基于有限元分析钢结构桥梁中应变与挠度测量数据的分析与验证

本文介绍了钢结构桥梁检测的内容与桥梁安全性评判的指标,结合某钢结构人行桥梁案例,基于有限元分析方法进行建模,对设计荷载下的应力与变形进行计算,并对静载试验的工况、应力应变测点、挠度测点进行设计。通过静载试验中应变与挠度测量数据的分析,验证了基于有限元与挠度测量的方法可以很好的检测桥梁的结构状态,判定桥梁各项指标是否符合规范要求。本文还针对人行桥梁总结了消除温度变化、控制桥梁挠度变形和相对残余变形值的一些做法,以供参考。     

悬高测量在桥梁挠度快速检测中的应用

随着经济发展、交通日益繁重和桥梁服役时间延长,对桥梁进行检测是十分有意义和必要的。但是在面对一些特殊桥梁,如:跨河、跨铁路、跨山涧等,传统方法测量桥梁的挠度是有一定困难的。利用全站仪提供的悬高测量法则可以方便快捷的进行测量。通过误差分析和试验以及实桥验证,表明悬高测量方法具有较强的操作性和较高的可信度。     

探地雷达探测桥梁浅基础缺陷的正演研究

桥梁基础作为桥梁重要的组成部分,由于长期的地质作用和外部因素总是容易出现缺陷、裂缝等桥梁基础病害。考虑到传统的探地雷达探测方法——Common-offset法很难解决桥梁基础病害问题,提出采用特殊的Common-source法来探测桥梁基础病害。利用GprMax软件,来模拟桥梁基础的探测过程;将正常桥梁基础和缺陷型桥梁基础的正演结果进行对比,可以发现二者存在明显的差异。利用这些差异可以在实际探测过程中识别出存在病害的桥梁基础,证明利用探地雷达探测桥梁基础病害是切实可行的办法。     

关于进一步做好汶川地震灾区受损城市桥梁隐患处置工作的通知

四川、甘肃、陕西省建设厅：目前,汶川地震灾区受损城市桥梁隐患处置工作取得了较大进展,但也存在震后桥梁特殊检测工作不到位,部分受损桥梁设施没有得到及时处置等问题。为保证城市桥梁使用安全,现就进一步做好汶川地震灾区受损城市桥梁隐患处置工作通知如下：一、进一步增强受损城市桥梁隐患处置工作的紧迫感汶川地震灾区受损城市桥梁隐患处置工作是国务院部署的一项重要工作,是保障灾区人民正常生活和当地经济、     

道路桥梁设计隐患问题研究

随着人们生活水平的不断提高,人们对于生活质量提出了更高的要求,目前人们的出行方式多种多样,道路桥梁在人们的生活中发挥着前所未有的重要作用,所以保证道路桥梁的质量问题对于保证人们的出行安全具有重要的作用。设计阶段是道路桥梁的开始阶段,设计阶段存在的隐患将会对于道路桥梁的安全性能造成重要的影响,所以对于设计阶段的隐患,应该引起足够的重视。     

山区急倾斜煤层开采上覆岩层弯曲挠度预计

为了研究山区急倾斜煤层开采上覆岩层的弯曲变形规律,建立了上覆岩层弯曲变形的力学模型,运用弹性力学中的薄板弯曲理论,推导了上覆岩层弯曲挠度的预计公式,利用此公式对上覆岩层的弯曲挠度进行了计算。研究结果表明:(1)由于山区急倾斜煤层覆岩的线性荷载的作用,岩板的弯曲挠度曲线不再具有对称性,岩板弯曲挠度的最大值偏向于岩板倾斜的下山方向;(2)岩板弯曲挠度随着采深的增大而增大,岩板弯曲挠度最大值出现的位置逐渐由下山方向向采空区中点移动,但是最大挠度出现的位置不会越过采空区中点而位于倾斜岩板的上山方向;(3)岩板弯曲挠度随着山地倾角的增大而增大,岩板挠度最大值出现的位置距离采空区中点越来越远;(4)岩板弯曲挠度随着煤层倾角的增大而减小,岩板弯曲挠度最大值出现的位置距离采空区中点越来越远。     

