多年冻土区铁路桥梁桩基础竖向承载特性分析

1

作者 张熙胤 刘宁宁 +3 位作者 蔡德钩 闫宏业 刘晓贺 王万平 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期77-89,共13页

为研究多年冻土区铁路桥梁桩基础在竖向荷载作用下的承载性能及荷载传递机理,以多年冻土区广泛存在的高桩承台基础为研究对象,通过室内缩尺模型试验结合有限元方法分析桩基础几何尺寸和多年冻土温度对桩基础竖向承载性能的影响。结果表... 为研究多年冻土区铁路桥梁桩基础在竖向荷载作用下的承载性能及荷载传递机理,以多年冻土区广泛存在的高桩承台基础为研究对象,通过室内缩尺模型试验结合有限元方法分析桩基础几何尺寸和多年冻土温度对桩基础竖向承载性能的影响。结果表明:增加桩长能减小桩基础的沉降量并提高桩基础的极限承载力,桩长从1.5 m增至3.0 m过程中,每增加0.5 m,桩基础极限承载力分别增加41%,23%和15%,且能够减小桩基础端承力及其占比,但对桩基础的轴力、桩身应力和侧摩阻力的分布规律影响较小;多年冻土的存在对桩基础承载性能的提升更为显著,其中侧摩阻力发挥重要作用,且多年冻土的温度越低,其提升效果越明显,在多年冻土层温度为-5和-9℃时,桩基础的极限承载力分别为125.9和199.5 kN,相较于融土条件分别提升了2.98和5.31倍;桩基础在多年冻土层中的最大侧摩阻力分别约为300和500 kPa,是上部融土层的2.1和3.5倍;在上部融土层和多年冻土层的交界处桩身轴力、侧摩阻力、土体应力均发生明显变化。 展开更多

关键词 桩基础 多年冻土 承载特性 缩尺模型 室内试验 有限元分析

下载PDF 职称材料

铁路桥梁根式挖井基础桥墩的水平承载特性研究

2

作者 李涛 陈兴冲 +3 位作者 王义 鲁锦华 张熙胤 丁明波 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期174-181,共8页

根式基础作为一种新型变截面结构形式,已被证明对于提高沉井基础与桩基础的竖向及横向承载力有明显影响,但其对挖井基础抗震性能的改善作用尚不明确。为明确根键对挖井基础桥墩承载力特征的影响,对一铁路根式挖井基础桥墩进行拟静力试验... 根式基础作为一种新型变截面结构形式,已被证明对于提高沉井基础与桩基础的竖向及横向承载力有明显影响,但其对挖井基础抗震性能的改善作用尚不明确。为明确根键对挖井基础桥墩承载力特征的影响,对一铁路根式挖井基础桥墩进行拟静力试验,研究其滞回曲线与骨架曲线特性,通过建立符合试验的有限元模型,讨论不同根键参数对挖井基础桥墩耗能能力及承载力的影响。结果表明根键的存在充分带动了周围土体的参与度,可大大提高挖井基础桥墩的承载力,且随着墩顶位移荷载的增加承载力呈非线性增加。试验及数值模拟均表明:根式挖井基础的破坏主要是由基础周围的土体失效引起的,基础自身并未发生损坏;增加根键的长度可以明显提高根式挖井基础桥墩的承载能力与耗能能力;当根键之间的间距大于根键自身宽度时,增宽根键可明显提高根式挖井基础桥墩的承载能力与耗能能力,而当根键的间距小于自身宽度时,加宽根键对承载力的影响不明显;增加根键的数量能明显提高根式挖井基础桥墩的承载力;在基础底部布置根键的效果并不弱于在侧壁布置,且根键布置在侧壁时不宜靠近土体表面。研究成果可为根式挖井基础在我国铁路桥梁中的应用提供科学依据。 展开更多

关键词 根式挖井基础 桥墩 承载力特征 拟静力试验 参数分析

下载PDF 职称材料

西北季节性冻土场地地震反应特性研究

3

作者 黄安琪 张熙胤 +3 位作者 管嘉达 张益舶 孙斌洁 丁明波 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期156-164,共9页

