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钢-混组合桥面混凝土层横向受力的弹性地基梁比拟模型
1
作者 叶华文 何建希 +2 位作者 潘威洲 周渝 邓雪峰 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第3期90-97,109,共9页
钢-混组合桥面板的混凝土铺装层设计参数多由工程经验确定,针对因缺乏明确的受力机制分析而容易导致其结构开裂或不经济的问题,根据正交异性钢-混组合桥面板构造特点,将混凝土铺装层横桥向受力比拟为弹性地基上的无限长梁,建立了轮载下... 钢-混组合桥面板的混凝土铺装层设计参数多由工程经验确定,针对因缺乏明确的受力机制分析而容易导致其结构开裂或不经济的问题,根据正交异性钢-混组合桥面板构造特点,将混凝土铺装层横桥向受力比拟为弹性地基上的无限长梁,建立了轮载下混凝土层横桥向效应的理论分析模型,推导了混凝土层横桥向弹性变形、受力和有效作用范围的解析式。以实际正交异性钢-混组合桥面构造为原型,设计和实施了足尺模型静载试验,还进行了空间有限元仿真分析,结果证明了弹性地基梁比拟模型的合理性。因横隔板和刚性混凝土层约束,偏载下U肋扭转变形可忽略不计;轮载横桥向有效作用范围不超过5个U肋中心距。基于有限元的参数分析表明:栓钉布置和横隔板对混凝土层横桥向受力影响很显著。在所提的混凝土铺装层设计参数取值范围内,提出的横桥向受力计算公式适用于正交异性钢混组合桥面设计。 展开更多
关键词 钢-混组合桥面 轮载作用 弹性地基梁 混凝土铺装层 横向受力
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轮胎荷载作用下钢-混组合桥面铺装系统的力学响应研究
2
作者 宋晓雷 《北方交通》 2024年第8期5-8,共4页
为研究车辆荷载作用下钢-混组合桥面铺装层的动态响应,运用有限元软件建立轮胎模型。选取当前工程推广应用的钢-混组合桥为研究对象,分析双轴双轮作用下钢-混组合桥面铺装层结构的动力响应。结果表明:在满载状态下,其竖向位移增加幅度较... 为研究车辆荷载作用下钢-混组合桥面铺装层的动态响应,运用有限元软件建立轮胎模型。选取当前工程推广应用的钢-混组合桥为研究对象,分析双轴双轮作用下钢-混组合桥面铺装层结构的动力响应。结果表明:在满载状态下,其竖向位移增加幅度较小,超载使铺装层表面竖向位移明显增大,而竖向最大位移并非呈线性增加。不同轮胎荷载作用下,铺装层压应变曲线变化趋势相近,且随着轴载的增加,压应变逐渐增大。铺装层间剪切破坏主要发生在钢板与铺装层之间。铺装层只在轮胎荷载附近产生较大的应变云图,然后逐渐向两侧衰减。随着负载增加,应变值也逐渐增大。 展开更多
关键词 钢-混组合桥面 轮胎模型 耦合 动力响应
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基于BP-LSTM混合模型的钢-混组合桥面系空间温度场及温度效应实时评估及预测 被引量：12
3
作者 刘扬 向胜涛 王达 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期57-70,78,共15页
考虑到传统健康监测系统与有限元方法的不足,为实现钢-混组合桥面系温度及温度效应的实时评估及预测,提出基于多层前馈--长短期记忆(BP-LSTM)混合模型的实时评估及预测方法。研究过程中,以某桥为工程背景,采用其健康监测系统数据,并利... 考虑到传统健康监测系统与有限元方法的不足,为实现钢-混组合桥面系温度及温度效应的实时评估及预测,提出基于多层前馈--长短期记忆(BP-LSTM)混合模型的实时评估及预测方法。研究过程中,以某桥为工程背景,采用其健康监测系统数据,并利用有限元法热力耦合分析扩充数据,构建包含"结构特征、时间特征、环境特征--温度、温度效应"映射的样本库,并通过实测数据验证有限元计算的准确性;设计BP-LSTM混合模型结构,对LSTM网络以考虑时间权重的均方误差(MSE)损失函数加以改进,读入样本库数据进行训练、验证、测试,从而获得输出精度较高的混合模型;最后,分别给出利用BP-LSTM混合模型进行温度及温度效应实时评估与预测的方法。结果表明:基于气象数据的结构温度场有限元计算结果与实测基本一致,"结构特征、时间特征、环境特征--温度、温度效应"映射具有高度非线性,单独BP网络或LSTM网络效果不佳,而BP-LSTM混合模型精度较高;根据本文提出的实时评估及预测方法,混合模型输出值与目标值的决定系数最低为0.930,最高为0.993,精度较高,可用于钢-混组合桥面系空间温度场及温度效应实时评估及预测。 展开更多
关键词 桥梁工程 钢-混组合桥面系 BP LSTM 温度 温度效应
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钢-混组合桥面系截面设计参数研究 被引量：5
4