郑州农业路西三环互通立交桥附属结构设计浅析

正工程概况郑州市农业路西三环互通立交桥采用双对角苜蓿叶组合式立交,含2条主线桥、4条左转匝道桥、4条右转匝道桥、2条平行匝道桥(如图1所示)。桥梁附属结构不仅是满足交通功能的重要组成部分,也是桥梁景观的重要组成部分,同时还影响着桥梁主体结构的耐久性。本文着重阐述桥梁附属结构的设计要点。防撞护栏设计防撞护栏是保证行车安全的重要构件,也是城市桥梁的景观需求,既要满足护栏中预埋照明管线的要求,还要满足作为照明灯     

水平受荷长桩弹塑性计算解析解

当考虑桩侧土体非线性本构关系时对水平受荷桩的计算一般需采用数值方法,解析结果相对较少。基于Winkler地基模型和桩侧土体简化的弹塑性本构关系,对均质地基中水平荷载作用下桩头嵌固的长桩进行了解析推导,得到了桩身最大挠度及最大弯矩与荷载关系的统一解析表达式,并采用相同的方法求得高桩情形下桩头挠度的计算式。计算表明,联合荷载作用下桩身泥面处的挠度和转角不等于单个荷载作用时的线性叠加,采用常规的线性叠加法计算将偏于不安全。所求解析式借助计算器即可进行最大挠度和最大弯矩的计算,大大方便了工程的计算应用。     

移动荷载作用下Winkler地基板的等参元分析

采用基于Mindlin板理论的8节点等参单元和Newmark逐步积分法,对Winkler地基上的弹性薄板和厚板在移动荷载作用下的动力响应进行了分析,并与已有的薄板有限条法分析结果进行了对比。考察了荷载移动速度、地基基床系数、系统阻尼比对地基板动力响应的影响。分析结果表明,系统存在固有的共振速度,地基基床系数是确定共振速度的最重要因素,薄板与厚板的挠度响应模态有很大差异。结果证明了该方法的有效性和准确性,对实际工程有重要的应用价值。     

最小势能原理在关键层挠度计算中的应用

关键层对上覆岩层的变形起控制作用并与受其直接控制的岩层形成组合梁结构协调变形,依此原理可算得将关键层视为四边简支的弹性薄板时板中面承受的均布荷载,因此可用关键层的变形代替组合梁结构的变形。将承受等效荷载时缓慢下沉的关键层视为平衡体系,依据平衡体系势能最小的原理求得注浆前后关键层的最大挠度和最大拉应力的方向。离层注浆是控制地表变形的有效方法,注浆前后地表的沉陷变形与关键层的挠曲变形密切相关,在忽略表土层对沉陷起弱化作用的前提下可用注浆前后关键层最大挠度的变化间接的反映离层注浆的减沉效果。通过该理论计算得出的减沉值和实测数据较为接近,验证了采用最小势能原理进行注浆前后关键层挠度值计算的可行性。为关键层注浆前后的挠度计算和注浆减沉的效果评价提供了新的方法和思路。     

考虑位移的土压力模型在横向承载桩分析中的应用

桩与地基土之间的相互作用是横向承载桩研究的重要组成部分,相互作用的土反力是挠度和深度的非线性函数,即桩的变形和受力之间呈非线性变化,这种非线性导致了横向承载桩的分析计算十分繁杂。针对问题研究的复杂性,从考虑位移的朗肯土压力理论入手,根据桩出现挠度后引起周边土体的位移量,推导出桩周土反力表达式,在不引入任何地基模型的条件下计算桩身任意深度处基于桩体位移的土反力,简化了问题的分析过程。通过设定算例进行分析,所得出的结果与p-y曲线结果以及实际情况一致,证明了该计算方法的合理性。     