我国西北地区被季节冻土全覆盖,且近年来该区域地震频发。为研究我国西北地区季节性冻土场地的地震反应特性,开展了季节性冻土场地振动台试验,并建立了不同冻结深度的三维实体有限差分模型,对比分析了不同地震激励作用下的季节性冻土场... 我国西北地区被季节冻土全覆盖,且近年来该区域地震频发。为研究我国西北地区季节性冻土场地的地震反应特性,开展了季节性冻土场地振动台试验,并建立了不同冻结深度的三维实体有限差分模型,对比分析了不同地震激励作用下的季节性冻土场地的地震反应特征和土体的动剪应力—动剪应变规律。结果表明:在地震激励下,冻土层的存在虽然有效抑制了地震动能量,但冻结期场地的水平位移与非冻结期相比明显较大,且竖向位移呈显著的层状震陷特征;冻土场地的峰值放大系数呈先增大后减小然后再增大的规律,并且冻土层深度越大其峰值放大系数越小。此外,通过土体的动剪应力—动剪应变关系可以发现,冻土场地地震反应具有明显的非线性特征,且冻土层的存在对地震能量具有一定的削弱作用。 展开更多

关键词 季节性冻土场地 地震反应特征 有限差分模型 动剪应力—动剪应变

原文传递

冻土层对桩基础铁路重力式桥墩抗震性能的影响研究

4

作者 徐振江 张熙胤 +3 位作者 管嘉达 于生生 孙斌洁 张益舶 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2024年第1期225-236,共12页

为研究冻土影响下桩基础铁路重力式桥墩的地震破坏特征以及不同影响因素对季节性冻土区桩基础铁路重力式桥墩抗震性能的影响,首先通过拟静力模型试验研究了冻土影响下桩基础铁路重力式桥墩的地震破坏特征;其次建立了考虑冻土效应的桩基... 为研究冻土影响下桩基础铁路重力式桥墩的地震破坏特征以及不同影响因素对季节性冻土区桩基础铁路重力式桥墩抗震性能的影响,首先通过拟静力模型试验研究了冻土影响下桩基础铁路重力式桥墩的地震破坏特征;其次建立了考虑冻土效应的桩基础桥墩有限元分析模型,采用数值模拟方法探讨了季节性冻土层厚度、剪跨比、轴压比和承台埋入深度4个参数对冻土区桩基础铁路桥墩抗震性能的影响。研究结果表明:在一定范围内季节性冻土层厚度的增加有利于提高桩基础铁路重力式桥墩的抗震性能,但当冻土层厚度超出这一范围再增加时,其对桩基础桥墩水平承载能力的影响会变弱,同时冻土层厚度的增加会加速桩-土-桥墩体系的破坏;剪跨比的增大和承台埋入深度的减少均会显著降低冻土影响下桩基础桥墩的抗震性能;轴压比的增大会提高桩基础桥墩的水平承载能力,但会加速桩基础桥墩峰值荷载的出现,同时也会加速桩-土-桥墩体系的破坏。 展开更多

关键词 季节性冻土 桩基础 铁路重力式桥墩 抗震性能 滞回耗能特性

下载PDF 职称材料

冻土区桥梁桩基础抗震试验研究现状及展望

5

作者 齐煜 张熙胤 +2 位作者 王万平 黄安琪 张文静 《地震研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期51-61,共11页

总结了现阶段冻土区桥梁桩基础抗震试验研究的主要任务,从试验的目的、优势、设计和不足等方面对冻土三轴压缩试验、桩-冻土体系拟静力试验和地震模拟振动台试验的研究现状进行了系统的总结与分析,提出了相应的改进措施和发展方向。考... 总结了现阶段冻土区桥梁桩基础抗震试验研究的主要任务,从试验的目的、优势、设计和不足等方面对冻土三轴压缩试验、桩-冻土体系拟静力试验和地震模拟振动台试验的研究现状进行了系统的总结与分析,提出了相应的改进措施和发展方向。考虑到室内试验中桥梁桩基础-冻土相互作用体系实施难度的问题,提出了采用子结构试验方法开展冻土区桥梁抗震试验的思路。 展开更多

