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山区钢桁梁斜拉桥设计和工程应用研究 被引量:8
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作者 于祥敏 陈德伟 +2 位作者 杜晓庆 田仲初 于金弘 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期56-67,共12页
随着交通强国和乡村振兴等国家战略的实施,我国山区桥梁建设的数量和规模与日俱增。文章调研世界范围内2113座山区桥梁(含中国1521座),分析山区桥梁的建设难点和应用现状,阐明山区斜拉桥的关键设计技术,研究山区钢桁梁斜拉桥主梁、主塔... 随着交通强国和乡村振兴等国家战略的实施,我国山区桥梁建设的数量和规模与日俱增。文章调研世界范围内2113座山区桥梁(含中国1521座),分析山区桥梁的建设难点和应用现状,阐明山区斜拉桥的关键设计技术,研究山区钢桁梁斜拉桥主梁、主塔及斜拉索的方案选型及构造设计,探讨适用于山区条件的新型斜拉桥施工方法。结果表明:我国是世界上山区桥梁建设最多的国家,贵州省又居我国首位(34.4%)。山区斜拉桥通常具有大跨径、高塔墩、小边主跨比和结构不对称等特点,运输施工易、装配程度高、抗风性能好、抗震性能优和景观造型美的结构设计成为山区桥梁的主流趋势。钢桁梁比钢箱梁斜拉桥更适应于山区的建设条件,公路钢桁梁斜拉桥一般采用两片主桁,N形桁式,主桁高度为6~9m,节间长度为6~12m,梁上标准索距为12~16m。主桁横向联系采用华伦式,桥面系常用板桁组合体系,斜拉索则主要采用钢绞线斜拉索。新开发的缆索吊机法和节段纵移悬拼法解决了山区斜拉桥主梁整节段起吊、运输和拼装的难题,可供类似桥梁借鉴和参考。 展开更多
关键词 山区桥梁 钢桁梁斜拉桥 公路钢桁梁 结构设计 施工方法
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组合梁斜拉桥主梁虚拟双层梁模型
2
作者 陈常松 卢风越 +3 位作者 黄茛 颜东煌 佘勤聪 许巧 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第7期119-131,共13页
为准确模拟钢混组合斜拉桥混凝土桥面板和钢主梁的相互作用和二者之间因混凝土收缩徐变而导致的内力重分配,首先根据组合截面的内力分配特点和基于混凝土收缩徐变的增量递推算法开发了一种连续组合的新型组合梁单元-虚拟双层梁单元,然... 为准确模拟钢混组合斜拉桥混凝土桥面板和钢主梁的相互作用和二者之间因混凝土收缩徐变而导致的内力重分配,首先根据组合截面的内力分配特点和基于混凝土收缩徐变的增量递推算法开发了一种连续组合的新型组合梁单元-虚拟双层梁单元,然后采用三跨连续梁和赤壁长江公路大桥工程对该新型单元进行了验证分析和工程应用,并与工程常用的实际双层梁单元进行了比较研究。结果表明:虚拟双层梁模型计算结果与实测数据吻合较好,且相较于实际双层梁模型,单元数量可减少约67%,计算速度提高约40%。该新型单元既具有较高的计算精度又能够减少主梁单元数量,实现了钢梁与桥面板界面之间的连续组合,不仅能精确模拟混凝土桥面板的收缩徐变效应,还可模拟钢梁与桥面板的分阶段施工过程,为组合结构提供了一种精度较高的改进钢混组合梁模拟方法。 展开更多
关键词 组合梁 斜拉桥 收缩徐变 有限元 虚拟双层梁单元
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锚索式悬浮隧道考虑跨内支撑刚度与边界刚度的涡振特性分析
3
作者 易壮鹏 尹新华 +2 位作者 李宇杰 曾有艺 潘权 《振动与冲击》 北大核心 2025年第15期28-40,共13页
悬浮隧道是一种超长水下交通结构,洋流作用下考虑跨内支撑刚度与边界刚度影响的涡激振动特性研究及涡激振动幅值预测至关重要。将管节与锚索、两端边界的连接等效为刚度贴近工程实际的竖向、转动向弹性约束,建立了同时考虑这两类刚度影... 悬浮隧道是一种超长水下交通结构,洋流作用下考虑跨内支撑刚度与边界刚度影响的涡激振动特性研究及涡激振动幅值预测至关重要。将管节与锚索、两端边界的连接等效为刚度贴近工程实际的竖向、转动向弹性约束,建立了同时考虑这两类刚度影响的锚索式悬浮隧道涡激振动动力模型,采用尾流振子考虑流固耦合作用。参阅已有文献拟定悬浮隧道设计参数和约束刚度参数,讨论了各种跨内与边界刚度组合对涡激振动特性的影响。结果表明:不同管节数目时,结构具有类似的涡振规律;刚度的增大可以抑制高阶频率模态的激发;锁定区间内,振动频率在某些流速范围内可达到固有频率的1.20倍左右;涡激响应中观测到了响应幅值“断崖”式突变、模态之间能量转换、“拍”、准周期运动等非线性现象。 展开更多