考虑冻土效应的桥梁桩-土动力相互作用研究现状与展望

冻土和地震是我国西部高寒高烈度地区桥梁工程建设中主要面临的两大挑战。冻土区线路工程广泛采用桩基础桥梁, 土体冻结后会显著影响地震作用下桩-土动力相互作用过程, 给桩基础桥梁抗震分析带来困难。首先系统总结和分析了冻土对桥梁结构地震响应的影响、 桩-冻土相互作用效应及其计算模型等方面的研究现状, 进而对相关成果进行了科学分析。研究表明： 冻土的存在对桥梁结构地震反应的影响是显著的, 桩基础桥梁抗震设计中不考虑冻土效应是不合理的。目前还存在的问题包括： 冻土区桥梁结构地震反应的研究中, 未充分考虑冻土效应; 现有桩-土相互作用模型无法有效应用于冻土领域; 地震作用下桩-冻土体系相互作用机理及其破坏特征不明确。在此基础上, 提出了考虑冻土效应后桥梁桩-土动力相互作用为今后需要重点研究的方向。     

对公路桥梁高墩台施工技术的行业探讨

新时期,我国公路桥梁建设的速度发展迅速,桥梁建设正在发挥着重要的交通作用,对经济和社会起着提升和加速的作用,目前,随着公路桥梁技术的不断进步,公路桥梁建设质量得到进一步提升,各种各样的公路桥梁不断出现,并被有效地应用到交通网络的连接和构建之中。公路桥梁出现了跨径变长、墩身增高的趋势,这就需要公路桥梁建设技术人员对此加以关注,通过行业内技术的研讨,推进公路桥梁施工技术的提高,确保公路桥梁的施工质量。公路桥梁墩台是桥梁上部负荷承载的主要结构,同时还承载着风力、流水等外力的影响,也存在着冰压力和外力撞击的可能,种种因素都需要我们加强对公路桥梁墩台的重视,以严格的技术、高品质的公路桥梁施工确保公路桥梁墩台对各种负荷、外力和侵害的有效抵御。公路桥梁高墩台施工技术是公路桥梁高墩台施工质量的有效保障,应该立足公路桥梁墩台的设计和施工的实际工作,开展对公路桥梁墩台施工技术的研讨和学习,切实掌握决定公路桥梁高墩台施工质量的钢筋安装、混凝土运输、混凝土浇筑、混凝土养护、安全管理等技术环节,在合理运用液压滑膜技术和翻模施工技术的基础上提升公路桥梁高墩台质量,实现为具体的路桥梁高墩台施工提供技术梳理和关键环节提示的作用。     

黏弹性地基板在矩形变速荷载作用下的振动分析

利用双重Fourier变换方法,首先推导得到了黏弹性地基板在多个矩形变速移动荷载作用下的动力响应一般解。然后以实际刚性路面为算例,采用快速傅立叶变换(FFT)方法对匀变速荷载作用下的板的动挠度进行了数值求解。与经典解进行了比较,显示出了较好的一致性。利用数值结果重点分析了矩形移动荷载的加速度、减速度以及初速度对板的动态挠度的影响,发现移动荷载加速度、减速度及初速度对黏弹性地基板动力响应的影响十分明显,随着加速度（减速度）和初速度的增大,板的动挠度在关键速度时明显减小;板的动挠度出现峰值的位置对应着不同的加速度（减速度）和初速度,但却对应着相同的关键速度。     

胶结充填体-顶板系统稳定性研究

在胶结充填采矿法中,胶结充填体弹性系数和其不接顶高度是空区顶板安全的重要影响因素。基于柔性支护原理,把顶板变形分为两个阶段：顶板在覆岩自重应力作用下产生挠曲变形;顶板与胶结充填体接触后共同承载顶板覆岩自重应力;并据此分别建立了力学模型。以广西盘龙铅锌矿为工程分析实例,研究在不同胶结充填体弹性系数和不接顶高度条件下顶板挠度的变化规律。结果表明：当胶结充填体弹性系数k≥0.1 GN/m3时,不接顶高度h是影响顶板挠度的主要因素,当胶结充填体弹性系数k较小时,弹性系数k是影响顶板挠度的主要因素;当k≥0.1 GN/m3且h≤300 mm时,胶结充填体能有效控制顶板岩层移动和降低储存在其中的应变能。现场勘探结果与理论计算基本吻合,验证了研究成果的可靠性。     

