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融合地磁定位与应变面积横向传递匹配的多车道桥梁BWIM方法研究

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桥梁建设 2024年第05期 39-46页

作者：钟继卫杨宇王亚飞武汉理工大学桥梁智能与绿色建造全国重点实验室中铁大桥科学研究院有限公司

为改善多车道桥梁大交通流量下车辆信号分离与横向定位困难导致桥梁动态称重(BWIM)系统精度不足的问题，提出一种融合地磁定位与应变面积横向传递匹配的BWIM方法。该方法利用地磁矩阵矢量特性，构建一维卷积神经网络(1D-CNN)模型识别多... 详细信息

为改善多车道桥梁大交通流量下车辆信号分离与横向定位困难导致桥梁动态称重(BWIM)系统精度不足的问题，提出一种融合地磁定位与应变面积横向传递匹配的BWIM方法。该方法利用地磁矩阵矢量特性，构建一维卷积神经网络(1D-CNN)模型识别多车通行工况车辆数量和横向位置，采用应变面积横向传递匹配的荷载识别算法结合实测应变响应与车辆加载信息识别车辆重量。以武汉市某多车道空心板梁桥为背景，进行车辆横向位置定位试验，开展标定试验获取动应变响应计算桥梁结构实际影响面，开展单车通行和多车通行2种典型工况试验，基于互相关算法反演车辆通行速度，进而识别车辆重量，并进行精度分析。结果表明：所提方法能精准识别车辆数量与横向位置，车辆通行横向位置识别准确率保持在96%左右，车速识别误差小于5%;单车通行工况车辆重量识别误差小于2%,多车通行工况车辆重量识别误差小于5%;本文所提方法在保证车辆重量识别精度的前提下能大幅降低计算复杂度与动态响应的干扰，在多车通行场景下依然具有实用性。

关键词：桥梁工程车辆荷载识别地磁定位方法 BWIM系统多车道车辆重量横向位置现场试验

二水磷石膏-电石渣-镍铁渣三元胶凝体系的性能与微观结构

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材料导报 2024年第13期38卷 163-167页

作者：马梦阳贺行洋熊光李欣懋龙勇王福龙桥梁结构健康与安全国家重点实验室武汉430034 中铁大桥科学研究院有限公司武汉430034 湖北工业大学土木建筑与环境学院武汉430068 湖北工业大学湖北省建筑防水工程技术研究中心武汉430068 中建七局总承包有限公司郑州450000

以二水磷石膏-电石渣-镍铁渣三元胶凝体系制备全固废胶凝材料,研究电石渣与二水磷石膏掺量对三元胶凝体系性能的影响,并采用XRD、扫描电镜分析了体系的水化产物、微观形貌和元素组成。结果表明:二水磷石膏和电石渣均会降低三元胶凝体系... 详细信息

以二水磷石膏-电石渣-镍铁渣三元胶凝体系制备全固废胶凝材料,研究电石渣与二水磷石膏掺量对三元胶凝体系性能的影响,并采用XRD、扫描电镜分析了体系的水化产物、微观形貌和元素组成。结果表明:二水磷石膏和电石渣均会降低三元胶凝体系的流动度;受二水磷石膏中磷、氟等缓凝成分的影响,三元胶凝体系的凝结时间被大大延长,3 d抗压强度也随之下降,但二水磷石膏的掺入有利于后期强度的增长;电石渣的掺入缩短了三元胶凝体系的凝结时间,但降低了体系的抗压强度;三元胶凝体系的水化产物主要为C-A-S-H凝胶与钙矾石;三元胶凝体系表现出较高的膨胀率,但在2 d后体积变化趋于稳定;界面过渡区中氢氧化钙的富集与膨胀裂缝造成了高电石渣掺量情况下集料与凝胶间的黏结力下降,使抗压强度下降。

关键词：二水磷石膏镍渣电石渣微观结构自收缩

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铁路悬索桥车致纵向运动混合阻尼减振研究

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第7期51卷 10-20页

作者：封周权范周健井昊坤张弘毅陈政清万田保风工程与桥梁工程湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082 桥梁工程安全与韧性全国重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082 中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056

