高速铁路浅埋大跨度隧道下穿公路施工安全性分析

成都至贵阳客运专线南厂沟浅埋大跨度隧道下穿公路,重载车辆繁多,对隧道施工安全及道路行车安全造成威胁。采用FLAC3D软件分别对无行车条件下和行车荷载作用下施工过程进行了数值模拟,对比分析了两种工况下的受力及变形,结果表明,行车荷载对该隧道施工影响较小。下穿施工过程及监测数据分析表明,南厂沟隧道下穿公路数值模拟是合理的,为顺利施工提供了有益指导。     

黄土地区地下连续墙桥梁基础试验研究

本书为交通运输部西部交通建设科技项目黄土地区大跨度桥梁地下连续墙和箱形基础的应用研究的研究成果,依托工程实践,对地下连续墙现场载荷试验、室内物理模型试验进行了系统研究,深入分析了黄土地区地下连续墙受力变形特征。     

大跨度地下工程支护结构研究

针对大跨度地下工程结构受力复杂、安全风险高的工程特点,采用理论分析、经验评价、数值模拟的综合评价方法,对某地下实验大厅的支护结构稳定性进行综合评价。通过多种塑性力学计算方法,对比了卡柯（Caquot）公式、芬纳（Fenner）公式、修正的芬纳公式或卡斯特纳（Kastner）公式在具体工程中的应用,优化分析得出适合于硬岩条件下大跨度结构的理论分析方法。采用Q评价系统和工程类比方法,确定了大跨度地下工程锚杆、锚索和喷射混凝土的支护参数,通过相似工程的经验类比,认为锚索长度应不小于跨度的40%。采用三维离散元计算方法对支护结构的稳定性进行数值模拟,数值计算中的岩体采用基于HB强度准则的应变软化模型,结构面采用基于摩尔-库仑强度准则的理想弹塑性模型。通过数值分析,对边墙上部施加3排预应力锚索,边墙变形得到抑制,同时围岩潜在失稳块体数量和范围显著得到有效的控制。通过支护结构的应力分析得出60％的锚杆轴力在2.0～2.25 MN之间,表明地下工程具有良好的安全性。建立了塑性区理论分析、经验类比和数值模拟的综合评价方法,形成三位一体的评价体系,可有效地对大跨度支护结构的合理性进行评价。综合分析可知,支护方案设计合理时,能够有效应对围岩中的块体稳定风险和高应力破坏现象;在局部安全性较差的部位,锚索和锚杆应力水平相对较高,可以考虑对适当降低锚索预张拉力、增加随机锚杆数量。     

Structural condition assessment of long-span suspension bridges using long-term monitoring data

<正>This paper focuses on developing an online structural condition assessment technique using long-term monitoring data measured by a structural health monitoring system.The seasonal correlations of frequency-temperature and beam-end displacement-temperature for the Runyang Suspension Bridge are performed,first.Then,a statistical modeling technique using a six-order polynomial is further applied to formulate the correlations of frequency-temperature and displacement-temperature,from which abnormal changes of measured frequencies and displacements are detected using the mean value control chart.Analysis results show that modal frequencies of higher vibration modes and displacements have remarkable seasonal correlations with the environmental temperature and the proposed method exhibits a good capability for detecting the micro damage-induced changes of modal frequencies and displacements.The results demonstrate that the proposed method can effectively eliminate temperature complications from frequency and displacement time series and is well suited for online condition monitoring of long-span suspension bridges.     

大跨度非规则折板网壳结构动力性能研究

折板网壳结构具有造型丰富、结构的整体刚度大、跨越空间大、分块拼装,以及施工制作方便等优点,因此是一种具有潜力的新型空间网格结构.采用大型有限元分析软件ANSYS,建立了某大跨度非规则单层折板钢网壳结构的三维仿真分析模型.采用兰佐斯法,对该大跨度非规则单层折板钢网壳结构的动力性能进行了研究,得出了大跨度非规则单层折板网壳自振性能的规律,因此文中的分析为该类折板空间钢网壳结构的工程应用和结构设计提供了理论依据.     

液体黏滞阻尼器在大跨度桥梁中对伸缩缝保护作用的探讨

为了限制动荷载作用下梁端的位移,经常要在梁端安装阻尼器,与伸缩缝在结构上形成并联装置。当桥面突然发生大规模的刹车,或在突加的地震、风荷载等荷载的冲击作用下,阻尼器是否会对伸缩缝起到保护作用就成为一个令人关心的问题。由一般多自由度体系动力方程出发,通过矩阵变换得到结构局部关于阻尼器单自由度方程。基于此单自由度方程,对阻尼器在结构中具有局部减震效果提出了理论上的论证,在此基础上就阻尼器在各种冲击荷载作用下对伸缩缝的保护作用进行了探讨。     

行波效应对大跨度空间结构随机地震响应的影响

深入研究了行波效应对大跨度空间结构随机地震响应的影响,进一步完善了大跨度空间结构随机地震响应分析理论。推导了双支座、单自由度体系地震响应功率谱密度函数的解析表达式,研究了不同频率体系的响应峰值随地面视波速的变化规律,分析了多支撑点、多自由度体系的地震响应功率谱矩阵的特点,发现多自由度体系地震响应随地面视波速的变化规律与单自由度体系相似。数值模拟了某体育馆网壳结构在不同地面视波速情况下的随机地震响应,结果表明,考虑地震动行波效应后,结构地震响应随地面视波速的变化而显著变化,当视波速较低时其变化规律很复杂;且支撑点附近、受拟静力位移影响较大的部分杆件的地震响应明显增大,远离支撑点处、受拟静力位移影响较小的部分杆件的地震响应稍有减小。由此得出结论,对于大跨度空间结构的随机地震响应分析,必须考虑地震动的行波效应,尤其当受拟静力位移影响较大的部分杆件对结构抗震设计起控制作用时;且应对可能出现的地面视波速进行全面分析,作为结构抗震设计依据。     

大跨度桥梁结构多级地震响应研究

大跨度桥梁结构在地震发生时其支承点受到的地震动激励均不相同,使得在多级地震中其桥梁结构对于地震的响应程度也不同。通过分析多级地震作用下,水中结构的运动引起桥梁墩部周围水体辐射波浪运动对桥梁结构的影响,分析大跨度桥梁墩-水耦合边界。基于反应谱理论,计算大跨度桥梁结构承受的地震力最大值,得出多级地震响应曲线,以分析其多级地震响应;并以某地六跨桥为例,以多级地震下桥梁的位移、剪力、弯矩等响应时程为指标进行分析,得出有效结论。     

大跨度斜拉立体桁架的自振特性分析

采用分块兰索斯法(BLOCK LANCZOS)计算了大跨度斜拉立体桁架的自振频率与振型,分析总结了该结构的自振特性的特点,探讨了跨度、塔高、塔柱的刚度、桁架高度、拉索的间距和拉索刚度以及屋面荷载等参数对结构自振频率的影响。计算表明,大跨度斜拉立体桁架结构体系频谱分布比较密集且具有较低的自振频率。文中得出的一些结论,对工程结构的设计与分析具有一定参考价值。     

大跨度空间网格结构在地震行波作用下的响应

本文对地震行波三向正交分量分别独立作用和联合作用下的大跨度空间网格结构的地震响应（包括结构控制点的位移，杆件内力，柱底弯矩等）进行了数值分析，结果表明，与一致地震振动相比，地震动的行波效应可使大跨度空间网格结构的控制点位移增大21%，柱脚弯矩增大79%，杆件内力增大100%，因此，在大跨度空间结构的抗震分析中必须进行详细的抗震分析。