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2011年06月21日

【期刊论文】正交异性钢桥面板疲劳验算

童乐为, 沈祖炎

土木工程学报,2000,33(3):17~23,-0001,():

摘要

国内外已得到广泛应用的正交异性钢桥面板在车辆荷载的作用下容易疲劳开裂,可是目前各国公路桥规还没有其疲劳验算的细则。本文对钢桥疲劳验算所涉及的诸如荷载、结构分析、低应力幅处理、焊接节点的疲劳强度、验算方法等问题进行了探讨,并通过一个实例来加以说明。

关键词: 钢桥面板 结构分析 焊接节点疲劳强度 疲劳验算

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2010年02月01日

【期刊论文】既有铁路钢桥的系统疲劳可靠度评估

王春生, 聂建国, 陈艾荣, 陈惟珍

清华大学学报(自然科学版),2005,45(9):1157~1161,-0001,():

摘要

既有铁路钢桥承受着日益繁重的交通荷载,其使用安全倍受关注。针对铆接结构多破坏模式和铆接多成份、多构件的疲劳失效特点,在建立铆接构件双角钢概率疲劳破坏模型的基础上,提出铆接钢桥系统疲劳可靠性分析模型。基于Monte Carlo 算法,建立计算系统疲劳失效概率的基本流程,编制用于铆接钢桥系统疲劳可靠性分析的大型程序 RBSPFF。将铆接钢桥系统疲劳可靠性分析模型应用于京九线赣江桥的疲劳可靠度评估。由赣江桥概率剩余寿命评估结果可知,若按保证桥梁的正常使用功能,上、下游铁路桥面系的超声波探测间隔分别为1.7a 和0.6a;若按保证主桁结构系统承载安全,则探测间隔为3.7a。

关键词: 既有铁路钢桥 概率断裂力学, 系统疲劳可靠度, 检测间隔

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2010年02月01日

【期刊论文】基于断裂力学的老龄钢桥剩余寿命与使用安全评估

王春生, 陈艾荣, 陈惟珍

中国公路学报,2006,19(2):42~48,-0001,():

摘要

提出了基于断裂力学评估老龄铆接钢桥剩余寿命与使用安全的基本方法。根据铆接构件的疲劳破坏特征,建立了铆接钢桥简化断裂分析模型。鉴于简化断裂分析模型的不足,建立了铆接构件断裂分析模型,该模型可合理计入铆接构造、钉载等对疲劳裂纹扩展的影响。运用板壳断裂力学有限元程序,经计算回归得到了铆接构件断裂分析模型的几何修正因子公式。按铆接构件简化断裂力学模型和构件断裂力学模型,计算了浙江路桥主要杆件的剩余寿命,结果表明: 按后者计算的剩余寿命均比前者降低约35%,可见钉载、钉孔应力集中等的影响是显著的。为保证正常使用功能,简化断裂分析模型和构件断裂分析模型的超声波探测间隔分别为4、2a;若按保证主桁结构承载安全,则探测间隔已超过100a,这样的探测间隔在一般情况下已无须考虑。

关键词: 桥梁工程, 老龄钢桥 断裂力学, 疲劳剩余寿命, 检测间隔, 断裂有限元模型

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2010年02月01日

【期刊论文】基于概率断裂力学的老龄钢桥使用安全评估

王春生, *王春生, 聂建国, 陈艾荣, 陈惟珍

工程力学,2006,23(6):102~106,-0001,():

摘要

我国交通线上存在大量老龄钢桥,这些老龄钢桥承受着日益繁重的交通荷载,其疲劳剩余寿命已受到桥梁管理部门的高度重视。为确保老龄钢桥的使用安全,避免不必要的维护与更换,建立老龄钢桥疲劳剩余寿命与使用安全评估方法十分必要。建立了反映老龄铆接钢桥疲劳破坏机理的脆断和韧断概率失效模型,给出了用于疲劳可靠性分析的极限状态方程,合理确定了随机变量的参数取值。建立了铆接钢桥构件单角钢概率疲劳破坏模型,基于Monte Carlo算法实现了铆接钢桥构件单角钢疲劳断裂失效概率的计算,编制了相应的概率断裂分析程序SAPFF。进而将铆接构件概率断裂模型应用于上海市浙江路桥的时变疲劳可靠度分析,并给出了浙江路桥概率疲劳剩余寿命评估结果与维护对策。