针对铁路悬索桥在列车过桥时梁端纵向运动响应控制问题,提出了一种创新的混合阻尼减振方案,采用多种类型的阻尼器控制梁端位移,以满足不同的减振需求.以某在建大跨铁路悬索桥为工程背景,建立了空间桁架精细模型和等效单梁简化模型,系统... 详细信息

针对铁路悬索桥在列车过桥时梁端纵向运动响应控制问题,提出了一种创新的混合阻尼减振方案,采用多种类型的阻尼器控制梁端位移,以满足不同的减振需求.以某在建大跨铁路悬索桥为工程背景,建立了空间桁架精细模型和等效单梁简化模型,系统研究了混合阻尼减振方案不同阻尼器参数对减振效果的影响.该方案将低指数黏滞阻尼器纵向安装于桥塔与加劲梁之间,同时在桥台与加劲梁之间纵向安装电涡流阻尼器.鉴于桥台结构的特殊性,电涡流阻尼器被设计为仅能承受压力的装置,并通过样机试验进行了验证.为了进一步提升减振性能,电涡流阻尼器还配备了摩擦耗能元件.该混合阻尼减振方案能够有效控制列车过桥时梁端的纵向运动响应,显著提高桥梁结构的安全性和耐久性,在类似工程中具有重要的参考价值和借鉴意义.

关键词：铁路悬索桥梁端纵向运动控制混合阻尼减振低指数黏滞阻尼器电涡流阻尼器

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软土场地三塔斜拉桥纵向减震体系研究

铁道标准设计 2024年第9期68卷 95-103页

作者：蒋湘平张鹏辉王志平刘振标李建中中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 中铁建大桥设计研究院武汉430063 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

为控制软土场地三塔斜拉桥在强震中的纵向位移,同时使上部结构惯性力在3个桥塔中均匀分配,以跨径435 m的双主跨三塔组合梁斜拉桥为背景,建立中塔设固定支座-边塔设阻尼器、三塔均设阻尼器、中塔弹性连接-边塔设阻尼器3种减震体系的有限... 详细信息

为控制软土场地三塔斜拉桥在强震中的纵向位移,同时使上部结构惯性力在3个桥塔中均匀分配,以跨径435 m的双主跨三塔组合梁斜拉桥为背景,建立中塔设固定支座-边塔设阻尼器、三塔均设阻尼器、中塔弹性连接-边塔设阻尼器3种减震体系的有限元模型,采用非线性时程分析方法对每个体系进行阻尼器参数敏感性分析并拟定合理的参数。基于得到的最优阻尼器参数,对比3种减震体系的动力特性、位移/内力响应及阻尼器减震率,并分析各体系的中边塔内力差。研究表明:中塔弹性连接-边塔设阻尼器体系的弹性约束刚度宜为1.0×10^(4) kN/m;拟定3个体系的合理阻尼参数分别为α=0.1/C=8000,α=0.3/C=5000,α=0.3/C=7000;中塔设固定支座-边塔设阻尼器体系周期小、地震力大且边中塔的剪力与弯矩差率高达-57.9%、-45.1%,在设计中不宜选用此体系;其余两个体系具有较好的抗震性能,梁端位移减震率分别为47.44%与41.78%,边中塔弯矩差率均仅为18.6%,综合来看,三塔均设阻尼器体系的减震效果及三塔分配地震力的均衡性略优;进行同类桥梁抗震设计时,建议选用三塔均设阻尼器体系或中塔弹性连接-边塔设阻尼器体系。

关键词：铁路桥斜拉桥软土场地抗震性能减震体系阻尼器

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列车作用下大跨径悬索桥纵向运动响应分析方法对比研究

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土木工程学报 2024年第3期57卷 69-80页

作者：封周权井昊坤陈政清华旭刚万田保湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082 中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430056

随着我国铁路事业的发展,近年来设计和建造了一些大跨径铁路悬索桥。悬索桥属于典型的柔性结构,加之列车荷载大、运行速度快,列车过桥时加劲梁纵向运动问题突出。准确地计算出列车过桥时梁端纵向运动响应是进行悬索桥结构设计和梁端位... 详细信息

