研究
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作者 郑晓龙 陶奇 +3 位作者 邹贻军 唐润枫 吴再新 李俊亦 《现代城市轨道交通》 2026年第4期23-28,共6页
以大坡度齿轨铁路桥梁为研究对象,针对活载作用下梁体动态响应复杂、支座受力状态难以监测等问题,设计一种具备测力及高度调节功能且传感器可更换的测力支座。在阐述支座构造、测力原理、服役期传感器标定及更换方法的基础上,通过试验... 以大坡度齿轨铁路桥梁为研究对象,针对活载作用下梁体动态响应复杂、支座受力状态难以监测等问题,设计一种具备测力及高度调节功能且传感器可更换的测力支座。在阐述支座构造、测力原理、服役期传感器标定及更换方法的基础上,通过试验验证其性能。试验结果显示:在正常承载及0.02 rad转角状态下,支座竖向力实际加载值-测力显示值曲线均呈现出较理想的线性状态,而且测力示值误差及重复性误差均未超过1%FS;在模拟服役期承载状态下,测力支座原位校准试验中的校准竖向力值与传感器测定竖向力值最大误差小于1%,传感器更换试验中所需的水平推力小于支座竖向设计承载力的8%,支座高度增量仅为0.321 mm,对梁体无影响。说明该支座结构可靠、测力精确,具备在服役状态下的原位校准与传感器更换能力,可满足大坡度齿轨铁路桥梁长期运营维护的要求。 展开更多
关键词 齿轨铁路 大坡度桥梁 测力支座 传感器更换 原位校准
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非饱和土热湿耦合迁移及对能源桩性能影响研究
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作者 杨军 曾姝 《广州建筑》 2026年第1期1-9,共9页
非饱和土中的能源桩系统若不按多相体考虑桩周土的热湿耦合迁移,将不能准确估计系统的换热能力。建立了考虑热-水-汽迁移的非饱和土数值模型,并设计开展了一维土柱热湿耦合迁移试验,用监测温度和湿度的时空演变验证了模型的可靠性。进... 非饱和土中的能源桩系统若不按多相体考虑桩周土的热湿耦合迁移,将不能准确估计系统的换热能力。建立了考虑热-水-汽迁移的非饱和土数值模型,并设计开展了一维土柱热湿耦合迁移试验,用监测温度和湿度的时空演变验证了模型的可靠性。进而用该模型分析了热湿耦合迁移的微观机理,探讨其对能源桩换热效率的影响。研究表明,重力对垂直土柱中液态水迁移的影响较大,而水蒸气迁移主要由温度梯度驱动。在低含水量和显著温差的情况下,水蒸气通量可达液态水通量的17.0%。不考虑非饱和土的热湿耦合迁移会高估夏季制冷模式下能源桩的换热性能,低估冬季供暖模式下的换热性能,特别是对有较高含水量和粗粒含量的土体。本文的模型和结论可供能源桩系统设计和标准修订参考。 展开更多
关键词 地热能 非饱和土 能源桩 热湿耦合迁移
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汉南长江大桥锚碇沉井基础地基处理方案研究与应用
16
作者 胡志红 黄锐 《世界桥梁》 北大核心 2026年第1期54-60,共7页
汉南长江大桥为主跨1600 m的双塔单跨钢箱梁悬索桥,南、北锚碇均采用沉井基础。锚碇沉井基础所在位置原状地基土承载力不满足施工要求,采用砂桩复合地基进行加固处理。针对沉井动态下沉的特征,结合规范,提出考虑沉井接高、下沉双工况的... 汉南长江大桥为主跨1600 m的双塔单跨钢箱梁悬索桥,南、北锚碇均采用沉井基础。锚碇沉井基础所在位置原状地基土承载力不满足施工要求,采用砂桩复合地基进行加固处理。针对沉井动态下沉的特征,结合规范,提出考虑沉井接高、下沉双工况的砂桩处理关键指标判定标准与计算方法,采用砂桩复合地基承载力特征值不小于接高工况基底压力、极限承载力不小于下沉工况基底压力的判定标准确定砂桩置换率;采用下卧层承载力特征值不小于接高工况基底压力的标准确定普通隔墙对应区域的砂桩处理深度、下卧层极限承载力不小于下沉工况基底压力的标准确定外井壁与分区隔墙对应区域的砂桩处理深度;基于有限元法复核基底压力范围外增设3排砂桩后沉井下沉施工对塔吊桩基偏位的影响,确定砂桩处理范围。结果表明:采用上述方法确定的砂桩处理方案可满足沉井接高工况姿态稳定、下沉工况高效平稳、塔吊桩基偏位可控的要求。 展开更多