关键词 冻土区 桥梁桩基础 三轴压缩试验 拟静力试验 振动台试验

下载PDF 职称材料

冻土热-力耦合效应对铁路重力式桥墩抗震性能的影响研究

6

作者 王义 张熙胤 +3 位作者 徐振江 刘云曦 王万平 于生生 《河西学院学报》 2024年第5期72-80,共9页

为探究冻土热-力耦合效应对铁路重力式桥墩抗震性能的影响规律,采用热-力耦合方式建立了土-桩基础-桥墩相互作用下三维实体有限元模型,并利用拟静力模型试验结果对其进行验证。在此基础上,探讨了地表温度和融化层厚度变化对桩基础铁路... 为探究冻土热-力耦合效应对铁路重力式桥墩抗震性能的影响规律,采用热-力耦合方式建立了土-桩基础-桥墩相互作用下三维实体有限元模型,并利用拟静力模型试验结果对其进行验证。在此基础上,探讨了地表温度和融化层厚度变化对桩基础铁路重力式桥墩抗震性能的影响规律。研究结果表明:采用热-力耦合方式建立的土-桩基础-桥墩有限元模型预测结果与拟静力试验结果吻合较好,能够有效模拟其水平地震荷载作用下的非线性响应;随着地表温度的降低,土-桩基础-桥墩体系的极限水平承载能力、初始刚度和累计耗能均会增大,但桩基础桥墩的侧向位移能力会出现一定程度的降低;随着季节冻土层融化深度的增加,土-桩-桥墩体系的极限水平承载能力、整体刚度退化和累计耗能曲线均出现大幅下降趋势,其中表层冻土融化深度从0cm增加到5cm时桩基础桥墩的抗震性能减弱幅度较为严重。 展开更多

关键词 季节冻土 热-力耦合效应 抗震性能 铁路重力式桥墩 拟静力试验 有限元分析

下载PDF 职称材料

考虑多因素耦合效应的冻结兰州黄土动力学参数研究

7

作者 张熙胤 孙斌洁 +3 位作者 徐振江 管嘉达 罗滔 于生生 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期289-299,共11页

为了探究多因素耦合效应对冻结兰州黄土动力参数的影响,以分布在我国西部季节冻土区的兰州黄土为研究对象,通过动三轴试验研究了不同围压(0.1、0.2、0.3 MPa)、温度(−1、−3、−5℃)、含水率(14%、16%、18%)及加载频率(1、2、4 Hz)影响下... 为了探究多因素耦合效应对冻结兰州黄土动力参数的影响,以分布在我国西部季节冻土区的兰州黄土为研究对象,通过动三轴试验研究了不同围压(0.1、0.2、0.3 MPa)、温度(−1、−3、−5℃)、含水率(14%、16%、18%)及加载频率(1、2、4 Hz)影响下冻结兰州黄土的动力参数变化特征。基于试验结果,分析了冻结兰州黄土最大动弹性模量、等效黏滞阻尼系数、参考应变幅值在温度、围压、含水率、加载频率等多因素耦合影响下的变化规律。结果表明,温度、含水率、加载频率和围压等耦合因素对冻结兰州黄土动弹性模量、参考应变幅值和等效黏滞阻尼系数的影响程度有差异。可以发现,冻结兰州黄土动弹性模量和参考应变幅值随温度变化的影响最显著,等效黏滞阻尼系数随加载频率变化表现最敏感。基于试验数据,对影响冻结兰州黄土的4种因素进行归一化和无量纲化处理,采用多元回归分析方法提出了冻结兰州黄土动力学参数的预测公式,有助于快速预测冻结兰州黄土在多因素耦合效应影响下的动力学参数变化特征。 展开更多

关键词 冻结兰州黄土 阶梯加载 动弹性模量 等效黏滞阻尼系数 参考应变幅值 耦合效应

原文传递

高寒环境温度下圆钢管混凝土短柱轴压性能试验研究 被引量：3

8

作者 虞庐松 刘彪 +3 位作者 王力 李子奇 张熙胤 杜新龙 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期20-31,共12页

针对高寒环境温度对钢管混凝土结构力学行为影响显著的问题。开展钢管混凝土短柱轴压性能试验,分析试件在不同温度下的试验现象及破坏形态,探究不同环境温度对圆钢管混凝土短柱轴压力学性能的影响规律,揭示温度对钢管混凝土套箍效应的... 针对高寒环境温度对钢管混凝土结构力学行为影响显著的问题。开展钢管混凝土短柱轴压性能试验,分析试件在不同温度下的试验现象及破坏形态,探究不同环境温度对圆钢管混凝土短柱轴压力学性能的影响规律,揭示温度对钢管混凝土套箍效应的影响机理;针对现行规范在钢管混凝土承载力计算中未考虑温度作用的不足,基于试验结果分析提出考虑环境温度的钢管混凝土短柱承载力计算修正公式。结果表明:温度变化对钢管混凝土短柱承载力和延性影响显著,随着温度的下降,试件承载力增大,而延性大幅降低,脆性显著增大;温度从40℃降至-40℃,M型、L型试件承载力分别提高27.8%和34.3%;环境温度对构件套箍效应影响明显,套箍率越小越显著;提出的考虑温度影响的钢管混凝土短柱轴压承载力计算修正公式具有较好的可靠性和精度,可为高寒大温差地区钢管混凝土结构的设计提供必要依据。 展开更多