随着我国铁路事业的发展,近年来设计和建造了一些大跨径铁路悬索桥。悬索桥属于典型的柔性结构,加之列车荷载大、运行速度快,列车过桥时加劲梁纵向运动问题突出。准确地计算出列车过桥时梁端纵向运动响应是进行悬索桥结构设计和梁端位移控制的前提。该文通过有限元仿真,采用4种不同的分析方法,对运行列车作用下大跨径铁路悬索桥纵向运动响应特征进行对比研究。首先,分别介绍移动静载法、移动荷载法、移动质量法、车-桥动力相互作用法的计算理论及其有限元实现方法;随后,以某主跨1060m铁路悬索桥为例,分别采用4种方法进行纵向运动响应计算;最后,对4种分析方法的计算结果进行对比分析。结果表明:大跨径铁路悬索桥纵向运动分析应考虑动力效应;通过移动荷载法、移动质量法及车-桥动力相互作用法分析得到的纵向运动响应接近;采用移动荷载法进行大跨径铁路悬索桥纵向运动响应分析可以简化计算且满足计算精度要求。

关键词：铁路悬索桥纵向运动移动静载移动荷载移动质量

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温州瓯江北口大桥施工期索夹抗滑移控制

桥梁建设 2024年第2期54卷 131-138页

作者：厉勇辉彭成明彭志辉徐鑫中交第二航务工程局有限公司湖北武汉430030 长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室湖北武汉430030 交通运输行业交通基础设施智能制造技术研发中心湖北武汉430030 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司湖北武汉430030

温州瓯江北口大桥为主跨2×800 m的三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,主跨钢桁梁采用1000 t缆载吊机大节段吊装,施工期索夹受力大、索夹螺杆紧固力损失大,索夹滑移风险高。为给施工期索夹滑移风险评估和抗滑移控制措施提供依据,在《公路悬索桥... 详细信息

温州瓯江北口大桥为主跨2×800 m的三塔四跨双层钢桁梁悬索桥,主跨钢桁梁采用1000 t缆载吊机大节段吊装,施工期索夹受力大、索夹螺杆紧固力损失大,索夹滑移风险高。为给施工期索夹滑移风险评估和抗滑移控制措施提供依据,在《公路悬索桥设计规范》(JTG/T D65-05—2015)索夹抗滑移系数计算公式的基础上,考虑索夹上临时荷载、主缆轴力增加引起的主缆直径变小和主缆丝股重新排列、螺杆时变效应造成的索夹螺杆紧固力损失,提出适用于大跨悬索桥施工期的索夹抗滑移系数计算方法,分析主要参数对施工期索夹抗滑移系数的影响,并评估该桥施工期索夹抗滑移风险,提出索夹抗滑移控制措施。结果表明:钢桁梁吊装过程中,索夹倾角变化大,应采用当前施工阶段索夹倾角计算施工期索夹抗滑移系数,主缆轴力增加引起主缆直径变小是造成索夹滑移的主要原因之一;该桥除主跨跨中钢桁梁节段对应索夹抗滑移系数满足规范要求外,其余索夹抗滑移系数均不满足规范要求。根据索夹滑移风险评估结果,采取紧固索夹螺杆的抗滑移控制措施,并明确了该桥索夹螺杆紧固次数和时机。该桥采取索夹抗滑移控制措施后,施工过程中索夹均未出现滑移现象。

关键词：悬索桥索夹滑移抗滑移系数主缆轴力螺杆紧固力索夹倾角紧固滑移控制

暗挖隧道SRG拱架节点抗弯性能及参数影响机制研究

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中国公路学报 2024年第4期37卷 286-296页

作者：宋远黄明利张旭东李然安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 中铁十一局集团有限公司湖北武汉430061 中铁四局集团有限公司安徽合肥230023

为解决软弱围岩暗挖隧道变形控制技术难题,满足高承载力和高稳定性的支护需求,研发出了一种新型装配式空间网架(SRG)支护结构。节点作为整环结构受力及变形的薄弱部位,其力学特性对准确评价整体承载性能至关重要,为了探明不同节点形式... 详细信息

