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大跨斜拉桥自由振动阻尼识别与不确定性分析

应用基础与工程科学学报 2024年

作者：封周权石双发张吉仁贺耀北王甜华旭刚湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室桥梁工程安全与韧性全国重点实验室湖南大学湖南省交通规划勘察设计院有限公司

结构阻尼比对桥梁抗风设计和减振控制至关重要。对数衰减法作为一种经典的阻尼比识别方法，尽管应用广泛，但受噪声等因素影响，衰减周期数的选择会显著影响阻尼比的识别精度。为了提升对数衰减法在工程中的适用性，本文首先建立了对数... 详细信息

结构阻尼比对桥梁抗风设计和减振控制至关重要。对数衰减法作为一种经典的阻尼比识别方法，尽管应用广泛，但受噪声等因素影响，衰减周期数的选择会显著影响阻尼比的识别精度。为了提升对数衰减法在工程中的适用性，本文首先建立了对数衰减法的不确定性分析理论模型，推导出了最优衰减周期数的理论计算公式以及恒定的最优振幅比。其次，通过单自由度数值算例验证了所提方法的有效性和鲁棒性。最后，将解析模态分解法与所提方法相结合，应用于某大跨度钢混组合梁斜拉桥的阻尼比识别。结果表明，最优衰减周期数对应于最大振幅衰减至0.3299倍时，此时阻尼比识别的不确定性最小。由于振幅依赖性影响，识别所得大跨度钢混组合梁斜拉桥的阻尼比结果相对离散，但均在1%左右，与公路桥梁抗风规范推荐值接近。本文研究成果为对数衰减法的工程应用提供了有价值的指导。

关键词：斜拉桥阻尼识别对数衰减法自由振动不确定性量化信号分解

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山区涉河桥梁墩柱冲磨破坏机理及防护措施

科技创新与应用 2024年第8期14卷 133-136页

作者：张焱焜尚军年袁佩耿波文江福招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067 桥梁工程安全与韧性全国重点实验室重庆400067

近年来自然灾害频发,山区桥梁水毁事故时有发生,针对山区涉河桥梁墩柱冲磨性能的提升正逐渐成为研究热点。该文综述山区涉河桥梁墩柱冲磨破坏机理及防护措施研究现状,并针对一种新型防护措施的防护效果进行数值模拟分析,以期为应对桥梁... 详细信息

近年来自然灾害频发,山区桥梁水毁事故时有发生,针对山区涉河桥梁墩柱冲磨性能的提升正逐渐成为研究热点。该文综述山区涉河桥梁墩柱冲磨破坏机理及防护措施研究现状,并针对一种新型防护措施的防护效果进行数值模拟分析,以期为应对桥梁结构冲磨破坏问题提供参考。

关键词：山区桥梁防护装备混凝土冲击效应

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某在役铆接钢桁梁桥关键构件疲劳性能研究

科技创新与应用 2024年第22期14卷 58-61页

作者：袁佩张焱焜耿波尚军年招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067 桥梁工程安全与韧性全国重点实验室重庆400067

精准评估现役钢桥的疲劳寿命对于桥梁结构的安全运营至关重要。该文以某在役铆接钢桁梁桥为研究对象,在对桥梁结构进行计算分析明确各构件的受力特点的基础上,针对原桥典型构件以及关键节点开展系列疲劳性能研究。数值计算结果表明,城B... 详细信息

精准评估现役钢桥的疲劳寿命对于桥梁结构的安全运营至关重要。该文以某在役铆接钢桁梁桥为研究对象,在对桥梁结构进行计算分析明确各构件的受力特点的基础上,针对原桥典型构件以及关键节点开展系列疲劳性能研究。数值计算结果表明,城B荷载作用下原桥典型构件以及关键节点均具有良好抗疲劳性能,疲劳寿命循环次数均大于200万次。

关键词：钢桁梁桥在役钢桥疲劳性能寿命评估应力修正

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近断层地震下连续梁桥随机振动与易损性分析

哈尔滨工程大学学报 2024年第3期45卷 526-534页

作者：周政唐光武高文军陈国海杨迪雄大连理工大学工程力学系工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067

由于桥梁建设场地难免会靠近地震活动断层,为了评定近断层地震动作用下连续梁桥的地震安全性水平以及提高抗震性能,亟待发展连续梁桥非线性随机地震动力响应与易损性分析的统一、准确方法。考虑到近断层地震动是典型的随机过程激励,本... 详细信息

