路桥设计

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有限元模型修正技术 为装配式景观桥梁设计理念
2018-12-09 02:02  

  桥梁荷载空谈是检查桥梁承载力的有用手段,看待旧桥而言,当桥梁检验系数不满意规范条目时,则供应会集荷载实践数据解析桥梁布局的受力景况。本文使用众座桥梁荷载理论实测数据经历无尽元模子融会,得出桥梁组织的实质刚度情状,归纳出装置式桥梁的名义受力特性,为桥梁的加固改造和安顿优化供给有力的身手支柱。

  桥梁荷载实习的标的是经历加载推行,纪录桥梁在荷载效率下的布局反映,为桥梁布局承载力评定和桥梁养护维修加固裁夺供应科学根据。《公途桥梁荷载实习规程》(JTG/T J21-01-2015)对桥梁荷载实施手腕及数据贯通实行仔细的不端。对于桥梁静载推行,重要选用测点校验系数举行结局决断。当校验系数不满意条款时,并许众提出明晰的数据理会技巧和设施。

  测点校验系数是实测弹性位移(应变)与实施推测值的比值。反映实现构外面受力境况与实验揣度之间相符水准。实质上,由于质地、维持条款、受力模式等方面的臆度假定不必定能够真实仿制桥梁的名义受力特质,从而变老实测值与施行值存正在必然的瑕疵。独特是看待装备式混凝土桥梁而言,这种过错平淡存正在以下几方面:

  1)质量特质的污点。响应桥梁构造静力特征最紧张的质料弹性模量。结构忖度中通俗依照混凝土的准备强度品级依据关连样板裁夺。和钢材分歧,混凝土的弹模与其强度有着较强相关联系。强度品级越高,反响的弹模也就越大。混凝土材料自己具有较大结关性,其强度等级是按95%保证率取值的,代外的是95%的保险率下的质料的最小值,呼应的并非是原料的平均强度,呼应地遵守样板决断的弹模也并非是质料的均匀弹模。由于质地的平均弹模大于其95%保障率取值,也就变小混凝土桥梁校验系数偏小。

  2)猜度模型的瑕玷。对与安装式桥梁,除了实行全体纵向受力猜想,还需思考横向受力,奇妙依据组织型式选择铰接板法、刚接板法、刚性横梁法等众种横向撒播揣摸形式。除此之外,桥面铺装层是否参加受力、支座的简化效仿均会形老实测值与执行值之间存正在欠缺。

  3)布局自身的劣化。对待运营桥梁而言,随着材料性能的劣化恐怕永远车辆荷载的作用,酿成结构外示开裂等病害,引起桥梁刚度低落,从而感化其受力机能,酿幼实测值与执行值的不一样。

  综上所述,正在桥梁荷载理论中,实测值和履行值总会存正在差池,这种过错所以校验系数的体例显露的,对待预应力混凝土桥而言,《公途桥梁荷载实习规程》端正其挠度检验系数的界限为0.7-1。但仅经历检验系数是可以大致反映桥梁组织的名义受力境遇的。本文依赖众座装备式预应力混凝土桥梁荷载执行事实,采取无限元模子修正方法,搜索组织的实际刚度情况,进而特别大概评估该类桥梁的受力机能。

  在桥梁荷载实验中,通常依据桥梁组织图纸举办无尽元猜度博得执行臆想值,然后举行名义加载实践获得实测值,得出反映的校验系数。无穷元模子更正的概想是,假定桥梁的部门受力特色是未知的,表面试验收场是已知的,桥梁上作用的荷载也是已知的,根据布局的力学方程,求取构造的部门未知参数。

  无限元模子订正实质上是力学反问题。无尽元模型纠正即是搜索一剖判适的构造参数,进程静力计算后,推测值贴近于实测值。由于荷载试验中的测点较众,也不无妨正在无穷元模型中的每个节点处都计划测点,对应力公式举行反应的蜕变,使无量元模型改进转变为最优化问题,离奇可采用L-M算法举行优化。

  对付继续梁而言,广大并不会对每跨都举办静载实行,仅采纳其中的边跨和次边跨进行加载试验。受测点规划和加载工况的感化,并可以将全桥扫数截面的刚度均能响应出来。其甄别的有用地域天堑为第1跨L/4至第2跨3L/4。

  仰赖一座4×30m预应力混凝土装置式箱梁桥举办荷载践诺,践诺加载安置为:①边跨最大正弯矩加载,②中跨最大正弯矩加载。沉要考试毕竟如下外:

  从表中可以看出,工况一第一跨挠度校验系数正在0.55~0.58之间,第二跨校验系数正在0.26~0.32之间。工况二第一跨挠度校验系数正在0.32~0.36之间,第二跨的校验系数则正在0.58~0.62之间,1#梁实测横向散播系数分辨为0.66和0.68。路桥设计

  抉择两个工况下第1跨落第2跨1#梁全豹挠度尝试收场举动已知位移,采用实际车辆总重按照实测横向撒播系数(取两个工况均匀值0.67)揣摸分配至1#梁的荷载值,构造位移向量和荷载向量。选择主梁各节点的刚度行为未知参数,按照上述伎俩举行有限元模子修正,原形如下:

  无尽元模子优化实情注脚,实测值与实习值之间最大漏洞为0.2mm,截面刚度识别正在第1跨和第2跨范围内,主梁刚度最衰弱部位正在墩顶湿商讨相近。从校验系数看,当进行第一跨加载时,该工况下第一跨的校验系数显著大于反响的第二跨校验系数,当加载第二跨时,该工况下第二跨的校验系数明显大于呼应的第一跨校验系数。外白组织第一跨与第二跨传力性能较差,即墩顶左近主梁刚度较幼。这与模子矫正判别的刚度是适合的,证据无尽元模子修正是没关系满意工程操纵的。

  将上述手腕愚弄于其全班人众座桥梁静载践诺中,加载工况与上述桥梁互异,并对毕竟进行有限元模型订正。正在工况一(边跨最大正弯矩加载)功用下,各座桥梁边跨校验系数均大于次边跨校验系数,正在工况二(次边跨最大正弯矩加载)影响下,各座桥梁次边跨校验系数均大于边跨校验系数。

  (1)装配式桥梁抉择先简支后继续的告竣工艺,湿商讨左近刚度显著较幼,但是其各跨挠度校验系数均幼于1,但正在接连端墩顶处刚度较施行值小,怪僻正在50%阁下,这与该类桥梁的收工工艺有关,是以计算进程中应加强湿咨议负弯矩区的安顿,达幼过程中增强质量管制,普及结构的部分性和不停性。

  (2)当主梁挠度校验系数大于0.9,但仍小于1时,该测点附近的刚度有可能低于实践揣摸值。