关键词 钢管混凝土短柱 轴压试验 承载力 温度 套箍效应

原文传递

地震作用下基于性能的中小跨径梁桥横向支承约束系统设计优化 被引量：1

9

作者 鲁冠亚 王克海 +1 位作者 吴刚 张熙胤 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第16期26-36,共11页

支承约束系统对中小跨径梁桥抗震有显著意义,该研究提出一种基于性能的方法优化桥梁的支承约束系统参数。以汶马高速公路中的简支梁桥群组为例,采用铅芯橡胶支座进行桥梁横桥向的抗震性能优化。首先参数化建立桥梁的OpenSees有限元模型... 支承约束系统对中小跨径梁桥抗震有显著意义,该研究提出一种基于性能的方法优化桥梁的支承约束系统参数。以汶马高速公路中的简支梁桥群组为例,采用铅芯橡胶支座进行桥梁横桥向的抗震性能优化。首先参数化建立桥梁的OpenSees有限元模型,对桥梁支座—挡块组成的支承约束体系的初始设计进行非线性时程分析;由logistic回归得到了以工程需求参数(engineering demand parameter, EDP)为条件的桥梁构件级易损性函数,推导了桥梁的统一系统级性能指标修复成本比(repair cost ratio, RCR),将其作为优化程序的目标函数;利用遗传算法建立了支承约束系统设计参数的优化程序。研究结果表明:在以EDP为条件建立的桥梁构件级易损性函数中,桥墩和支座的损伤概率对不同的支承约束系统设计不敏感,推导的RCR可以涵盖不同的支承约束系统。利用该程序优化了案例桥梁群组的铅芯橡胶支座约束系统设计参数,当支座屈服强度约为(0.16±0.02)倍的桥墩屈服强度,支座屈服后刚度约为(0.054 8±0.008 1)倍的桥墩弹性刚度,挡块与主梁的间距为0.098 m,挡块刚度取为185×104kN/m时,桥墩和支座产生的地震响应能够显著降低桥梁的RCR。 展开更多

关键词 中小跨径梁桥 桥梁群组 LOGISTIC回归 遗传优化 易损性

下载PDF 职称材料

超疏水涂层的制备及在寒区混凝土中的应用研究综述 被引量：2

10

作者 张飞凡 裴万胜 +1 位作者 张熙胤 王冲 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第S02期188-199,共12页

混凝土在寒区工程中得到了广泛应用,然而,受冻融、离子腐蚀、冰冻等因素影响,寒区混凝土病害严重,直接影响工程长期服役性能。近年来随着仿生学的发展,人们模拟自然界超润湿性生物表面制备出人工超疏水表面,通过多种方式制备的超疏水涂... 混凝土在寒区工程中得到了广泛应用,然而,受冻融、离子腐蚀、冰冻等因素影响,寒区混凝土病害严重,直接影响工程长期服役性能。近年来随着仿生学的发展,人们模拟自然界超润湿性生物表面制备出人工超疏水表面,通过多种方式制备的超疏水涂层也趋向于多功能化。采用超疏水涂层对寒区混凝土构筑物防护,涂层表面的低表面能与微纳米复合结构使其具有斥水特性,赋予混凝土疏水防冰性能,从而显著提升混凝土构筑物抗冰冻害、耐盐腐、抗干湿循环的能力。本文主要综述寒区混凝土的病害、润湿性理论模型、超疏水涂层的制备、应用于混凝土/寒区混凝土时的性能研究、超疏水涂层的分子动力模拟研究,从理论模型、性能实验、分子动力模拟多角度总结现有研究进展。最后展望超疏水涂层应用于寒区混凝土时应充分发挥其多功能防护特点,依据不同工程病害制备相应的防护涂层。 展开更多

关键词 润湿模型 寒区混凝土 超疏水涂层制备 多功能防护涂层

下载PDF 职称材料

多年冻土退化对青藏铁路桥梁桩基础地震易损性的影响

11

作者 张益舶 张熙胤 +4 位作者 刘有乾 于生生 马华军 王万平 管嘉达 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2023年第3期953-965,共13页

