中英文论文.docVIP

高斜陡坡上桥梁桩基受力特性及影响因素分析 来源：《中南大学学报(自然科学版)2012年第7期》作者赵明华 尹平保 杨明辉 雷勇高陡斜坡上的桥梁桩基，除了承受上部结构荷载外，还将承受山体变形产生的剩余下滑力和桩周岩土体抗力。首先，将上部结构作用简化为桩顶竖向荷载、水平荷载以及偏心弯矩，基于Winkler弹性地基梁理论，建立考虑桩-土-坡相互作用的简化受力模型。进而导出高陡斜坡上桥梁桩基各特征桩段的平衡微分方程，并采用幂级数法对其进行求解，计算结果与文献值吻合较好，说明了幂级数解答的合理性。在此基础上，分析3个主要因素对桩基内力与变形的影响。结果表明：桩顶水平荷载对基桩的力学性能影响较大，高陡斜坡上桥梁桩基的陡坡效应不容忽视，选择合理的桩基直径以及采取可靠的边坡防护措施均能提高基桩抵抗弯矩和变形的能力，这些结论均可为实际工程设计提供参考。基于施工或外部荷载造成的岩(土)坡体滑动现象，以滑动面为界，对山区高陡边坡桥梁基桩荷载进行合理简化：将桩顶处的上部荷载分解成竖向与横向荷载共同作用，桩后岩质边坡滑坡体推力按抛物线分布，而桩前岩(土)体抗力稳定段呈线性分布，滑动面以下地基比例系数k服从(mz+C)的线性增长规律，在此基础上，计入桩顶P-Δ效应的影响，采用矩阵计算方法，得到高陡边坡桥梁基桩内力分析计算的幂级数解。理论解与现场实测数据的对比结果表明，桩身弯矩的相对误差基本在15%以内，且最大弯矩的误差仅为6%，故基桩内力分析的幂级数解合理、可靠，可满足工程设计的需要。基于自然风特性，通过考虑结构节点间风速时程的空间相关性，采用多维AR模型模拟主梁和桥墩节点随机脉动风速时程，利用FPE准则和AIC准则确定模型阶数，并对模拟过程中的自回归顺序、功率谱密度等问题进行研究。对兰新二线铁路白杨河大桥采用多维AR模型模拟各节点的脉动风速时程，结果表明：当AR模型阶数为4时，模拟功率谱与目标功率谱吻合较好；当自回归顺序颠倒时，模拟功率谱明显偏离目标功率谱选择3种Ni含量为3.5%的桥梁钢,采用干湿周浸加速腐蚀实验模拟海洋大气环境下桥梁钢的耐腐蚀性能变化,并利用金相显微镜、XRD和SEM等分析了不同Mn和Cu含量桥梁耐候钢组织以及其腐蚀不同时间的腐蚀形貌和锈层特征.结果表明:桥梁耐候钢的组织由准多边形铁素体、针状铁素体和粒状贝氏体组成;随着Mn含量的增加,钢的耐蚀性能增加;Ni和Mn在锈层中均匀分布,Cu在锈层的缝隙或孔洞等缺陷处富集.锈层主要由Fe3O4,γFeOOH和α-FeOOH组成,腐蚀不同时间后的试样锈层组成相有所不同;γ-FeOOH和α-FeOOH与钢的腐蚀速率密切相关;增加Mn含量可以促进γ-FeOOH和α-FeOOH的生成,同时抑制γFeOOH和αFeOOH的晶粒长大.提出一种基于有限单元法和Monte-Carlo模拟相结合的劣化环境作用时混凝土桥梁时变体系可靠度分析方法，明确并解决结构性能演变模拟和体系可靠度分析中的一些关键问题。根据已有研究成果中给出的基于有限元的分析方法利用FORTRAN 95编写分析程序——混凝土桥梁耐久性分析系统CBDAS来进行结构性能演变过程；提出一种基于结构超静定次数的体系失效模式确定方法，并利用MATLAB编写了分析程序SRMCS来计算结构的体系可靠度。结合结构性能演变模拟和体系可靠度分析给出混凝土桥梁时变体系可靠度的计算方法。最后，利用3个算例分别演示了程序CBDAS，SRMCS以及两者相结合时的分析功能。鉴于复杂工程的不确定型网络计划和传统的施工管理工具不能形象展示大型桥梁施工过程，将4D可视技术应用于桥梁施工管理。首先，应用蒙特卡洛法对复杂不确定型网络计划进行仿真模拟；其次，将桥梁三维模型与模拟得到的施工进度计划、资源计划相结合，建立桥梁4D仿真模型；最后，依据4D仿真模型开发大型桥梁4D仿真系统。研究结果表明：应用该系统能可视查询和预测施工进度及资源使用情况；该系统能够输出施工工期、施工进度计划、关键路线、资源使用情况以及横道图、资源柱状图等仿真计算所得的文本和图形成果。以多年交通量统计数据为基础，利用灰色系统建立交通量增长的灰色GM(1,1)预测模型，进一步利用马尔科夫链对模型进行处理，得到公路交通量增长随机过程预测模型；利用贵新公路(贵州贵阳—新寨)2 a内连续的车辆总质量，将车质量分布函数与交通量预测模型相结合，得到车辆荷载随机过程模型。研究结果表明：该随机过程预测模型精度较高，车辆总质量符合双指数分布规律；由车辆荷载随机过程模型可计算出一定年限内通过桥梁的某车辆荷载总质量范围内的车辆数，从而较好地解决了桥梁疲劳分析和验算时桥梁运营期内荷载疲劳累积计算问题。研究在计算机上实现桥梁三维造型和视景仿真的关键技术。以面向对象理论为基础,在VC++平台上结合OpenGL图形库开发仿真应用系统。根据桥