作者 刘扬 唐焱 《公路工程》 北大核心 2017年第4期54-58,113,共6页
钢-混凝土组合桥面系在大跨度桥梁中的应用日趋广泛,其结构及形式多借鉴于建筑结构。以某大跨悬索桥钢-混组合桥面系为例,结合ANSYS有限元程序的Workbench平台Design-Exploration模块进行实验设计,对组成钢混组合桥面系的混凝土板、钢... 钢-混凝土组合桥面系在大跨度桥梁中的应用日趋广泛,其结构及形式多借鉴于建筑结构。以某大跨悬索桥钢-混组合桥面系为例,结合ANSYS有限元程序的Workbench平台Design-Exploration模块进行实验设计,对组成钢混组合桥面系的混凝土板、钢纵梁及钢桁架等结构参数对组合截面力学性能的影响进行了相应研究。结果表明:混凝土板厚度的变化对钢-混组合桥面系力学性能影响较为明显,钢纵梁厚度和钢桁架高度变化产生的影响相对较小。混凝土板的高度和钢纵梁厚度变化时产生的效应基本相同,组合桥面系竖向挠度和钢纵梁应力极值随着混凝土板厚度或者钢纵梁厚度增加而增加;钢桁架高度在从低到高的变化过程中,组合桥面系竖向挠度逐渐减小,钢纵梁极值压应力和极值拉应力分别出现先增大后减小和先减小后增大的现象。 展开更多
关键词 悬索桥 钢-混组合桥面系 WORKBENCH 设计参数
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基于响应面法的钢-混组合桥面系优化设计 被引量：4
5
作者 吕文舒 陈星烨 +1 位作者 唐焱 张祖军 《公路工程》 北大核心 2020年第2期86-92,共7页
对桥梁结构进行优化设计和可靠性研究时,采用传统的设计方法可能会遇到计算工作量繁重的问题,应用响应面法进行优化设计是有效解决该问题的途径之一。以某大跨悬索桥钢-混组合桥面系为研究对象,结合节段缩尺模型试验研究,以有限元软件Wo... 对桥梁结构进行优化设计和可靠性研究时,采用传统的设计方法可能会遇到计算工作量繁重的问题,应用响应面法进行优化设计是有效解决该问题的途径之一。以某大跨悬索桥钢-混组合桥面系为研究对象,结合节段缩尺模型试验研究,以有限元软件Workbench为计算平台,建立相应的参数化有限元模型。以组合桥面系重量最轻为经济目标,最大变形及最大弯曲应力为约束,基于响应面法对其进行多参数优化设计,并对优化结果进行了有限元分析验证。计算结果表明:节段缩尺模型静力试验结果与有限元分析结果吻合较好,建立的有限元模型很好地反映了试验模型实际的受力状态;基于响应面法优化设计后组合桥面系质量减小了3.57%,在满足力学性能要求的同时,减轻了结构自重,降低了工程造价,为钢-混组合桥面系设计提供了良好的概念设计模型。 展开更多
关键词 桥梁工程 钢-混组合桥面系 缩尺模型 响应面法 多参数优化设计
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基于正交试验设计的钢-混组合桥面系参数敏感性分析 被引量：2
6
作者 张瀚钊 唐焱 王龙 《工程建设》 2019年第1期10-18,共9页
利用大型有限元软件Workbench,建立某大跨悬索桥钢-混组合桥面系节段有限元模型,基于正交试验设计了多种组合桥面系方案,计算了自重作用下组合桥面系的挠度及应力,利用直观分析和方差分析法对构造参数进行了敏感性分析。结果表明:自重... 利用大型有限元软件Workbench,建立某大跨悬索桥钢-混组合桥面系节段有限元模型,基于正交试验设计了多种组合桥面系方案,计算了自重作用下组合桥面系的挠度及应力,利用直观分析和方差分析法对构造参数进行了敏感性分析。结果表明:自重作用下组合桥面系的最大挠度出现在钢桁架上,混凝土桥面板厚度及钢桁架高度变化对最大挠度有显著影响,减小桥面板厚度或增加钢桁架高度有利于减小组合桥面系的挠度;混凝土桥面板厚度、混凝土弹性模量及钢纵梁腹板高度对钢梁最大等效应力影响显著,最大等效应力随着混凝土桥面板厚度及混凝土弹性模量的增大而增大;混凝土弹性模量的变化引起的混凝土板最大拉应力的变化最大。 展开更多
关键词 钢-混组合桥面系 正交试验法 参数敏感性分析 WORKBENCH
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超高性能混凝土-钢正交异性板组合桥面受力性能研究 被引量：54
7
作者 田启贤 高立强 周尚猛 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期13-18,共6页