在青藏高原多年冻土退化趋势明显及地震活动频发的背景下,为研究多年冻土退化对青藏铁路桥梁桩基础地震易损性的影响,建立了桥梁桩基础-冻土相互作用有限元计算模型,并通过拟静力模型试验验证了模型的合理性。考虑多年冻土退化效应的影... 在青藏高原多年冻土退化趋势明显及地震活动频发的背景下,为研究多年冻土退化对青藏铁路桥梁桩基础地震易损性的影响,建立了桥梁桩基础-冻土相互作用有限元计算模型,并通过拟静力模型试验验证了模型的合理性。考虑多年冻土退化效应的影响,以桩基础曲率延性比为损伤指标,以地面峰值加速度PGA为地震动强度参数,并选取了符合场地特征的80条地震波,对不同多年冻土活动层厚度和轴压比下的原型桥梁桩基础进行了非线性地震损伤分析。拟静力试验和数值模拟结果表明:地震作用下桥梁桩基础顶部破坏严重,是整个桥墩-桩-土体系的薄弱部位;随着多年冻土活动层厚度的增加(退化程度加剧),周围土体对桩基础的约束减弱,桩身的最大曲率呈减小趋势,从而降低了地震作用下桥梁桩基础的破坏概率,但墩顶位移却有所增大,导致地震过程中落梁风险增加;而随着桥墩轴压比的增大,桩身最大曲率明显增加,多年冻土区桥梁桩基础的地震易损性显著增加。考虑到桥梁桩基础破坏后修复难度较高,因此多年冻土退化背景下青藏铁路桥梁抗震性能评估还需考虑高桥墩轴压比变化对桩基础地震易损性产生的不利影响。 展开更多

关键词 多年冻土退化 桥梁桩基础 地震易损性 拟静力试验 有限元分析

下载PDF 职称材料

冻结粉质黏土滞回曲线形态变化特征及其影响因素

12

作者 孙斌洁 张熙胤 +3 位作者 徐振江 黄安琪 王万平 张益舶 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2023年第3期1036-1046,共11页

冻土动力学特性与冻土区基础设施工程的设计、运营、维护有着密切的联系。冻土的动力学特性是从冻土的滞回曲线中分析得到的,因此全面分析冻土滞回曲线形态特征及其影响因素对明确冻土动力学特性有着重要的意义。冻土滞回曲线的形态特... 冻土动力学特性与冻土区基础设施工程的设计、运营、维护有着密切的联系。冻土的动力学特性是从冻土的滞回曲线中分析得到的,因此全面分析冻土滞回曲线形态特征及其影响因素对明确冻土动力学特性有着重要的意义。冻土滞回曲线的形态特征可用滞回曲线的轴向动应力幅值、不闭合程度、宽窄程度及面积4种参数来表征。冻土的轴向动应力幅值和动应变幅值所围成的骨干曲线反映了冻土等效变形的大小、非线性效应以及冻土的动弹性特性,冻土滞回曲线的不闭合程度反映了冻土的塑性变形性能,冻土滞回曲线的宽窄程度反映了冻土的黏滞特性,冻土滞回曲线的面积反映了冻土的耗能能力。为此,以我国西北季节冻土区粉质黏土为研究对象开展了负温动三轴试验,试验包括4种土温(-0.3℃、-1℃、-3℃、-5℃),3种土体含水率(14%、16%、18%),3种围压(0.1 MPa、0.2 MPa、0.3 MPa),以及3种加载频率(1 Hz、2 Hz、4 Hz)交叉组成的10种工况,探究了冻结粉质黏土滞回曲线形态特征及其影响因素。根据试验结果,主要分析了4种描述滞回曲线形态特征参数随着振次、围压、土温、含水率、加载频率以及动应变幅值等因素的变化规律。结果表明,振次对冻结粉质黏土滞回曲线形态特征的影响很小。随着动应变幅值增大,冻结粉质黏土的骨干曲线增长模式逐渐由近似线性模式转为明显的非线性模式;滞回曲线的不闭合程度和面积随动应变幅值的增大呈凹形曲线形态增长;宽窄程度呈凸形曲线形态增长。随着围压、含水率、加载频率的增大以及土温的降低,冻结粉质黏土的骨干曲线变得越陡峭,非线性效应表现得越弱;滞回曲线的不闭合程度、宽窄程度和面积都有不同程度的降低趋势。当围压在0.2 MPa以下、含水率在16%以下、土温在-3℃以下时,冻结粉质黏土滞回曲线形态特征随这3种因素的变化更明显。冻结粉质黏土滞回曲线的不闭合程度和宽窄程度受加载频率的影响较为均衡,并没有出现最优影响范围。与冻结粉质黏土滞回曲线的不闭合程度和宽窄程度随各影响因素变化程度相比,滞回曲线的面积受各因素的影响程度相对较小。在4种影响因素中,加载频率和土温对滞回曲线的面积影响较大,含水率的影响次之,围压对滞回曲线面积影响很小。当围压为0.1~0.3 MPa时,冻结粉质黏土的滞回曲线面积-动应变幅值关系曲线随围压变化非常小。 展开更多