关键词 锚索式悬浮隧道 涡激振动 跨内支撑刚度 边界刚度 尾流振子
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基于微分求积法的两端固结刚性吊杆拉力识别研究
4
作者 彭涛 稂其林 +2 位作者 陆小龙 王涛 田仲初 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期94-103,共10页
以修正Timoshenko梁理论为基础,提出了一种基于微分求积法的拱桥刚性吊杆拉力识别方法。基于修正Timoshenko梁理论建立刚性吊杆横向振动微分方程,通过选取切比雪夫多项式的根作为节点坐标,利用拉格朗日插值基函数近似表示位移函数;根据... 以修正Timoshenko梁理论为基础,提出了一种基于微分求积法的拱桥刚性吊杆拉力识别方法。基于修正Timoshenko梁理论建立刚性吊杆横向振动微分方程,通过选取切比雪夫多项式的根作为节点坐标,利用拉格朗日插值基函数近似表示位移函数;根据微分求积法基本原理计算各阶权重系数,引入边界条件后,将轴向力作用下的修正Timoshenko梁横向振动微分方程的求解转化为线性代数方程组广义代数特征值的计算问题,从而得到刚性吊杆实测基频与拉力之间的精确对应关系。通过数值算例和实桥应用对该方法进行了验证,结果表明,当两端固结刚性吊杆的长细比小于222.23时,需要考虑抗弯刚度、剪切变形和转动惯量的影响才能保证拉力识别的精度。提出的基于微分求积法的吊杆拉力识别方法能够应用于各种工况和长细比下的刚性吊杆拉力识别,具有准确、实用和易编程的特点,能够满足实际工程应用要求。 展开更多
关键词 刚性吊杆 修正Timoshenko梁 频率法 微分求积法 拉力识别
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矩形高层建筑顺风向风荷载及风致加速度对比研究
5
作者 李毅 李德鸿 陈伏彬 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第5期23-38,共16页
近年来,国际上不同国家和地区有关风荷载计算的规范均有不同程度的更新迭代,为了研究规范中风荷载及风致加速度计算参数的差异影响,以联邦航空咨询委员会(Commonwealth Advisory Aeronautical Research Council,CAARC)提出的简单标准模... 近年来,国际上不同国家和地区有关风荷载计算的规范均有不同程度的更新迭代,为了研究规范中风荷载及风致加速度计算参数的差异影响,以联邦航空咨询委员会(Commonwealth Advisory Aeronautical Research Council,CAARC)提出的简单标准模型试验为例,对不同国家和地区的矩形高层建筑顺风向风荷载及风致加速度进行对比研究。首先,对不同规范给定的风场特性及风场参数进行了详细分析;随后,将不同规范中的风荷载和风致加速度计算公式归一化处理;最后,结合风洞试验结果,详细讨论参考风速、湍流强度、湍流积分尺度、峰值因子、背景响应因子、共振响应因子、阵风响应因子的差异及其对风荷载及风致加速度的影响。结果表明:风场参数的差异是造成高层建筑顺风向风荷载和风致加速度不同的决定性因素。 展开更多
关键词 高层建筑 风荷载 风致加速度 风洞试验 对比研究
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考虑斜坡地形影响的光伏组件流固耦合风致振动数值模拟研究
6
作者 陈伏彬 王羽 +1 位作者 祝瑜哲 王薇嘉 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期404-411,共8页
