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基于磁谐振的预应力钢绞线交变应力监测试验研究

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振动与冲击 2023年第14期42卷 189-197页

作者：刘惠玲张洪张森华夏俊凤周建庭重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

预应力钢绞线的交变应力难以测量。为明确磁谐振方法对预应力钢绞线交变应力监测的适用性,基于磁弹效应和磁滞效应,分析了应力交替过程中拉伸应变效应的感应线圈电感变化,开展了交变荷载作用下的钢绞线应力监测试验。研究了不同交变荷... 详细信息

预应力钢绞线的交变应力难以测量。为明确磁谐振方法对预应力钢绞线交变应力监测的适用性,基于磁弹效应和磁滞效应,分析了应力交替过程中拉伸应变效应的感应线圈电感变化,开展了交变荷载作用下的钢绞线应力监测试验。研究了不同交变荷载作用下传感器感应电压的变化规律,明晰了传感器感应电压与交变荷载的对应关系,揭示了交变荷载对传感器感应电压的影响机制。结果表明,交变荷载作用下的感应电压与荷载之间存在线性函数关系,其交变应力监测误差小于5%,磁谐振方法可以监测预应力钢绞线的交变应力。

关键词：交变应力预应力钢绞线磁谐振磁弹效应监测

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变截面开口薄壁钢箱稳定性分析

重庆交通大学学报（自然科学版） 2012年第6期31卷 1105-1108,1255页

作者：刘芳平周建庭重庆交通大学土木建筑学院重庆400074 重庆三峡学院土木工程学院重庆404000

从薄板基本理论出发,利用单块板的平衡状态,将基本方程建立在变形后的结构上,用假想荷载法推导出了薄壁构件弯扭平衡微分方程;以变截面开口薄壁钢箱为研究对象,用有限元软件ANSYS对大量不同尺寸的结构进行了屈曲分析。研究发现:受竖向... 详细信息

从薄板基本理论出发,利用单块板的平衡状态,将基本方程建立在变形后的结构上,用假想荷载法推导出了薄壁构件弯扭平衡微分方程;以变截面开口薄壁钢箱为研究对象,用有限元软件ANSYS对大量不同尺寸的结构进行了屈曲分析。研究发现:受竖向均布荷载作用下变截面悬臂开口薄壁钢箱有3种基本屈曲形态,即板件的局部屈曲、截面的畸变屈曲和构件的整体屈曲;随着结构尺寸的变化,一阶屈曲形式也在发生变化,并且呈一定的规律。

关键词：薄壁钢箱假想荷载法稳定性屈曲

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小跨径实腹式石拱桥拱背加固减载法研究

重庆交通大学学报（自然科学版） 2013年第S1期32卷 815-817,868页

作者：高凯周建庭刘路重庆交通大学土木建筑学院重庆400074

从钢筋混凝土增大截面加固法和拱上减载法入手,论证了拱背加固减载法对小跨径实腹式石拱桥进行加固的可行性,并结合依托工程验证了拱背加固减载法在小跨径石拱桥上的应用,并分析了加固前后主拱圈的承载力,以及该加固法与其他加固方法在... 详细信息

从钢筋混凝土增大截面加固法和拱上减载法入手,论证了拱背加固减载法对小跨径实腹式石拱桥进行加固的可行性,并结合依托工程验证了拱背加固减载法在小跨径石拱桥上的应用,并分析了加固前后主拱圈的承载力,以及该加固法与其他加固方法在提高主拱圈承载力上的对比。

关键词：小跨径实腹式石拱桥拱背加固减载法增大截面法

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基于子模型法的斜拉桥塔梁墩固结段局部分析

重庆交通大学学报(自然科学版) 2013年第3期32卷 379-384页

作者：宋军周建庭陈增顺重庆交通大学土木建筑学院

在对大跨径斜拉桥整体结构有限元分析的基础上,应用子模型法对斜拉桥塔梁墩固结位置进行了有限元结构受力分析,计算了4种不同工况下结构的应力应变状态。研究表明:子模型法可以更为精确有效地计算斜拉桥塔梁墩固结处的应力分布情况,计... 详细信息

在对大跨径斜拉桥整体结构有限元分析的基础上,应用子模型法对斜拉桥塔梁墩固结位置进行了有限元结构受力分析,计算了4种不同工况下结构的应力应变状态。研究表明:子模型法可以更为精确有效地计算斜拉桥塔梁墩固结处的应力分布情况,计算结果可作为大跨径斜拉桥塔梁墩固结处局部设计和施工的参考依据。

