考虑结构性能退化的钢-混组合梁桥疲劳寿命研究

文章对随机车流荷载作用下的钢-混组合梁桥进行疲劳寿命分析,并考虑结构性能退化对钢-混组合梁桥疲劳寿命的影响;以某钢-混组合梁桥为例,建立该桥的有限元模型;利用车辆动态称重系统采集实际交通量数据,对实际交通流分布特征进行统计分析,并通过Monte-Carlo算法生成钢-混组合梁桥随机车流模型;引入裂缝密度概念来反映桥梁混凝土板的刚度折减情况,根据桥梁现场实际检测情况,对钢-混组合梁桥混凝土板进行裂缝密度统计,在此基础上考虑混凝土板不同开裂程度,对钢-混组合梁桥疲劳寿命进行预测。当钢-混组合梁桥混凝土板开裂程度为轻微、一般、较严重时,混凝土板刚度分别退化10.62%、16.52%、34.22%,组合梁桥的疲劳寿命分别降低16.66%、37.31%、56.61%。混凝土板裂缝扩展引起的结构刚度退化对钢-混组合梁桥疲劳性能影响显著。     

芜湖过江隧道掘进对长江大堤沉降影响研究

以芜湖城南大直径过江隧道为依托,采用数值模拟法对超大直径泥水盾构隧道掘进过程中无为长江大堤沉降特征开展研究。首先,建立三维数值计算模型,并结合现场监测数据校正数值模型;其次,在考虑土体开挖、泥水支护、管片衬砌、壁后注浆以及地层损失等施工要素的基础上,对施工过程进行精细化模拟,分析压密注浆加固土体前后大堤的沉降;最后,对堤坝地表沉降结果进行分析,讨论总结规律。研究结果表明：压密注浆可有效地降低堤坝顶部沉降值;盾构双线同时掘进下穿堤坝时,大幅增加了堤坝顶部的沉降值;盾构穿越后的最大沉降值为20.46 mm,满足规范中沉降值要求。研究结果为芜湖城南大直径过江隧道掘进提供指导,对类似工程亦具有借鉴意义。     

预加荷载及间歇性剥离的FRP加固结构延性增强试验研究

针对FRP加固结构普遍存在脆性强、延性差的问题,提出预加荷载的方法以及间歇性剥离技术来改善FRP加固结构的延性.为了验证上述两种方法协同作用对于结构延性的增强效果,分别对钢试件和钢筋混凝土结构进行了试验,结果表明,与直接张贴法加固的结构相比,采用预加荷载方法及间歇性剥离技术的FRP加固结构,延性增强了20%~30%.     

基于PTMD的双主梁钢-混组合梁桥车-桥耦合振动控制

针对双主梁钢-混组合梁桥车-桥耦合振动问题,文章以某高速公路路段1座4×35 m双主梁钢-混组合梁桥为例,设计一种通过调谐质量块与黏弹性层之间的碰撞来耗散能量的碰撞调谐质量阻尼器(pounding tuned mass damper, PTMD),以减小车辆引起的桥梁振动;结合桥梁和车辆的运动方程,建立车-桥-PTMD耦合系统运动方程;考虑路面条件,基于三维车辆模型、桥梁模型和PTMD系统建立车-桥-PTMD耦合系统的仿真模型,以研究该装置的减振效果。结果表明,该文研究的PTMD对钢-混组合梁桥的车-桥耦合振动有明显的抑制效果,且随着其质量比的增大,减振效果有显著提升。     

基于SVM的多自由度结构非线性模型检验及参数确定

文章提出了一种基于支持向量机(support vector machine,SVM)的非线性结构模型验证和参数确定方法。首先建立了基于结构动力响应和外激励载荷的恢复力曲面;然后利用恢复力曲面得到刚度边际谱、阻尼边际谱及非线性指标,采用主成分分析法提取结构非线性指标,利用降维指标作为训练数据训练SVM分类器,用于检测存在的非线性;最后,采用正则化最小二乘法确定了结构非线性模型参数。在数值模拟中,采用1个非线性单自由度系统和1个非线性多自由度系统来验证该方法的有效性。数值仿真结果表明,该方法是一种有效的、噪声鲁棒性强的非线性模型验证和结构参数确定方法。     

基于RBF的系杆拱桥吊杆张拉控制研究

系杆拱桥施工过程中,吊杆张拉控制既是关键问题,也是难点之一.采用径向基神经网络(RBF)对一系杆拱桥吊杆张拉力控制计算进行分析.结合大桥吊杆张拉施工过程,采用有限元软件MIDAS建立空间梁单元有限元模型,模拟吊杆索力张拉过程.依据一定的吊杆张拉顺序,将成桥设计索力作为输入向量,以对应的吊杆初张力作为输出向量,利用MATLAB神经网络工具箱中的径向基神经网络的泛化特性,来逼近两者之间的非线性映射关系,直接计算出吊杆初张拉力,并与设计成桥索力进行比较.计算表明结果与设计值差值均控制在5%精度内,满足工程精度要求.     

基于温度效应的桥梁结构模型非线性边界条件参数识别

超静定桥梁结构的温度作用效应会导致桥梁支座变形过大甚至破坏等损伤,从而使桥梁结构支座等局部构件进入非线性.而桥梁结构的温度效应本身又与其刚度和支座边界条件密切相关,因此在进行桥梁结构温度效应的模拟分析中,需要确定桥梁结构的非线性边界条件的参数,从而建立温度效应分析的可靠模型.通过对不同温度模式作用下的具有非线性平动和转动边界条件的梁式结构的温度效应分析,揭示了非线性边界条件参数与结构位移和应变温度效应的关系,并依此建立基于温度作用效应的优化目标函数,通过基于函数梯度的优化算法来实现非线性边界条件参数的识别.根据一座系杆拱桥的实测数据,验证了基于温度效应的边界条件参数识别方法的有效性.     

考虑水力耦合效应的超大直径穿江隧道开挖扰动分析

文章以芜湖超大直径过江隧道穿越长江段为例，采用岩体水力耦合细观力学模型对江底隧道开挖过程进行数值模拟，分析水力耦合效应、岩体内部微裂纹结构特征及支护水压等对开挖响应的影响。结果表明：不考虑水力耦合时，隧道开挖引起的最大水平位移位于隧道两侧，随着与洞周距离的增大而减小，隧道底部隆起值大于顶部沉降值，而考虑水力耦合作用后，隧道两侧边墙与江底地表均产生较大的水平位移，隧道顶部沉降显著增大，底部隆起明显减小，比顶部沉降小1个数量级；随着江水位增大，江水渗流作用对江底地面沉降变形影响效应更加明显；岩体内部初始微裂纹结构特征对隧道开挖引起的江底变形响应影响较大，优先水平发育时，水压力降低区域明显增大，江底地表竖直沉降范围明显扩大，距离开挖隧道较远区域地表也产生较大沉降变形；适宜的支护水压可对隧道开挖引起的变形扰动进行有效控制。研究成果对深化涉水隧道水力耦合研究具有一定参考意义。