为研究斜坡地形对光伏组件风振特性影响,基于流固耦合(FSI)方法开展光伏阵列风致响应的数值模拟研究,分析光伏阵列流场特征以及光伏组件风振响应模态,揭示位于不同坡度斜坡上的光伏组件在不同离地高度、间距上所表现出的风振特性。结果... 为研究斜坡地形对光伏组件风振特性影响,基于流固耦合(FSI)方法开展光伏阵列风致响应的数值模拟研究,分析光伏阵列流场特征以及光伏组件风振响应模态,揭示位于不同坡度斜坡上的光伏组件在不同离地高度、间距上所表现出的风振特性。结果表明:1)坡面引起气流堵塞,致使光伏组件位移幅值增加,同时也降低光伏阵列中前排光伏组件对后排光伏组件的遮挡效应;2)从流场特征中可看出,迎风前缘的首块光伏组件产生旋涡,脱落于后排区域,致使第2块光伏组件前流场变得复杂,第3块光伏组件周流场则相对稳定,说明越处于下游的光伏组件受流场影响越小;3)光伏组件的振动由低阶振型主导,坡面对后排光伏组件振动有较大影响;4)间距增大对位于坡面上的光伏阵列振动响应有影响,且随着坡角的增大影响更加显著;5)增加坡面上光伏阵列的高度,首块光伏组件位移幅值变化较为明显,其余两块光伏组件影响较小。 展开更多
关键词 光伏组件 地形 流固耦合 风致振动 数值模拟
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3D打印混凝土弧形模壳-现浇梁建造与竖向加载测试
7
作者 蒋友宝 谭捷 +2 位作者 高鹏翔 张明亮 贺昊轩 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第9期3821-3827,共7页
混凝土弧形梁在支模时往往成型精度难以保证,且制作较难造价高,而3D打印技术有着施工速度快、设计自由度高等特点,因此为解决混凝土弧形梁支模复杂等问题,对3D打印弧形模壳-现浇梁建造的有效性展开研究。根据已有3D打印混凝土配合比和... 混凝土弧形梁在支模时往往成型精度难以保证,且制作较难造价高,而3D打印技术有着施工速度快、设计自由度高等特点,因此为解决混凝土弧形梁支模复杂等问题,对3D打印弧形模壳-现浇梁建造的有效性展开研究。根据已有3D打印混凝土配合比和工艺参数,设计和打印了3根3D打印弧形梁模壳,并测量了打印成型精度;模壳内部配置钢筋笼并现浇混凝土材料,制作出3D打印混凝土弧形模壳-现浇梁;对梁试件进行竖向加载测试,验证该建造方式的有效性。结果表明:3D打印弧形模壳实体与三维模型尺寸基本一致,中部误差最大为4%,且整体打印质量和成型质量较好;竖向加载下,3根3D打印弧形模壳-现浇梁试件破坏形态相似;弧形模壳和现浇梁之间设有加固筋的梁试件的开裂荷载和极限承载力得到显著提高,其中极限荷载提升幅度约25%。 展开更多
关键词 3D打印混凝土 模壳 加固筋 开裂荷载 极限荷载
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钢桥面板疲劳裂纹全寿命周期扩展特性
8
作者 鲁乃唯 崔健 +1 位作者 罗媛 王鸿浩 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期180-189,共10页
正交异性钢桥面板的焊缝处微裂纹萌生,初始焊接缺陷是影响该类构造细节疲劳性能的关键因素。为研究正交异性钢桥面板顶板与纵肋连接焊缝裂纹萌生与扩展的全寿命周期动态特性,基于断裂力学理论与ABAQUS-FRANC3D交互技术,研究焊缝埋藏缺... 正交异性钢桥面板的焊缝处微裂纹萌生,初始焊接缺陷是影响该类构造细节疲劳性能的关键因素。为研究正交异性钢桥面板顶板与纵肋连接焊缝裂纹萌生与扩展的全寿命周期动态特性,基于断裂力学理论与ABAQUS-FRANC3D交互技术,研究焊缝埋藏缺陷至疲劳断裂全过程应力强度因子的动态演化特征,揭示裂纹的形状发展规律,分析敏感参数对裂纹扩展速率与疲劳寿命的影响,明确了疲劳裂纹的全寿命扩展行为,并通过钢桥面板足尺节段疲劳试验验证研究结果的可靠性。结果表明:钢桥面板疲劳裂纹扩展行为可分为3个阶段:即埋藏阶段、萌生阶段、扩展阶段,沿裂纹不同路径的埋藏萌生阶段与扩展阶段的应力强度因子分布正好相反;随着不断扩展,任意初始形状的埋藏裂纹形状都趋近于圆形,任意形状的表面裂纹形状逐渐扁平,合理解释了表面裂纹持续扩展至贯穿顶板时呈扁平形态;埋藏阶段的裂纹沿上表面的扩展速率较下表面增大了54%,裂纹从埋藏萌生阶段进入扩展阶段后向顶板方向扩展的速率较大;裂纹形态比、埋藏深度对萌生寿命影响较大,其中萌生寿命占疲劳总寿命的绝大部分。 展开更多
关键词 钢桥面板 疲劳裂纹 疲劳寿命 应力强度因子 埋藏裂纹