关键词：子模型法轨道斜拉桥塔梁墩固结

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桥台裂缝的温度场效应研究

重庆交通大学学报（自然科学版） 2013年第2期32卷 190-193,279页

作者：宋军周建庭王杨重庆交通大学土木建筑学重庆400074

以重庆盘溪路大石坝立交工程为例,从温度场理论出发,研究了冬季降温产生的温度应力对如桥台结构的大体积混凝土应力变化的影响;应用有限元软件对桥台背面进行切缝处理,研究切缝后的桥台应力场分布情况。研究结果表明:桥台的外侧受温度... 详细信息

以重庆盘溪路大石坝立交工程为例,从温度场理论出发,研究了冬季降温产生的温度应力对如桥台结构的大体积混凝土应力变化的影响;应用有限元软件对桥台背面进行切缝处理,研究切缝后的桥台应力场分布情况。研究结果表明:桥台的外侧受温度影响比内侧受温度影响更为敏感,在降温时候外侧更容易开裂,在桥台背面适当位置增加竖向切缝后,桥台的温度应力集中现象将获得释放。

关键词：约束大体积混凝土温度应力应力变化

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钢筋锈蚀对RC固端梁振动特性的影响

振动．测试与诊断 2023年第5期43卷 967-973,1041页

作者：徐略勤陈叙先周建庭王佩高鹏阳珊清重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074

为了揭示钢筋锈蚀对钢筋混凝土(reinforced concrete,简称RC)固端梁振动特性的影响,制作了纵筋直径分别为14 mm和16 mm的2组梁S‑14和S‑16,每组4片,一共8片。以0%,5%,10%和15%为目标锈蚀率对2组梁开展电化学加速锈蚀试验,基于受迫振动法... 详细信息

为了揭示钢筋锈蚀对钢筋混凝土(reinforced concrete,简称RC)固端梁振动特性的影响,制作了纵筋直径分别为14 mm和16 mm的2组梁S‑14和S‑16,每组4片,一共8片。以0%,5%,10%和15%为目标锈蚀率对2组梁开展电化学加速锈蚀试验,基于受迫振动法测试了2组梁的振动特性,分析了交流电和环境振动两个干扰因素对测试准确性的影响,研究了纵筋锈蚀率、直径对RC固端梁振动特性的影响规律,探讨了荷载、截面刚度与频率之间的关联。结果表明:干扰因素对固端梁频率的影响可忽略,但对阻尼比有一定的影响,尤其是环境振动最大可产生43.62%的偏差;随着纵筋锈蚀率的增大,固端梁的频率不断下降,S‑14和S‑16梁的最大降幅分别达16.89%和8.13%,且纵筋直径越小,频率的降幅和降速越大;2组梁的阻尼比随纵筋锈蚀率的变化规律不一样,从测试结果的可重复性、稳定性和规律性来看,频率均优于阻尼比;随着锈蚀率的增大,固端梁荷载和频率表现出类似的下降规律,两者表现出良好的指数关系,固端梁截面刚度的变化率是其振动频率变化率的2倍。

关键词： RC固端梁振动特性受迫振动法钢筋锈蚀纵筋直径截面刚度

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UHPC预应力锚固齿块承压性能及尺寸效应研究

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铁道科学与工程学报 2023年第1期20卷 265-277页

作者：杨俊杨明周建庭王劼耘胡天祥重庆交通大学山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 广西交通投资集团有限公司广西南宁530022 深圳高速公路集团股份有限公司广东深圳518026

预应力锚固齿块作为连续刚构桥的重要传力构件,其力学性能与桥梁结构安全息息相关。为提高预应力锚固齿块力学性能,以某连续刚构桥预应力锚固齿块为研究对象,提出超高性能混凝土(UHPC)新型齿块。开展常规混凝土(RC)预应力锚固齿块与UHP... 详细信息

预应力锚固齿块作为连续刚构桥的重要传力构件,其力学性能与桥梁结构安全息息相关。为提高预应力锚固齿块力学性能,以某连续刚构桥预应力锚固齿块为研究对象,提出超高性能混凝土(UHPC)新型齿块。开展常规混凝土(RC)预应力锚固齿块与UHPC预应力锚固齿块局部承压性能试验,对比研究局部压力作用下UHPC锚固齿块的抗裂性能、极限承载力、破坏特征;同时,由于混凝土结构存在尺寸效应,在前期试验的基础上,通过有限元模型探究UHPC预应力锚固齿块承压性能的尺寸效应。研究结果表明:局部压力作用下,UHPC预应力锚固齿块的荷载-位移曲线具有明显屈服平台,属于延性破坏,最终的破坏是由于底板混凝土开裂所致;而RC预应力锚固齿块在局压荷载下呈脆性破坏,最终的破坏是由于齿块锚固区混凝土劈裂所致。由于钢纤维的桥接作用,UHPC预应力锚固齿块具有较好的抗裂性能与承压性能,其开裂荷载为RC预应力齿块试件的1.74倍,极限荷载为2.19倍;最后通过数值分析得出,在底板混凝土强度足够的情况下,UHPC预应力锚固齿块的极限强度尺寸效应不明显,但随着尺寸加大,由于底板强度的尺寸效应明显,降低了齿块整体强度,因此,对于尺寸较大的UHPC预应力锚固齿块,建议同步提升底板强度,以充分发挥预应力锚固齿块的承载能力。