关键词 悬索桥 锚碇 沉井基础 砂桩处理 置换率 处理深度 处理范围 工程应用
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桥梁竖向隔振球型支座开发及试验研究
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作者 王勇 顾海龙 +5 位作者 艾宗良 向律楷 李小珍 贾立志 胡元宏 宋建平 《西南交通大学学报》 北大核心 2026年第1期102-110,共9页
为降低高铁桥梁车致振动对周围环境的影响,首先,提出一种内置金属盘式隔振器的桥梁竖向隔振球型支座,给出支座力学本构模型和整体竖向刚度计算方法;结合仿真和试验对比研究金属盘式隔振器竖向刚度的设计符合性,并仿真分析不同摩擦支承... 为降低高铁桥梁车致振动对周围环境的影响,首先,提出一种内置金属盘式隔振器的桥梁竖向隔振球型支座,给出支座力学本构模型和整体竖向刚度计算方法;结合仿真和试验对比研究金属盘式隔振器竖向刚度的设计符合性,并仿真分析不同摩擦支承面对金属盘式隔振器竖向刚度和应力的影响;然后,通过竖向隔振球型支座的系列试验,研究了支座的常规性能、竖向刚度、隔振荷载、动静刚度比和刚度稳定性;最后,以高速铁路32 m跨混凝土简支箱梁为背景,探究了列车作用下的支座隔振效果.结果表明:3种不同竖向承载力设计的金属盘式隔振器的竖向刚度仿真与实测值偏差均在±10%以内;金属盘式隔振器的底部支承面摩擦系数在0.01~0.10内时,竖向刚度增加2.1%,应力减小0.9%;竖向隔振球型支座样件的常规性能满足设计要求,竖向刚度和隔振荷载的试验值与设计值偏差均在±10%以内;支座在过载卸载后竖向刚度保持稳定,对金属盘式隔振器起到保护作用;激励频率1~17 Hz时,支座动静刚度比的范围为1.00~1.15;支座1000万次疲劳后刚度增加量小于10%,各部件完好;竖向隔振球型支座支承下的桥梁满足列车安全性和乘坐舒适性指标要求,竖向隔振球型支座较普通球型支座的土体振动响应衰减量达4 dB左右. 展开更多
关键词 高速铁路 简支梁桥 球型支座 盘式隔振器 竖向隔振 竖向刚度 隔振效果
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观音寺长江大桥主桥主梁设计
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作者 欧阳泽卉 李秋 +1 位作者 刘新华 冯鹏程 《世界桥梁》 北大核心 2026年第2期23-30,共8页
观音寺长江大桥主桥为(62+64+2×72+80+1 160+96+72+2×64+54) m混合式组合梁双塔双索面斜拉桥,主梁宽度为41.0 m,中心高度为4.0 m。中跨为钢-UHPC组合梁结构,标准节段长度为14 m,根据梁段受力不同采用了2种组合梁型,其UHPC层... 观音寺长江大桥主桥为(62+64+2×72+80+1 160+96+72+2×64+54) m混合式组合梁双塔双索面斜拉桥,主梁宽度为41.0 m,中心高度为4.0 m。中跨为钢-UHPC组合梁结构,标准节段长度为14 m,根据梁段受力不同采用了2种组合梁型,其UHPC层标准厚度分别为6 cm和17 cm,材料等级均为UC160,组合梁的钢结构采用箱形结构,由顶底板、边中腹板、小纵梁、横隔板、索梁锚固构造、风嘴等组成,材质有Q370qD、Q420qD及Q500qD三种。边跨采用刚度大、经济性好的预应力混凝土箱梁,材料等级为C60混凝土,标准节段长度为8 m,采用短线法预制拼装施工。在中跨侧距离桥塔27 m的位置设置结合段,通过构造细节处理确保预应力混凝土箱梁与钢-UHPC组合梁2种主梁结构传力安全、可靠。 展开更多