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黄原胶生物聚合物改良膨胀土裂隙演化规律研究 被引量:7
9
作者 欧阳淼 张红日 +3 位作者 邓人睿 王桂尧 肖杰 赵亚 《岩土工程学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期106-114,共9页
采用既可抑制膨胀土裂隙扩展,又不影响坡面植被生长的黄原胶生物聚合物对膨胀土进行改良,是膨胀土边坡生态防护新思路。对黄原胶改良膨胀土开展室内干湿循环试验,利用数字图像处理技术(PCAS)对裂隙发育的整个过程进行定量分析,探究了黄... 采用既可抑制膨胀土裂隙扩展,又不影响坡面植被生长的黄原胶生物聚合物对膨胀土进行改良,是膨胀土边坡生态防护新思路。对黄原胶改良膨胀土开展室内干湿循环试验,利用数字图像处理技术(PCAS)对裂隙发育的整个过程进行定量分析,探究了黄原胶掺量对膨胀土裂隙形态特征指标的影响规律,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)试验分析了改良前后膨胀土的微观结构与矿物成分的变化,结合膨胀率试验结果探讨了黄原胶对膨胀土的改良机理。研究结果表明,黄原胶的掺入可以有效提高膨胀土的保水性和抗裂性,试样的平均失水速率和裂隙率均随着掺量的增加呈减小趋势;黄原胶能够降低干湿循环效应对膨胀土的影响,将裂隙宽度控制在较小范围内,增湿过程中易闭合;黄原胶主要通过两个方面抑制膨胀土开裂,一方面通过成键和胶结作用与土颗粒形成“桥联”结构,整体增强土体的抗拉强度;另一方面通过填充和成膜作用阻隔水分与土颗粒接触,减小黏土矿物的水化膜厚度。 展开更多
关键词 道路工程 黄原胶生物聚合物 干湿循环 裂隙 微观结构
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炭质泥岩填料击实特性及颗粒破碎研究 被引量:5
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作者 付宏渊 杨海涛 +3 位作者 曾铃 吴二鲁 文伟 周鑫洋 《土木工程学报》 北大核心 2025年第3期113-124,共12页
文章为探究炭质泥岩路基填料的击实性能及击实前后级配变化规律,引入分形理论,推导良好级配范围内的分形维数,通过室内击实和筛分试验研究炭质泥岩填料击实特性和颗粒破碎行为,最后基于能量守恒原理建立炭质泥岩路基填料击实过程中的能... 文章为探究炭质泥岩路基填料的击实性能及击实前后级配变化规律,引入分形理论,推导良好级配范围内的分形维数,通过室内击实和筛分试验研究炭质泥岩填料击实特性和颗粒破碎行为,最后基于能量守恒原理建立炭质泥岩路基填料击实过程中的能量耗散模型。研究结果表明:当分形维数为2.135时,炭质泥岩填料达到最佳填筑级配。分形维数、最大粒径、含水率和击实次数是影响炭质泥岩填料颗粒破碎的重要因素,其中填料的分形维数对颗粒破碎率的影响最为显著。炭质泥岩填料击实后的粒径分布具有良好的分形特征,考虑到炭质泥岩击实过程中的颗粒破碎及良好级配的分形维数范围,建议对于最大粒径在20mm以内的路基填料,其合理的分形维数控制在1.78至2.60之间。通过能量耗散模型发现,炭质泥岩表面能增加速率随击实次数的增加而减少,击实过程中填料对击实能的利用率呈指数衰减。鉴于当击实次数达到70次时,炭质泥岩填料表面能几乎不再增加,建议在室内开展击实试验时炭质泥岩填料的击实次数不宜超过70次,以免造成时间和经济上的浪费。 展开更多
关键词 道路工程 炭质泥岩 分形维数 击实特性 颗粒破碎 能量耗散
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基于MSGWO-LSTM的车桥非线性系统地震响应预测研究 被引量:1
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作者 刘汉云 王子逸 +4 位作者 韩艳 王力东 胡朋 国巍 余志武 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期734-747,共14页