关键词：超高性能混凝土(UHPC) 预应力锚固齿块抗裂性能承压性能尺寸效应

融合密集卷积网络和注意力机制的拱桥损伤识别

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振动与冲击 2024年第14期43卷 18-28,36页

作者：辛景舟刘倩茹唐启智李杰张洪周建庭重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆市建筑科学研究院有限公司重庆400042

针对传统深度学习方法缺乏对网络特征的差异化利用且损伤识别精度易受环境因素影响的问题,提出了一种融合密集卷积网络(DenseNet121)和混合注意力机制(convolutional block attention module,CBAM)的拱桥损伤识别方法。首先,获取拱桥加... 详细信息

针对传统深度学习方法缺乏对网络特征的差异化利用且损伤识别精度易受环境因素影响的问题,提出了一种融合密集卷积网络(DenseNet121)和混合注意力机制(convolutional block attention module,CBAM)的拱桥损伤识别方法。首先,获取拱桥加速度响应数据,利用连续小波变换将其转换成时频图,形成拱桥损伤识别数据集;其次,将CBAM嵌入DenseNet121模型,加强断层特征的传播和特征的差异化利用,经训练得到拱桥损伤识别模型;然后,基于测试集评估损伤识别模型的性能,引入t分布随机邻域嵌入非线性降维技术对特征进行可视化分析;最后,通过数值案例验证了该方法的可行性和鲁棒性,并应用于劲性骨架拱肋的损伤识别。结果表明:所提方法可增强有用信息的权重,实现网络特征的差异化利用;与传统方法相比,该方法在单损伤和多损伤识别中准确率分别达到了91.67%和92.78%,准确率更高,且具有较强的鲁棒性和实用价值。

关键词：桥梁健康监测拱桥损伤识别 DenseNet121 注意力机制特征可视化

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悬链线钢管混凝土单管拱破坏试验研究

铁道科学与工程学报 2023年第8期20卷 2961-2973页

作者：刘增武王邵锐辛景舟周建庭李英斌重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆交通大学山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074

为探究悬链线钢管混凝土拱的力学性能,依托净跨径95 m的单管混凝土拱桥—瓦石窝大桥,开展1︰16的缩尺模型试验。开展2根钢管混凝土悬链线拱面内单点加载试验,试验拱跨度为5.938 m,矢跨比为1/3.5,拱轴系数为1.5,加载工况分别为拱顶加载... 详细信息

为探究悬链线钢管混凝土拱的力学性能,依托净跨径95 m的单管混凝土拱桥—瓦石窝大桥,开展1︰16的缩尺模型试验。开展2根钢管混凝土悬链线拱面内单点加载试验,试验拱跨度为5.938 m,矢跨比为1/3.5,拱轴系数为1.5,加载工况分别为拱顶加载和四分点加载。试验结果表明:拱顶和1/4加载工况下,拱的破坏模式均为四铰破坏;2种加载工况下,拱加载点处外部变形较大,但未发生局部屈曲现象。在达到极限荷载的55%后,拱肋钢管开始对核心混凝土产生约束作用,钢管对核心混凝土的约束效应比抛物线拱要提前发挥作用。L/4加载工况下拱的变形和应变均大于拱顶加载工况,说明L/4加载工况更不利。另外,利用ANSYS梁单元法对悬链线钢管混凝土拱进行了参数扩展分析,分析了不同加载方式、拱轴系数、矢跨比,以及含钢率对拱极限承载力的影响。结果表明:不同加载方式、矢跨比、含钢率对拱的承载能力影响较大,拱轴系数影响较小。随着含钢率和矢跨比的增大拱的承载力相应增加。研究成果可以增补钢管混凝土拱承载力试验库和为工程设计提供借鉴,同时也为悬链线钢管混凝土拱的理论计算铺垫基础。

关键词：钢管混凝土悬链线拱破坏试验单点加载破坏模式