为解决软弱围岩暗挖隧道变形控制技术难题,满足高承载力和高稳定性的支护需求,研发出了一种新型装配式空间网架(SRG)支护结构。节点作为整环结构受力及变形的薄弱部位,其力学特性对准确评价整体承载性能至关重要,为了探明不同节点形式的性能差异,针对SRG拱架开展了螺栓端板节点、组合套筒节点和无节点构件的纯弯室内足尺试验和数值模拟,对比分析了各构件的变形过程和破坏形态,建立了弯矩-曲率函数方程,定量评价了节点抗弯刚度及承载力。系统分析了端板厚度、套筒长度、钢管壁厚等参数对螺栓端板节点、组合套筒节点及无节点试件力学性能的影响规律,明确了节点参数影响机制,提出了拱架节点参数合理取值及设计建议。此外,依托广州地铁暗挖隧道工程开展了SRG拱架的现场应用。结果表明:螺栓端板节点具有较高的韧性和承载能力,在加载过程中节点力系传递明确,受力变形稳定,可作为SRG拱架优选的节点类型;组合套筒节点具有较好的延展性和后期变形能力,在加载过程中组合套筒受力状态良好,未产生明显变形;端板厚度增加,试件的屈服承载力增幅明显,厚度由15 mm增至25 mm,承载力相应提高了14.6%;采用“上3下4”螺栓布置方式的节点构件,其屈服承载力与“上5下6”螺栓布置方式仅相差3.1%;相较于格栅拱架支护,SRG拱架的整体性有所增强,围岩控制效果得到明显改善,拱顶沉降值和周边收敛分别减少了31.6%和31.4%,研究结果可为今后类似工程的设计与施工提供借鉴。

关键词：隧道工程空间网架模型试验抗弯性能螺栓端板节点组合套筒节点

基于影响矩阵和精英遗传算法的斜拉桥索力优化

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Journal of Southeast University(English Edition) 2024年第2期40卷 129-139页

作者：朱力孟博文霍学晋刘伟北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中铁大桥勘察设计研究院有限公司武汉430050

由于传统索力优化方法不能自动优化和兼顾全桥结构性能,以及与智能优化算法相结合后存在计算量大、耗时长、效率低和收敛速度慢等缺点,以Ansys和Matlab分别作为结构计算器和主控程序,以最小弯矩能为控制目标,将影响矩阵和精英保留策略... 详细信息

由于传统索力优化方法不能自动优化和兼顾全桥结构性能,以及与智能优化算法相结合后存在计算量大、耗时长、效率低和收敛速度慢等缺点,以Ansys和Matlab分别作为结构计算器和主控程序,以最小弯矩能为控制目标,将影响矩阵和精英保留策略引入到遗传算法中,实现成桥阶段的索力优化.该方法能够同时兼顾主梁与主塔的受力特性,而且影响矩阵的应用可以解决每一代都需要有限元评估的问题,大大减少了计算量.与传统的影响矩阵法相比,所提方法在吸取影响矩阵法优点的基础上,还考虑参数迭代过程,可在结构的关键截面添加特殊的约束要求,使得优化过程更加符合实际,而精英保留策略的引入可以提高进化迭代收敛的速度与进化过程的稳定性.最后,通过一个实际工程应用验证了所提方法的可行性.

关键词：斜拉桥索力优化最小弯矩能影响矩阵遗传算法可行域

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高强度螺栓轴力纵横波超声测量技术研究

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第10期 0022-0025页

作者：周琰伊建军中铁大桥局集团有限公司湖北武汉430050 桥梁智能与绿色建造全国重点实验室湖北武汉430034 中铁大桥科学研究院有限公司湖北武汉430034

针对钢结构桥梁中高强度螺栓轴力检测的难题,进行了纵横波测量方法的研究,通过对声弹性效应的分析,探讨了高强度螺栓轴力与修正横纵波声时比之间的理论关系。在这一基础上,设计并研制了一套超声检测系统,并利用Labview开发了相应的测试... 详细信息

针对钢结构桥梁中高强度螺栓轴力检测的难题,进行了纵横波测量方法的研究,通过对声弹性效应的分析,探讨了高强度螺栓轴力与修正横纵波声时比之间的理论关系。在这一基础上,设计并研制了一套超声检测系统,并利用Labview开发了相应的测试程序。该系统采用了中心频率为5MHz的窄脉冲压电超声纵横波探头。在实验室里,开展了高强度螺栓轴力与超声声时关系的测试研究,并对群栓无应力横纵波声时比进行了测量分析工作。实验结果表明,高强度螺栓轴力与修正声时比之间存在着线性关系,对于同一批次的10.9级35VB-M30高强度螺栓,轴力测量的偏差控制在了5%以内。

关键词：钢结构桥梁高强度螺栓轴力检测纵横波修正声时比