关键词 滞回曲线 骨干曲线 动应力幅值 不闭合程度 宽窄程度 面积

下载PDF 职称材料

土体冻融特征研究现状与展望 被引量：18

13

作者 张熙胤 张明义 +2 位作者 路建国 裴万胜 晏忠瑞 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2016年第6期1644-1657,共14页

冻土中水分迁移是导致土体冻胀的关键因素,而研究水分迁移及其驱动力的核心问题是要充分理解未冻水含量与温度、基质吸力等变量之间的关系,这些关系可充分体现土体在冻融过程中土水变化特征.长期以来,对土体冻融特征的研究采取的是与非... 冻土中水分迁移是导致土体冻胀的关键因素,而研究水分迁移及其驱动力的核心问题是要充分理解未冻水含量与温度、基质吸力等变量之间的关系,这些关系可充分体现土体在冻融过程中土水变化特征.长期以来,对土体冻融特征的研究采取的是与非饱和土力学中的土水特征类比的方法进行,结果也证明了二者存在一定的相似性.但是冻土中因冰-水相界面作用产生基质吸力与融土中水-气相界面作用产生基质吸力的机理并不完全相同,而由于相变等其他作用产生的冻融滞后效应与融土中孔隙"墨水瓶效应"等引起的滞后效应机理也有区别.针对这些机理性的不同,还需要做大量的研究工作才能真正揭示土体的冻融特征.通过对目前土体冻融特征方面研究进展和存在问题的归纳总结,笔者认为今后在这方面还需深入开展如下研究:建立适合各类土壤冻融特征的一般预测模型,使得在缺少数据条件下能快速获取所需土样的冻融特征;研究土体在冻融和干湿变化过程中存在的类似性及区别,对冻融过程中存在的滞后效应机理给出合理的解释;提升冻融特征变量的测试技术水平,研发高精度的相关仪器设备. 展开更多

关键词 冻融过程 土水特征 未冻水含量 基质势 滞后效应

下载PDF 职称材料

最小二乘法曲线拟合在桥梁施工应力监控中的应用 被引量：10

14

作者 张熙胤 陈兴冲 +1 位作者 王常峰 刘尊稳 《中外公路》 北大核心 2015年第4期138-141,共4页

在大跨度桥梁施工控制中一般都是以线形控制为主,应力控制为辅。作为施工过程中的安全预警系统和成桥内力的有效保证,应力控制应当和线形控制一样引起足够的重视,真正实现双控的目标。该文结合工程实例对应力控制的方法进行研究,用最小... 在大跨度桥梁施工控制中一般都是以线形控制为主,应力控制为辅。作为施工过程中的安全预警系统和成桥内力的有效保证,应力控制应当和线形控制一样引起足够的重视,真正实现双控的目标。该文结合工程实例对应力控制的方法进行研究,用最小二乘法原理对理论数据和实测数据分别进行曲线拟合,并比较两者的变化规律和趋势,由此分析得到施工状态和设计要求的差距,进而能及时调整状态使其更符合设计要求。用Matlab对曲线拟合进行程序化编译,以提高监控效率。工程实例表明:最小二乘法曲线拟合的方法进行应力监控是可行的,取得了预期的效果。 展开更多

关键词 桥梁施工 应力监控 最小二乘法 曲线拟合 MATLAB程序

原文传递

多变量GM(1,n)模型在桥梁施工挠度控制中的应用 被引量：13

15

作者 张熙胤 陈兴冲 王常峰 《世界桥梁》 北大核心 2013年第5期76-80,共5页

在大跨度桥梁施工控制中,传统单变量灰色理论受误差影响较大,为提高在多因素影响下的挠度预测精度,在单变量GM(1,1)模型的基础之上,通过建立多变量灰微分矩阵方程,结合灰色预测原理,提出一种多变量GM(1,n)关联预测模型。用MATLAB编制了... 在大跨度桥梁施工控制中,传统单变量灰色理论受误差影响较大,为提高在多因素影响下的挠度预测精度,在单变量GM(1,1)模型的基础之上,通过建立多变量灰微分矩阵方程,结合灰色预测原理,提出一种多变量GM(1,n)关联预测模型。用MATLAB编制了相应的计算程序,并将其应用于新建太中银铁路跨青银高速(75+120+75)m预应力混凝土连续梁的高程预测中,实践结果显示该模型基本准确地预测了架设过程中各梁段高程。 展开更多