针对柔性铺装正交异性钢桥面板存在的钢板疲劳开裂和铺装层极易损坏的问题,提出超高性能混凝土(UHPC)-钢正交异性板组合桥面体系。以武汉军山长江大桥为背景,通过ANSYS有限元仿真计算分析该组合桥面体系正交异性板相对于柔性铺装正交异... 针对柔性铺装正交异性钢桥面板存在的钢板疲劳开裂和铺装层极易损坏的问题,提出超高性能混凝土(UHPC)-钢正交异性板组合桥面体系。以武汉军山长江大桥为背景,通过ANSYS有限元仿真计算分析该组合桥面体系正交异性板相对于柔性铺装正交异性板受力性能的改善情况,并通过单U肋2跨连续梁足尺模型试验对UHPC层的受力性能进行研究。研究结果表明:采用组合桥面后正交异性板各构造细节的应力大幅下降,其中面板应力降幅最大,加劲肋次之,横隔板最小;采用UHPC-钢正交异性板组合桥面体系后正交异性板主要构造细节最不利热点应力幅降至常幅疲劳极限以下,理论上具有无限疲劳寿命;模型试验显示在实桥最不利应力作用下,UHPC层未发现可见裂纹,当名义应力达到18.79 MPa时在模型中支撑板顶部UHPC上发现0.05mm宽的裂纹。 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 钢-混组合桥面 受力性能 疲劳开裂 有限元法 模型试验
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装配式钢-UHPC组合桥面板试设计及性能研究 被引量：26
8
作者 赵秋 陈平 +1 位作者 陈宝春 陈孔生 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期94-99,共6页
针对钢-UHPC组合桥面板使用传统机械剪力连接件的不足,提出一种装配式钢-UHPC组合桥面板。为给该装配式组合桥面板的设计和应用提供依据,以国内某大跨度扁平钢箱梁桥为依托,将该桥钢桥面板改为装配式钢-UHPC组合桥面板进行试设计,并采用... 针对钢-UHPC组合桥面板使用传统机械剪力连接件的不足,提出一种装配式钢-UHPC组合桥面板。为给该装配式组合桥面板的设计和应用提供依据,以国内某大跨度扁平钢箱梁桥为依托,将该桥钢桥面板改为装配式钢-UHPC组合桥面板进行试设计,并采用ANSYS建立主梁节段空间有限元模型,对试设计的装配式组合桥面板的受力性能进行研究。研究结果表明:装配式组合桥面板中,UHPC层的横桥向拉应力和粘结层的横桥向剪应力是结构计算的控制指标;在装配式组合桥面板结构中,UHPC层受到的最大拉应力为10.87 MPa,粘结层受到的最大剪应力为0.97 MPa,材料均能满足结构的受力要求;装配式组合桥面板的钢面板最不利构造细节的最大应力幅仅为纯钢桥面板的1/5,说明装配式组合桥面板结构可满足实际桥梁需求且可有效地避免纯钢桥面疲劳开裂等病害。 展开更多
关键词 钢桥 钢-混组合桥面 装配式结构 超高性能混凝土 试设计 受力性能 有限元法
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边界约束对钢-混组合结构桥面系温度梯度效应的影响研究
9
作者 王达 王海柱 付井平 《公路与汽运》 2016年第5期147-151,共5页
钢-混组合桥面系的边界约束条件有一定的特殊性,有别于其他组合结构。为确定模型计算时边界约束对钢-混组合桥面系的影响,文中以某钢-混组合桥面系为研究对象,运用ANSYS有限元程序建立精细化有限元计算模型,分析连续结构和简支结构两种... 钢-混组合桥面系的边界约束条件有一定的特殊性,有别于其他组合结构。为确定模型计算时边界约束对钢-混组合桥面系的影响,文中以某钢-混组合桥面系为研究对象,运用ANSYS有限元程序建立精细化有限元计算模型,分析连续结构和简支结构两种边界约束条件对钢-混组合结构桥面系温度应力的影响。结果表明,中国JTG D62-2004规范中的竖向温度梯度模型及参数取值与美国AASHTO规范有明显差异,在温度效应计算时应对中国规范中取值按地区差异进行调整;在相同温度梯度条件下,采用连续结构约束的结构对应的温度应力更为均匀。 展开更多
关键词 桥梁 钢-混组合结构桥面系 约束条件 温度梯度 温度应力
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钢-混组合结构桥面系大直径栓钉剪力连接件力学性能研究 被引量：1
10
作者 谢锦文 李兴 《工程建设》 2020年第7期18-23,29,共7页
为研究钢-混组合结构桥面系剪力连接件的抗剪承载力和荷载-滑移特性,基于有限元非线性分析方法,考虑混凝土、剪力钉、钢梁和钢筋等非线性材料特性,对剪力钉连接件的推出试验进行有限元数值模拟分析,获取了荷载-滑移曲线,并与试验结果进... 为研究钢-混组合结构桥面系剪力连接件的抗剪承载力和荷载-滑移特性,基于有限元非线性分析方法,考虑混凝土、剪力钉、钢梁和钢筋等非线性材料特性,对剪力钉连接件的推出试验进行有限元数值模拟分析,获取了荷载-滑移曲线,并与试验结果进行对比分析,两者吻合良好。同时,研究了栓钉直径和混凝土强度变化对大直径栓钉连接件的抗剪承载力和最大滑移量的影响。结果表明:大直径栓钉连接件的抗剪承载力随混凝土强度和栓钉直径的增大而提高;失效时最大滑移量随混凝土强度的增加而减少,随栓钉直径的增大而增大。 展开更多
关键词 钢-混组合结构桥面系 栓钉 抗剪承载力 推出试验 有限元分析
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