强震下高铁桥梁结构易进入非线性阶段,导致系统响应增大难预测,可能威胁行车安全。为此,提出融合多策略灰狼优化-长短期记忆网络(MSGWO-LSTM)代理模型,提升高速铁路车-桥耦合非线性系统地震响应预测精度。建立车桥耦合系统OpenSees非线... 强震下高铁桥梁结构易进入非线性阶段,导致系统响应增大难预测,可能威胁行车安全。为此,提出融合多策略灰狼优化-长短期记忆网络(MSGWO-LSTM)代理模型,提升高速铁路车-桥耦合非线性系统地震响应预测精度。建立车桥耦合系统OpenSees非线性模型,基于大量地震动动力分析,构建桥梁位移、车体加速度和轮轨力响应数据库。在传统LSTM代理模型基础上,引入Dropout层以防止模型训练过拟合,引入灰狼优化算法(GWO)进行超参数自动选优,从而构建并训练了GWO-LSTM代理模型。采用多类评判指标,考虑结构线性/非线性、不同车速等工况,对比传统LSTM和GWOLSTM这2个代理模型的预测效果,发现GWO-LSTM在部分工况不满足需求,故融合多策略提出MSGWO-LSTM代理模型,进一步提升模型的预测精度。研究结果表明:GWO-LSTM代理模型预测的R^(2)稳定在0.95~0.99之间,MAE、MSE和RMSE等评价指标均接近0,且MAPE指标大多数控制在1%左右,明显优于传统LSTM代理模型,说明GWO-LSTM显著提升了车-桥耦合系统地震响应预测精度。相比单输入单输出模式,考虑多变量相互影响的多输入多输出模式所构建的代理模型的非线性适应性与泛化性更好。在多输入多输出和非线性工况下,GWO-LSTM模型预测响应有小部分预测指标超过10%限值,而MSGWO-LSTM所有预测指标均小于限值,进一步提升了模型的预测精度和泛化能力。 展开更多
关键词 桥梁工程 地震响应预测 LSTM代理模型 高速铁路 OPENSEES
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锈蚀PC梁疲劳寿命预测及界面滑移区量化研究 被引量:2
12
作者 戴理朝 刘静瑾 +1 位作者 涂荣辉 王磊 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期88-99,共12页
重复荷载和锈蚀共同作用会造成预应力混凝土(PC)构件疲劳损伤,降低其使用寿命。以钢绞线疲劳裂纹扩展尺寸、混凝土疲劳累积残余应变为损伤参数,综合考虑钢绞线疲劳裂纹扩展、界面锈蚀疲劳粘结退化及混凝土疲劳损伤的影响,提出考虑力筋... 重复荷载和锈蚀共同作用会造成预应力混凝土(PC)构件疲劳损伤,降低其使用寿命。以钢绞线疲劳裂纹扩展尺寸、混凝土疲劳累积残余应变为损伤参数,综合考虑钢绞线疲劳裂纹扩展、界面锈蚀疲劳粘结退化及混凝土疲劳损伤的影响,提出考虑力筋残余应变的粘结滑移区不协调变形量化方法及锈蚀PC梁疲劳寿命预测方法。然后通过试验数据验证预测方法的合理性,并讨论不同预应力、锈蚀程度和应力水平作用下锈蚀PC梁界面疲劳粘结滑移情况。结果表明:提出的预测方法可有效预测界面滑移情况及锈蚀PC梁的疲劳寿命;预应力大小是影响锈蚀PC梁发生疲劳粘结滑移的重要参数,随着锈蚀率、应力水平的提高,构件易发生疲劳粘结滑移,而预应力的增大可有效减少界面疲劳粘结滑移的发生;在高应力水平下更严重的应变不协调会导致更大的残余滑移,滑移量曲线及其斜率随着应力水平的提高而整体抬升、变陡。 展开更多
关键词 预应力混凝土 锈蚀 疲劳寿命 应力水平 粘结滑移
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疲劳损伤下PPC斜拉桥主梁灌浆加固试验研究 被引量:1
13
作者 袁明 杨诒飞 +3 位作者 刘昀 颜东煌 彭坤帅 袁晟 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期139-147,共9页
为研究部分预应力混凝土(PPC)斜拉桥疲劳损伤主梁采用灌浆加固后的刚度恢复效果和裂缝发展情况,以某座双塔斜拉桥为研究背景,选取跨中6个梁段,制作相似比为7.42的PPC斜拉桥节段缩尺模型,在经历了主梁具有不同初始损伤状态下的4轮疲劳试... 为研究部分预应力混凝土(PPC)斜拉桥疲劳损伤主梁采用灌浆加固后的刚度恢复效果和裂缝发展情况,以某座双塔斜拉桥为研究背景,选取跨中6个梁段,制作相似比为7.42的PPC斜拉桥节段缩尺模型,在经历了主梁具有不同初始损伤状态下的4轮疲劳试验后,对主梁开展了0.1、0.2、0.3、0.5 mm最大裂缝宽度的静载试验(对应工况1~4)。然后将主梁卸载至恒载状态,使用亲水性低黏度环氧结构胶对残余裂缝宽度W≥0.05 mm的裂缝进行带压灌浆修复,对灌浆后主梁开展相同裂缝宽度的静载试验,对比分析灌浆前后PPC斜拉桥主梁在各工况下的挠度、索力、刚度和裂缝发展情况,并与完好主梁的初始刚度进行对比。结果表明:环氧结构胶和主梁黏结作用良好,极大地减缓了裂纹扩展的速度;在整个试验过程中,索力基本呈线性变化,斜拉索一直处于弹性阶段,使结构整体承载力有较大富余;在PPC主梁经历了0.5 mm级裂缝大损伤情况下,环氧结构胶提高了裂缝处的界面黏结强度,使灌浆后主梁刚度恢复较好,在工况1~4中均不低于灌浆前主梁的刚度,但不能恢复到完好主梁的刚度。 展开更多