关键词 桥梁工程 施工控制 灰色理论 GM（1 n）模型 关联预测 MATLAB程序

下载PDF 职称材料

多年冻土区桥梁抗震研究进展 被引量：8

16

作者 张熙胤 陈兴冲 高建强 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2020年第2期116-120,共5页

本项研究从冻土场地效应、冻土对桥梁地震响应的影响、冻土与桥梁结构相互作用3个方面总结了冻土区桥梁抗震的多年研究现状,旨在推动多年冻土区桥梁抗震理论的发展.结果表明:冻土场地地震效应显著,目前多年冻土区桥梁抗震设计中未充分... 本项研究从冻土场地效应、冻土对桥梁地震响应的影响、冻土与桥梁结构相互作用3个方面总结了冻土区桥梁抗震的多年研究现状,旨在推动多年冻土区桥梁抗震理论的发展.结果表明:冻土场地地震效应显著,目前多年冻土区桥梁抗震设计中未充分考虑冻土场地效应的影响,且缺乏相应的抗震规范依据.大量数值分析结果显示,季节与多年冻土层均对桥梁地震响应产生显著影响,而目前多年冻土区桥梁结构-冻土体系的耗能机制及破坏特征的研究不充分,仍需大量震害调查和试验研究.对于多年冻土区桥梁工程广泛采用的桩基础形式,冻土层的存在使得地震作用下桩-冻土相互作用机理复杂化,桩-冻土相互作用理论计算模型有待完善.桥梁抗震分析中未充分考虑冻土水热效应的影响(冻土随温度和含水量等水热特性变化引起的力学性能的改变).上述问题都是今后多年冻土区桥梁抗震研究需重点关注的方向. 展开更多

关键词 多年冻土区 桥梁抗震研究 多年冻土场地效应 桩-冻土相互作用

下载PDF 职称材料

梁拱组合桥吊杆力优化及工程应用 被引量：9

17

作者 张熙胤 陈兴冲 王常峰 《铁道建筑》 北大核心 2014年第1期4-6,共3页

吊杆是梁拱组合桥梁主梁和拱肋之间的传力构件,吊杆内力对主梁和拱肋协作受力合理与否起着关键性作用。以包西铁路跨黄延高速大桥主桥的简支梁拱组合桥为工程背景,运用已经在斜拉桥索力优化领域比较成熟的影响矩阵法原理,以结构应变能... 吊杆是梁拱组合桥梁主梁和拱肋之间的传力构件,吊杆内力对主梁和拱肋协作受力合理与否起着关键性作用。以包西铁路跨黄延高速大桥主桥的简支梁拱组合桥为工程背景,运用已经在斜拉桥索力优化领域比较成熟的影响矩阵法原理,以结构应变能最小为优化目标对成桥吊杆力进行优化,最终取得了很好的优化效果,进一步证明了影响矩阵法在梁拱组合桥吊杆力优化中具有很好的应用效果。同时本文的优化计算方法也为同类桥梁的优化问题提供了参考。 展开更多

关键词 梁拱组合桥 影响矩阵法 吊杆力优化 弯曲应变能

下载PDF 职称材料

季节冻土区铁路挖井基础桥墩地震破坏特征及抗震性能影响因素 被引量：2

18

作者 张熙胤 于生生 +3 位作者 王义 王万平 丁明波 马华军 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期18-29,共12页

以西北季节冻土区广泛采用的挖井基础桥墩为研究对象,运用ABAQUS有限元软件,建立土-挖井基础-桥墩相互作用体系有限元模型,通过拟静力模型试验验证其合理性,并基于该模型分析季节冻土区铁路挖井基础桥墩的地震破坏特征及抗震性能影响因... 以西北季节冻土区广泛采用的挖井基础桥墩为研究对象,运用ABAQUS有限元软件,建立土-挖井基础-桥墩相互作用体系有限元模型,通过拟静力模型试验验证其合理性,并基于该模型分析季节冻土区铁路挖井基础桥墩的地震破坏特征及抗震性能影响因素。结果表明:在地震作用下,存在季节冻土层时浅埋挖井基础桥墩的破坏模式从无冻土时基础周围土体的破坏转变为桥墩本身不同程度的破坏;与非冻结条件相比,存在0.2和0.4 m厚冻土层时,土-挖井基础-桥墩体系的峰值荷载分别提高了约76%和148%,累积耗能增加了约121%和167%;当表层冻土完全融化时,体系的峰值荷载下降接近70%,累计耗能仅为0.4 m厚冻土层时的21.4%;基础埋深的增加可有效提高季节冻土区挖井基础桥墩的抗震性能,但也会增加桥墩混凝土的破坏程度;墩身配筋率对埋深较小的挖井基础桥墩水平承载力影响较小。 展开更多