挤压墙工法对面板堆石坝应力变形影响规律研究

利用三维有限元数值模拟方法,分析了采用挤压墙的面板堆石坝的应力变形规律。与不采用挤压墙和采用半挤压墙型式的方案进行比较,研究了挤压墙的存在及其型式对于面板堆石坝应力变形响应的影响。计算结果表明,挤压墙的存在及其型式对于坝体的应力变形以及面板挠度变形影响较小;对面板的应力分布情况有一定影响,但不会对面板安全性产生明显影响;挤压墙的存在有利于减小周边缝的沉陷变位。     

地下水开采对桥梁结构影响的离心模型试验研究

地下水开采是导致地面不均匀沉降的重要因素之一,而地面不均匀沉降又会对桥梁结构造成较大的危害。通过离心模型试验研究了离心场中地基抽水对桥梁结构物的影响。在自主研制的离心场中地基抽水对结构物影响的模拟和测量系统基础上,测量了抽水过程中粉土地基中沉降的变化以及桥梁结构的变形分布规律,探讨了地面不均匀沉降对刚性桥梁、简支桥梁以及简支连续桥梁的影响规律。试验结果表明,水井抽水的初期非稳定渗流期是桥梁变形发展最快的阶段;减小桥垮长度以及桥面桥墩改用铰连接都可以使得桥面轴向应变减小;地基的水平位移会给刚性桥梁中部带来较大的变形     

连续刚构桥施工监控及挠度控制分析

正连续刚构桥工程一般是运用逐段对称的悬臂式浇筑施工,其跨径大,跨度越大梁体悬臂的施工挠度控制作用就越重要。如果施工人员不能在悬浇施工过程中科学地控制梁体挠度,就会造成梁体的外观质量不佳,并且导致合龙很难开展,此外,还会对穿束工作产生严重影响,提升钢束张拉的约束性,使得梁体扭矩不断增大。本文对连续刚构桥施工监控内容、扰度控制的影响因素进行了分析,并提出了有效的控制措施。     

基于有限元数值模拟的穿越影响范围分析

北京地区对于施工下穿(侧穿)桥梁工况,一般是参考北京市地方标准划分主、次要影响区.该标准在使用中存在两个主要问题:1)拟建工程与桥梁下部结构接近关系判别定义不清;2)拟建工程对桩周土扰动范围按无桩情况套用的适宜性评价.以北京地区某实际工程为依托,采用有限元数值模拟方法和北京市地方标准中规定的方法,分析穿越工程主、次要影...     

抗滑桩应变特征与内力非线性研究

为探究抗滑桩实际内力与变形间的规律,特别是桩土相互作用下桩体受力、变形、稳定性等特征,通过抗滑桩大型物理模型试验,结合MATLAB拟合推导实现从桩表面应变散点数据到桩身挠度分布的求解。对比同桩长不同加载条件与同加载条件不同桩长两种情况下桩表面应变、桩身弯矩、剪力及挠度,分析抗滑桩的应变特征与内力变化规律。研究表明:单调与循环加载条件下抗滑桩工作阶段划分为三阶段,即未开裂阶段、混凝土开裂-钢筋屈服阶段、钢筋屈服-桩体破坏阶段。未开裂阶段一、二级荷载下由于土的压密性桩体略微回弹,桩表面应变、桩身弯矩、受荷段剪力及挠度出现较小的负值（绝对值约为破坏时的1%）。混凝土开裂-钢筋屈服阶段应变、弯矩、剪力、挠度增速明显加快。钢筋屈服-桩体破坏阶段应变、弯矩、剪力、挠度呈非线性增长,桩体的破坏模式均为弯剪破坏。随着自由端长度的增加,破坏时应变、弯矩增大,而剪力减小,破坏时应变增长约10%,弯矩增长约3%,剪力减少约20%;相对于单调加载,循环加载下最大弯矩值和最大挠度均有增大,最大弯矩增长约2%,最大挠度增长约1%。