由于桥梁建设场地难免会靠近地震活动断层,为了评定近断层地震动作用下连续梁桥的地震安全性水平以及提高抗震性能,亟待发展连续梁桥非线性随机地震动力响应与易损性分析的统一、准确方法。考虑到近断层地震动是典型的随机过程激励,本文提出了基于直接概率积分法的连续梁桥结构非线性随机振动响应与地震易损性准确、通用分析的新框架。发展直接概率积分法,准确高效地计算连续梁桥结构的随机振动响应;结合连续梁桥多种失效状态,根据动力可靠度的首次超越破坏准则,利用直接概率积分法对连续梁桥进行了地震易损性分析。最后,展示了近断层随机地震动激励作用下四跨非线性连续梁桥算例结果,验证了直接概率积分法的准确性特点。比较了近断层脉冲型和无脉冲地震动对非线性连续梁桥地震易损性曲线的影响。结果表明:近断层地震动的速度脉冲显著加剧了连续梁桥结构受到的地震破坏,增大了桥梁结构进入不同破坏状态的超越概率。

关键词：连续梁桥近断层地震动随机振动地震易损性分析直接概率积分法速度脉冲多种失效状态动力可靠度

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超大跨悬索桥主缆自平衡体系运营期控制研究

铁道建筑 2024年

作者：阮静王仁贵魏乐永颜智法陈智封周权江苏省交通工程建设局中交公路规划设计院有限公司湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室桥梁工程安全与韧性全国重点实验室

超大跨径悬索桥塔顶两侧的主缆往往会形成巨大的不平衡水平力，这给主塔设计带来了很大的挑战。为抑制运营阶段索鞍频繁的纵向微动位移并减小桥塔受力，本文以某在建的超大跨径悬索桥为例，提出了一种具有振震双控功能的主缆自平衡体系... 详细信息

超大跨径悬索桥塔顶两侧的主缆往往会形成巨大的不平衡水平力，这给主塔设计带来了很大的挑战。为抑制运营阶段索鞍频繁的纵向微动位移并减小桥塔受力，本文以某在建的超大跨径悬索桥为例，提出了一种具有振震双控功能的主缆自平衡体系。首先，建立了大桥的动力分析模型并进行动力特性分析。然后，分析了大桥在风车联合作用下的动力响应特征。接着，研究了主缆自平衡体系对纵向运动的控制效果，并对比了缆塔自由、缆塔固结和自平衡三种结构体系，最后，对大桥的抗震性能和静力性能进行了检验与分析。结果表明，自平衡体系可以有效抑制索鞍位移，位移峰值、累积值的减振率分别达到60%、95%，E2地震作用下索鞍位移峰值的减震率达到79%，塔底截面的能力需求比为9，满足承载力要求，且改善了桥塔受力，避免混凝土受拉，有利于降低造价。研究表明，主缆自平衡体系的综合性能优越，可以有效保障桥梁的正常运营和安全耐久，能为类似悬索桥的设计提供参考。

关键词：公路桥梁大跨度悬索桥数值计算运营状态黏滞阻尼器

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基于调研数据的部分斜拉桥设计关键参数研究

公路交通技术 2024年第1期40卷 62-69页

作者：刘海林王鹏黄云朱俊良廖翼强邓国军广西路建工程集团有限公司南宁530001 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067 桥梁工程安全与韧性全国重点实验室重庆400067

针对部分斜拉桥设计关键参数缺少足够规范指导的问题,通过对国内外的部分斜拉桥进行设计主要参数调研统计,并与现有相关规范、科研成果进行对比研究,讨论了部分斜拉桥各型结构体系适用性、拉索布置形式,总结给出拉索倾角和间距、边主跨... 详细信息

针对部分斜拉桥设计关键参数缺少足够规范指导的问题,通过对国内外的部分斜拉桥进行设计主要参数调研统计,并与现有相关规范、科研成果进行对比研究,讨论了部分斜拉桥各型结构体系适用性、拉索布置形式,总结给出拉索倾角和间距、边主跨比、塔跨比、索梁刚度比和无索区长度等重要设计参数取值范围。结果表明,拉索倾角一般为11°~35°,主梁上拉索间距一般采用3.5 m~8 m,塔上的拉索间距一般采用0.5 m~1.2 m;3跨布置时,边主跨比一般集中在0.41~0.70,塔跨比宜采用1/3~1/13,索梁刚度比宜小于30;主跨跨中无索区长度与跨径之比宜取0.06~0.21。

关键词：部分斜拉桥边主跨比高跨比索梁刚度比无索区长度

基于Topsis改进因子分析的公路隧道入口段视觉负荷研究

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中国安全科学学报 2024年第1期34卷 77-84页

作者：梁波秦灿牛佳安肖靖航文森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 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067

为探究直线公路隧道入口段驾驶者的视觉负荷,首先,通过实车试验采集5种视觉指标,采用Topsis改进因子分析法建立视觉负荷评价模型;然后,分析不同时间及位置下视觉负荷的变化特征,基于构建的视觉负荷曲线提出行车舒适评价标准,并运用已发... 详细信息