关键词 桥梁工程 刚度 裂缝灌浆 斜拉桥 部分预应力 黏结强度
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干湿交替环境下带非贯通裂缝混凝土中氯离子传输规律 被引量:1
14
作者 彭建新 程小康 +2 位作者 董范君 杨向红 李朝 《建筑材料学报》 北大核心 2025年第4期307-314,共8页
为了获得干湿交替作用下开裂混凝土中氯离子传输规律,通过拉普拉斯变换方法,建立了干湿交替作用下带非贯通裂缝混凝土中的氯离子对流扩散模型,分析了裂缝宽度和裂缝深度对氯离子含量分布的影响,统计了裂缝参数与表面氯离子含量的关系.... 为了获得干湿交替作用下开裂混凝土中氯离子传输规律,通过拉普拉斯变换方法,建立了干湿交替作用下带非贯通裂缝混凝土中的氯离子对流扩散模型,分析了裂缝宽度和裂缝深度对氯离子含量分布的影响,统计了裂缝参数与表面氯离子含量的关系.结果表明:随着裂缝宽度和裂缝深度的增加,混凝土表面氯离子含量积累加快,从而加速了氯离子传输;与现有模型相比,本文理论模型精度提高了30%. 展开更多
关键词 开裂混凝土结构 氯离子对流扩散 理论模型 干湿交替
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配GFRP筋的钢-UHPC组合梁负弯矩区抗弯性能有限元分析 被引量:1
15
作者 崔艳 万祥 +2 位作者 徐骁青 田甲旭 贺君 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第4期79-85,共7页
为研究由GFRP筋代替钢筋对钢-UHPC组合梁负弯矩区抗弯承载性能的影响,采用ABAQUS软件建立组合梁非线性有限元分析模型,以筋材种类、配筋率为参数,分析GFRP筋对特征荷载、刚度、延性等力学性能的影响。同时,由开裂UHPC单元的应变场及损伤... 为研究由GFRP筋代替钢筋对钢-UHPC组合梁负弯矩区抗弯承载性能的影响,采用ABAQUS软件建立组合梁非线性有限元分析模型,以筋材种类、配筋率为参数,分析GFRP筋对特征荷载、刚度、延性等力学性能的影响。同时,由开裂UHPC单元的应变场及损伤场,计算得到组合梁模型的荷载-主裂缝宽度曲线,分析GFRP筋及配筋率对组合梁负弯矩区抗裂性能的影响。研究结果表明:钢-UHPC组合梁模型的破坏模式均为典型的受弯破坏模式,UHPC开裂主要发生在组合梁的纯弯段;同等配筋率下,采用GFRP筋代替钢筋将削弱组合梁的抗弯刚度,不利于控制裂缝发展,但可以提高组合梁的承载能力及延性;提高GFRP筋配筋率能有效改善组合梁负弯矩区的抗裂性能。研究结果可为提高组合梁负弯矩区的抗弯性能提供参考。 展开更多
关键词 UHPC GFRP 配筋率 裂缝宽度 有限元
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基于CNN-LSTM-GD的悬索桥主梁挠度预测与预警方法研究 被引量:1
16
作者 肖新辉 刘贤 +4 位作者 张海萍 汪泽鹏 陈方怀 罗媛 刘扬 《振动与冲击》 北大核心 2025年第14期84-94,共11页