关键词 斜拉桥 钢-UHPC组合梁 混凝土箱梁 结合段 结构设计 有限元法
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钢纤维掺量对桥面铺装用UHPC断裂行为的影响
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作者 李晓波 赵洪 +1 位作者 侯伟 吴锦杨 《铁道建筑》 北大核心 2026年第1期94-100,共7页
为探究高速铁路磴口黄河特大桥桥面铺装用超高性能混凝土(UHPC)的适宜钢纤维掺量,本文通过缺口断裂力学试验定量分析了钢纤维掺量对UHPC断裂行为的影响。试验结果表明:随着钢纤维掺量的增加,UHPC的荷载-开口位移曲线线性阶段的占比降低... 为探究高速铁路磴口黄河特大桥桥面铺装用超高性能混凝土(UHPC)的适宜钢纤维掺量,本文通过缺口断裂力学试验定量分析了钢纤维掺量对UHPC断裂行为的影响。试验结果表明:随着钢纤维掺量的增加,UHPC的荷载-开口位移曲线线性阶段的占比降低,塑性阶段占比增多;当钢纤维掺量为225 kg/m3时,UHPC的起裂韧度增加了39.6%,失稳韧度提高到23.7倍,断裂能和延性指数分别增加到403.6倍、78.6倍。数字图像相关技术(DIC)定量计算结果表明,钢纤维能大大延缓UHPC的断裂过程区(FPZ)演化速度,掺入钢纤维的UHPC材料FPZ起点扩展速度只有未掺入钢纤维的15%左右。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 断裂参数 断裂过程区 裂纹 数字图像相关技术(DIC)
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新型波形钢-UHPC组合桥面板抗弯性能研究
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作者 刘力 王康宁 +2 位作者 高立强 程震宇 张清华 《建筑钢结构进展》 北大核心 2026年第1期34-46,91,共14页
文中提出了一种新型波形钢-超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)组合桥面板结构体系,围绕该类桥面板的抗弯性能开展深入研究,为进一步探究其疲劳性能奠定基础。首先,针对该组合桥面板结构设计制作了3个试件,并对其... 文中提出了一种新型波形钢-超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)组合桥面板结构体系,围绕该类桥面板的抗弯性能开展深入研究,为进一步探究其疲劳性能奠定基础。首先,针对该组合桥面板结构设计制作了3个试件,并对其进行了3组正弯矩作用下的足尺模型试验,探究不同剪跨长度下结构的破坏模式、承载能力、钢-UHPC层间滑移等关键力学指标的发展规律。在此基础上,建立了考虑UHPC材料非线性和钢-UHPC层间接触非线性的有限元模型,用于确定新型组合桥面板结构关键设计参数及其对结构性能的影响规律。最后,基于塑性理论建立了适用于新型组合桥面板极限承载能力预测的理论模型。结果表明:正弯矩作用下新型组合桥面板的破坏形式均为弯曲破坏,结构的承载能力和变形能力均随着剪跨长度的减小而增大;所建立的有限元模型能准确模拟结构的受力特性,可用于研究不同参数对结构受力特性的影响规律,其中剪跨长度、波形钢高度和组合销数量是影响结构受力特性的关键设计参数;所建立的新型组合桥面板承载能力理论模型可准确预测其极限承载能力,相关研究成果可为该组合桥面板的工程应用提供参考。 展开更多
关键词 波形钢-UHPC组合桥面板 足尺模型试验 抗弯性能 有限元模型 参数分析 理论模型 剪跨长度
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