为探究直线公路隧道入口段驾驶者的视觉负荷,首先,通过实车试验采集5种视觉指标,采用Topsis改进因子分析法建立视觉负荷评价模型;然后,分析不同时间及位置下视觉负荷的变化特征,基于构建的视觉负荷曲线提出行车舒适评价标准,并运用已发表数据验证构建负荷模型的泛化能力;最后,通过敏感度分析探究视觉指标对视觉负荷的影响程度。结果表明:当驾驶者位于距洞口-13~55 m(12:00)、-10~49 m(15:00)时,视觉负荷超过临界值(0.906),驾驶者的行车舒适度和安全性极低;洞口驾驶者的视觉负荷值和接近度远大于洞内和洞外;18:00的视觉负荷和接近度远低于12:00和15:00。视觉指标的敏感度参数从大到小依次为注视时间、瞳孔面积、注视次数、扫视幅度、扫视速度。

关键词： Topsis改进因子分析公路隧道入口段视觉负荷行车安全视觉指标

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方拱形波纹钢管廊弯矩解析解及断面参数研究

隧道建设（中英文） 2024年第S1期44卷 167-178页

作者：郑佳艳兰鹏博刘海京陆展杨莉涓陈定嘉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 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067

方拱形结构因空间利用率较高而广泛应用于我国地下综合管廊的建设中,但其结构承载特征、力学机制及相关设计方法研究尚少。为研究方拱形波纹钢管廊结构弯矩的解析计算理论以及合理的断面形式,利用结构力学、土力学基本理论和相关规范,... 详细信息

方拱形结构因空间利用率较高而广泛应用于我国地下综合管廊的建设中,但其结构承载特征、力学机制及相关设计方法研究尚少。为研究方拱形波纹钢管廊结构弯矩的解析计算理论以及合理的断面形式,利用结构力学、土力学基本理论和相关规范,推导方拱形波纹钢综合管廊的弯矩解析解,并用二维平面应变模型对弯矩解析式的正确性进行验证,同时建立不同管顶覆土深度的方拱形波纹钢管廊三维地层-结构有限元数值模型,将数值分析结果与弯矩解析式计算的弯曲应力进行对比,分析弯矩表达式的适用覆土深度,基于弯矩解析表达式对管廊断面参数进行优化分析,并给出推荐断面参数范围。研究表明:1)方拱形波纹钢综合管廊的弯矩解析解与数值解相吻合,理论计算的弯矩与数值解的最大误差为5.79%;2)弯矩解析表达式的适用覆土深度为H≤10 m;3)针对依托工程,计算结果表明管廊断面矢跨比、顶板和侧板跨度比均处于0.6~0.8,管廊结构弯矩分布较合理,有利于保障结构安全。

关键词：方拱形波纹钢管廊弯矩解析解有限元分析覆土深度断面参数优化

近场爆炸作用下节段预制拼装RC桥墩的易损性评估

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中国公路学报 2024年第4期37卷 212-223页

作者：刘路宗周红周海飞陈振健唐光武陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾全国重点实验室江苏南京210007 陆军工程大学土木工程博士后科研流动站江苏南京210007 东南大学爆炸安全防护教育部工程研究中心江苏南京211189 东南大学土木工程学院江苏南京211189 东南大学建筑学院江苏南京210096 招商局重庆交通科研设计院有限公司桥梁工程结构动力学国家重点实验室重庆400060

为了评估近场爆炸荷载作用下节段预制拼装钢筋混凝土(RC)桥墩的损伤程度,首先开展了节段预制拼装RC桥墩的野外近场爆炸试验,然后建立了节段预制拼装RC桥墩的三维有限元精确化模型,以轴向剩余承载力作为节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤评... 详细信息

为了评估近场爆炸荷载作用下节段预制拼装钢筋混凝土(RC)桥墩的损伤程度,首先开展了节段预制拼装RC桥墩的野外近场爆炸试验,然后建立了节段预制拼装RC桥墩的三维有限元精确化模型,以轴向剩余承载力作为节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤评估指标;接着探讨了近场爆炸荷载的不确定性量化,基于TNT当量和爆心距抽样的爆炸荷载研究了节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤程度以及损伤系数的概率分布,对近场爆炸荷载作用下节段预制拼装RC桥墩进行了易损性评估。结果表明:近场爆炸荷载下节段预制拼装RC桥墩的底节段近爆区发生局部冲切破坏,底节段残余位移最大;爆炸数值模拟与试验结果基本吻合,重启动进行轴向加载得到的轴向剩余承载力是可行的;基于TNT当量和爆心距抽样得到了节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤系数,不同TNT当量下的损伤系数呈对数正态分布;基于对数正态概率密度和条件概率得到了节段预制拼装RC桥墩在近场爆炸作用下的易损性曲线,可评估节段预制拼装RC桥墩在不同TNT当量下的爆炸损伤程度。所得结论可为节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤快速评估提供参考。

关键词：桥梁工程爆炸易损性评估数值模拟节段预制拼装RC桥墩近场爆炸试验