悬索桥作为柔性桥梁在运营过程中主梁的挠度控制尤为重要。为预测既有悬索桥主梁在随机车流与环境温度复合作用下的竖向挠度,建立了一种基于卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)、长短时记忆神经网络(long short-term memo... 悬索桥作为柔性桥梁在运营过程中主梁的挠度控制尤为重要。为预测既有悬索桥主梁在随机车流与环境温度复合作用下的竖向挠度,建立了一种基于卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)、长短时记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)、概率密度估计层和桥梁监测数据的集成性挠度区间预测方法。基于南溪长江大桥健康监测数据建立了环境温度、车载和挠度监测数据时间序列训练集,通过CNN-LSTM组合层捕捉时间序列中的局部特征和长时记忆,采用高斯分布(Gaussian distribution,GD)作为概率密度分布函数,通过极大似然法评估GD的参数,输出最佳的挠度预测值和概率区间。在此基础上,提出了识别既有悬索桥主梁异常挠度及预警阈值方法。研究表明:相较于LSTM和CNN-LSTM模型,CNN-LSTM-GD模型在预测微小挠度波动和极端挠度上具有更好的预测能力,挠度预测值和监测数据基本吻合。在24 h时间尺度上,相较于传统LSTM模型在均方根误差(root mean square error,RMSE)和决定系数R2上分别提升了54.40%和10.22%,相较于CNN-LSTM模型,在RMSE和R2上分别提升了38.43%和5.31%。 展开更多
关键词 桥梁工程 结构健康监测 概率深度学习 桥梁挠度 车辆荷载 环境温度
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基于改进白鲨优化的DIC位移测量方法 被引量:1
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作者 李君 雷宗宇 +1 位作者 蔡子峥 付海波 《激光技术》 北大核心 2025年第3期368-375,共8页
为了提高数字图像相关方法中整像素位移搜索算法的性能,引入了白鲨优化算法,并通过采用tent混沌映射、引入动态非线性时间因子、设置自动终止条件和增加三步搜索法等措施进行改进。为了提高亚像素位移求解精度和效率,将双三次插值、改... 为了提高数字图像相关方法中整像素位移搜索算法的性能,引入了白鲨优化算法,并通过采用tent混沌映射、引入动态非线性时间因子、设置自动终止条件和增加三步搜索法等措施进行改进。为了提高亚像素位移求解精度和效率,将双三次插值、改进的白鲨优化算法和曲面拟合法相结合,提出了一种改进的曲面拟合法,通过数值模拟实验和低碳钢拉伸实验对算法的性能进行分析。结果表明,改进的白鲨优化算法搜索成功率高达100%,计算时间与粒子群算法相当,仅是粗-细搜索法的1/4;改进的曲面拟合法的计算精度与牛顿-拉普森(N-R)法相当,但计算耗时仅为N-R法的3.50%;改进的白鲨优化算法可快速、准确地实现整像素位移搜索;改进的曲面拟合法具有较高的计算精度和计算效率,且在实际测量中依旧能保持较好的稳定性。该研究为数字图像相关方法的改进和应用提供了参考。 展开更多
关键词 测量与计量 数字图像相关方法 白鲨优化算法 曲面拟合法 位移测量
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Q550E高强钢及焊接接头的疲劳裂纹扩展研究 被引量:2
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作者 马亚飞 程尔祥 +2 位作者 吴显顺 何羽 王磊 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期142-151,共10页
焊接构造是钢桥的薄弱部位,在反复车辆荷载作用下,疲劳损伤正逐步成为影响桥梁服役安全的关键问题之一。以Q550E高强钢为研究对象,开展母材和对接焊缝接头的静力拉伸和疲劳裂纹扩展试验,建立母材及焊接连接件的疲劳裂纹增长模型,揭示了... 焊接构造是钢桥的薄弱部位,在反复车辆荷载作用下,疲劳损伤正逐步成为影响桥梁服役安全的关键问题之一。以Q550E高强钢为研究对象,开展母材和对接焊缝接头的静力拉伸和疲劳裂纹扩展试验,建立母材及焊接连接件的疲劳裂纹增长模型,揭示了应力比对高强钢焊接节点疲劳裂纹扩展速率的影响规律;开展基于FRANC3D和ABAQUS的联合仿真模拟分析,通过敏感性分析明确关键影响参数。结果表明:随着应力比的增大,疲劳裂纹扩展速率参数m增大、lg C减小,应力强度因子门槛值减小;对接焊缝m值约为母材的2倍,对接焊缝裂纹门槛值大于母材,且对应力比更敏感;联合仿真方法可准确预测高强钢焊接接头疲劳寿命,高应力比下试件厚度和初始裂纹深度对疲劳扩展影响显著。 展开更多
