基于退化机理的混凝土桥梁耐久性环境区划

系统研究了桥梁耐久性设计的环境作用和区划.首先,从环境作用对混凝土桥梁的影响和导致的混凝土桥梁的耐久性病害出发找出不同区域混凝土桥梁耐久性退化的主要因素;其次,依托国家气象中心的气象资料对混凝土结构耐久性有显著影响的环境指标进行调查分析,获取代表城市的环境数据,对常规环境参数进行了调研;再次,借鉴现有的规范和标准,选择适当的区划参数对混凝土桥梁的工作环境进行了分类;最后,运用桌面地理信息系统软件ArcGIS绘制了全国耐久性环境区划图,得到了对应于不同环境参数的环境区划图表.     

基于颤振稳定性的悬索桥加劲梁梁高的确定

在悬索桥的抗风设计中，流线型箱梁由于具有较好的抗风性能而得到广泛应用。通过经验公式分析和有限元两种方法得出箱梁梁高对悬索桥颤振稳定性的影响规律，并提出了常用桥宽下悬索桥梁高设计的近似公式。另外,还通过对一种振型耦合的特殊现象进行了分析。     

斜拉桥气弹模型拉索振动数字摄影测量技术

利用数字摄影测量的方法,在斜拉桥全桥气弹模型风洞试验中对拉索结构实现振动位移的动态测量.介绍了该方法的基本原理,并通过某斜拉桥进行了实测研究,获得了该桥气动失稳状态时的拉索振动形态,为桥梁颤振发散机理的研究提供了直接依据.讨论了拉索位移测量方法的误差,并提出改进测量精度的对策.     

滚石柔性防护网耗能规律数值模拟

从滚石运动轨迹确定出发,基于数值模拟方法对云南省澜沧江沿岸某在建桥梁桥址区滚石高发边坡进行滚石滚落数值模拟,确定滚石运动特征。基于获得的滚石运动特征,使用Ls-dyna对滚石撞击柔性防护结构响应进行分析,获得拦石网动态响应特征。分析结果表明：滚石运动特征与边坡形式及覆盖层特征相关,在模拟假设条件下,与滚石质量相关性并不明显;重点关注的3个撞击参数拦石网最大变形、冲击力峰值和接触时间均表现出与撞击速度和滚石半径较好的线性相关性;柔性防护网在对不同半径滚石撞击下表现出明显的＂子弹效应＂,小半径滚石穿透拦石网所需动能明显小于大半径滚石。     

上海闵浦大桥桥址风环境风洞试验及数值模拟研究

基于Reynolds时均N-S方程中的Realizable k-ε模型对上海闵浦大桥桥址处风环境进行数值模拟.数值模拟采用有限体积法对控制微分方程进行离散,并采用SIMPLE压力校正算法来实现非线性方程的迭代求解.数值结果与在同济大学TJ-3风洞中的试验值进行了对比分析,总体吻合较好.由于风剖面是结构抗风设计中一个极为重要的因素,在比对试验的基础上,分析了双曲冷却塔对桥址风剖面的干扰影响.数值模拟表明,由于冷却塔的存在,当在一定的风偏角范围,桥址处在冷却塔的尾流中,风速明显偏小,在冷却塔高度范围,风剖面并不符合B类地貌选取0.16的指数分布率.     

三塔双跨悬索桥动力特性分析

桥梁结构的动力特性对进行桥梁的动力性能设计、健康检测和维护具有十分重要的意义,而三塔双跨悬索桥具有和传统的大跨径悬桥不完全相同的静、动力性能。针对泰州大桥工程实例,通过ANSYS有限元分析软件研究了三塔双跨悬索桥在成桥阶段和施工阶段的动力特性,并与传统的悬索桥作比较,得出了一些有意义的结论,供工程设计人员参考。     

温度对桥梁模态参数的影响

从理论上推导了温度对简支梁频率的影响公式,并对一个独塔组合梁弯斜拉桥进行了温度效应和频率影响分析,提出了利用有限元计算来量化温度对复杂结构频率影响的方法.结果表明:环境温度主要通过使结构尺寸变化、使超静定结构产生内力以及使结构材料的力学性能发生改变这3种方式影响结构模态频率,其中结构尺寸变化的影响可以忽略不计;环境温度对结构模态频率的影响程度主要取决于结构形式、材料、截面大小以及结构内力状态.实例分析显示:不同温度模式对结构变形和内力的影响差别很大;体系温差对斜拉桥频率的影响主要是由弹性模量随温度的变化而引起的;主梁温度梯度对频率的影响体现在温度内力的改变上,而索梁温差和索塔温度梯度对频率基本无影响.     

桥面火灾条件下斜拉桥拉索及全桥结构的安全性能

针对日益受到关注的桥梁火灾风险问题,以一座大跨斜拉桥为研究对象,进行性能化抗火分析.首先进行火灾危险源分析,设置了3种桥面火灾场景;通过FDS模拟获得了不同场景下的火场温度,并与ISO834升温曲线进行比较;分别通过FDS火灾场和ISO834升温曲线得到了两种情况下的拉索温度,并结合屈服强度变化规律进行了拉索失效分析;最后对全桥安全性能进行了评估.结果表明:基于FDS模拟的火场温度总体上低于ISO834曲线温度,在最不利条件下最多可致3根拉索断裂;火灾对斜拉桥整体安全性能的影响有限,但会削弱桥梁的使用功能,应采取必要的防范措施以减小火灾损失.     

行车落物冲击下钢筋混凝土桥面板的安全性能

针对桥面行车所载重型货物意外坠落致桥面板损伤事故,以一座大跨斜拉桥钢筋混凝土桥面板为研究对象进行落物冲击分析,建立钢筋混凝土桥面板落物冲击安全性能评价方法.首先通过与钢筋混凝土板落锤试验结果进行对比来验证数值模拟方法的可靠性;之后通过非线性有限元分析获得桥面板落物冲击损伤模式,进而分析了钢筋混凝土桥面板在落物冲击同等加载速率下的极限抗冲击承载力;最后依据建立的分析方法评价桥面板安全性能.结果表明:文中数值分析方法能够满足钢筋混凝土板低速冲击分析精度的要求;重型货物坠落冲击钢筋混凝土桥面板的破坏机理为压缩应力波背侧发射造成的局部混凝土开裂,桥面板整体响应不显著;通过蒙塔卡洛随机抽样方法分析了事故桥面板易损性曲线,给出了事故桥面板在不同冲击强度下发生不同等级损伤的失效概率和可靠度指标.     

结构拓扑优化理论及其在桥梁结构找型中的应用

从物理模型、数学模型和优化算法三个方面系统阐述了结构拓扑优化的基本原理.通过实例介绍了应用拓扑优化技术进行桥梁结构找型的方法,并展示了拓扑优化中结构衍化过程及优化结果.针对目前结构拓扑优化技术运用在桥梁找型中所面临的困难,探讨了未来研究的方向.研究表明,结构拓扑优化方法可以在桥梁概念设计阶段得出合理而新颖的结构形式,在桥梁找型方面具有良好的应用前景.