关键词 铁路 桥梁 挖井基础桥墩 季节冻土区 地震 破坏特征 抗震性能 影响因素

下载PDF 职称材料

多年冻土区铁路桥梁高承台桩基础地震破坏机理及易损性研究 被引量：14

19

作者 张熙胤 于生生 +4 位作者 王万平 张益舶 徐振江 黄安琪 孙斌洁 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期77-89,共13页

多年冻土区铁路桥梁工程中广泛采用高承台桩基础形式,多年冻土层的存在会对铁路桥梁高承台桩基础抗震性能产生显著影响。为系统研究多年冻土区铁路桥梁高承台桩基础地震破坏机理及抗震性能,确保其合理的抗震设计,首先开展冻土-桩基础相... 多年冻土区铁路桥梁工程中广泛采用高承台桩基础形式,多年冻土层的存在会对铁路桥梁高承台桩基础抗震性能产生显著影响。为系统研究多年冻土区铁路桥梁高承台桩基础地震破坏机理及抗震性能,确保其合理的抗震设计,首先开展冻土-桩基础相互作用拟静力室内模型试验,并建立多年冻土区铁路桥梁桩基础有限元模型,分析多年冻土层对高承台桩基础地震破坏机理及抗震性能的影响规律;其次在验证有限元建模方法正确性的基础上,对拟静力试验中的原型桥梁桩基础进行IDA时程分析,并对96条地震波作用下桩基础地震反应的平均值进行线性回归分析,进而得到不同条件下桥梁高承台桩基础在不同破坏状态所对应的地震易损性曲线。结果表明,多年冻土层的存在能有效提高桩-土体系的水平承载力及变形能力,增强其整体刚度和耗能能力,同时也会改变桩基础的地震破坏模式,使桩基础的塑性区域扩大,破坏程度显著增加;随着地面峰值加速度PGA的增加,不同损伤状态下桥梁桩基础的破坏概率逐渐增加;随着多年冻土的退化,桩身最大曲率明显减小,高承台桩基础的破坏概率大幅度下降,而墩顶最大位移明显增大,降低了桩基础的地震稳定性;随着桩身自由段长度的增加,桩身最大曲率和墩顶最大位移均呈增大趋势,桥梁高承台桩基础的地震易损性逐渐增大。因此,对多年冻土区铁路桥梁高承台桩基础进行抗震设计时,应充分考虑多年冻土层和桩身自由段长度对其抗震性能产生的不利影响。 展开更多

关键词 多年冻土区 高承台桩基础 桩-土相互作用 拟静力试验 IDA时程分析 地震易损性

原文传递

多年冻土区桥梁桩基础抗震性能及影响因素分析 被引量：4

20

作者 张熙胤 王万平 +2 位作者 于生生 管嘉达 秦训才 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1635-1643,共9页

为研究多年冻土区桥梁桩基础抗震性能及影响因素,以中国多年冻土区广泛存在的高承台桩基础为研究对象,通过拟静力试验结合有限元方法探讨了多年冻土区桥梁桩基础地震破坏特征及冻土层物理力学特性变化对其抗震性能的影响规律。结果表明... 为研究多年冻土区桥梁桩基础抗震性能及影响因素,以中国多年冻土区广泛存在的高承台桩基础为研究对象,通过拟静力试验结合有限元方法探讨了多年冻土区桥梁桩基础地震破坏特征及冻土层物理力学特性变化对其抗震性能的影响规律。结果表明,随着土体温度的降低,桩–冻土体系的水平承载力、初始刚度均呈增大趋势,桩身位移在土体冻结前后变化显著。土体初始含水率的改变对桩–冻土体系的水平承载力及桩身位移的影响较小,但以土体最优含水率为界限,界限含水率两侧桩–冻土体系的刚度变化存在较大差异。土体压实度的改变对桩–冻土体系的水平承载力及桩身位移的改变影响较小,桩–冻土体系的初始刚度随着压实度的增大而增大。因此,在冻土区桩基础桥梁抗震设防中应当充分考虑桩周冻土物理力学特性变化对其抗震性能的影响。 展开更多

关键词 桥梁桩基础 抗震性能 拟静力试验 有限元分析 多年冻土区

原文传递