关键词 桥梁工程 Q550E高强钢 焊接接头 疲劳裂纹 有限元分析
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基于灰色关联分析的碱激发锂渣再生水泥稳定碎石混合料性能研究 被引量:3
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作者 杨伟军 金振洲 +3 位作者 杨建宇 刘于涵 姚钧天 贺智慧 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期68-74,共7页
为了改善再生基层的力学性能和收缩性能,以不同掺量的再生骨料、碱激发锂渣制备碱激发锂渣再生水泥稳定碎石混合料,并对其力学性能、微观特性和收缩性能进行了研究。采用灰色关联法进一步分析了再生骨料和碱激发锂渣掺量与混合料各项性... 为了改善再生基层的力学性能和收缩性能,以不同掺量的再生骨料、碱激发锂渣制备碱激发锂渣再生水泥稳定碎石混合料,并对其力学性能、微观特性和收缩性能进行了研究。采用灰色关联法进一步分析了再生骨料和碱激发锂渣掺量与混合料各项性能的关联性。结果表明:随再生骨料掺量的增加,再生水泥稳定碎石混合料的力学性能先升高后降低,干缩系数和温缩系数逐渐升高;碱激发锂渣和再生骨料的最佳掺量为别为15%和40%,较纯40%再生骨料混合料,碱激发锂渣再生水泥稳定碎石混合料的7 d抗压强度、7 d劈裂强度、7 d弯拉强度分别提升了12.9%、8.8%、12.7%,7 d、28 d干缩系数分别降低了15.8%、28.1%,平均温缩系数下降了5.4%。灰色关联法分析表明,碱激发锂渣掺量与混合料的力学性能及平均温缩系数的关联度更高,再生骨料掺量对混合料干缩系数的影响更显著。微观试验表明,碱激发锂渣参与水化反应,生成水化硅酸盐和钙矾石,优化了混合料的界面过渡区,使混合料的微观结构更加紧实。 展开更多
关键词 道路工程 水泥稳定碎石混合料 再生骨料 碱激发锂渣 微观特性 灰色关联分析
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夹片起弧式CFRP板锚具设计优化与试验
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作者 赵敏 肖丹 +1 位作者 齐艺佳 王中强 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第22期9561-9567,共7页
现有碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastic,CFRP)板夹片式锚具在张拉过程中,由于锚杯上下内壁受到挤压力的作用,易产生起拱变形,进而在锚杯与夹片接触面出现“脱空”现象,这导致CFRP板锚固段在横向受力上呈现不均匀性。... 现有碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastic,CFRP)板夹片式锚具在张拉过程中,由于锚杯上下内壁受到挤压力的作用,易产生起拱变形,进而在锚杯与夹片接触面出现“脱空”现象,这导致CFRP板锚固段在横向受力上呈现不均匀性。同时,CFRP板两侧由于应力集中,易发生劈裂破坏。为改善此问题,提出了夹片起弧式CFRP板锚具的优化设计思路,并对不同起弧高度的夹片式锚具进行了有限元数值模拟与静载张拉试验研究。研究结果表明,传统CFRP板夹片式锚具的主要破坏形式为先劈裂后拉碎,其锚固效率仅为68.75%。当夹片起弧高度较低时,无法有效填充锚杯的“脱空”,导致CFRP板锚固段整体压应力水平偏低,锚固效率下降至56.67%。相反,若夹片起弧过高(0.5 mm),则会在CFRP板锚固段中部产生应力集中,锚固效率提升至81.25%,但仍非最优。值得注意的是,当夹片起弧高度设置为0.25 mm时,锚固效率显著提高至90.83%,且破坏形式转变为爆炸式破坏,这表明CFRP材料的性能得到了充分发挥。因此,合理设置夹片起弧高度可有效防止CFRP板锚固段因“脱空”而发生劈裂破坏,研究结果具有较高的工程应用价值。 展开更多
关键词 CFRP板 锚具 夹片起弧 设计优化 有限元模拟 静载试验
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