关键词: 老龄钢桥 概率断裂力学, 疲劳可靠度, 概率疲劳剩余寿命, 检测间隔

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2010年02月01日

【期刊论文】钢桥塔局部稳定试验与数值分析

王春生, 王茜, 俞欣, 任腾先, 徐岳

长安大学学报(自然科学版),2008,28(5):67~72,-0001,():

摘要

依据钢桥塔的结构形式和受力特点,设计了具有典型构造形式的钢桥塔节段模型。对模型进行了轴心受压试验,得到了构件破坏时的稳定承载力、局部失稳模态以及受力特征,揭示了钢桥塔局部失稳破坏机理,建立了钢桥塔节段的板壳有限元模型,分别进行了一类稳定和二类稳定计算。结果表明:考虑材料非线性、几何非线性以及结构初始缺陷影响的二类稳定计算结果与试验结果吻合较好;局部失稳的发生导致了结构的几何构形发生了改变,在局部变形不断增大的同时,钢桥塔壁板的轴向应变分布也由均匀变为不均匀;基于模型试验和数值分析结果,对钢桥塔的稳定性分析和设计提出了建议。

关键词: 桥梁工程, 钢桥塔, 局部稳定, 模型试验, 有限元, 稳定分析, 非线性

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2010年02月01日

【期刊论文】铆接钢桥剩余寿命与使用安全评估实例

王春生, 陈艾荣, 陈惟珍

同济大学学报(自然科学版)2006,34(4):41~46,-0001,():

摘要

将确定性与概率性评估方法应用于上海市浙江路桥剩余寿命安全评估. 基于Monte2Carlo法实现了应力谱模拟. 按Miner准则估算了构件检测优先级. 采用简化断裂力学模型计算了剩余寿命与探测间隔. 在合理确定随机变量参数取值和目标可靠度基础上,应用Monte2Carlo法实现了桥构件和结构系统疲劳可靠度计算,并确定了概率性探测间隔. 评估结果表明,结构系统疲劳可靠度、探测间隔要比单个构件的低. 确定性与概率性评估结果为该桥维护决策提供了依据.

关键词: 铆接钢桥 剩余寿命, 断裂力学, 概率断裂力学, 疲劳可靠度评估, 探测间隔

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2010年02月01日

【期刊论文】高性能钢在日本及欧洲的研发与应用

王春生, 段兰, 袁卓亚

世界桥梁,2008,(1):68~72,-0001,():

摘要

随着对桥梁结构在荷载等级、跨度等方面提出了更高的要求,设计对材料的要求也越来越高,高性能 钢的研发可以满足这一工程需求,系统介绍了日本、欧洲在这一领域的最新研究进展。

关键词: 钢桥 高性能钢, 疲劳, 断裂

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2010年02月01日

【期刊论文】铆接钢桥的系统疲劳可靠度评估

王春生, 陈惟珍, 陈艾荣

中国公路学报,2008,21(5):45~49,-0001,():

摘要

针对铆接钢桥的疲劳失效特点,在建立铆接钢桥构件整体断裂力学数值分析模型的基础上,提出铆接钢桥构件、结构系统疲劳断裂可靠性分析模型。基于Monte Carlo算法,编制用于铆接钢桥系统疲劳可靠性分析的大型程序。将铆接钢桥系统疲劳可靠性分析模型应用于浙江路桥的系统疲劳可靠度评估,概率剩余寿命评估结果表明: 若按保证桥梁的正常使用功能,超声波探测间隔为1.5年,该值要比按构件简化断裂力学分析模型计算的系统探测间隔(4年) 短,可见铆接构造、钉载等对概率疲劳寿命的影响是显著的。

关键词: 桥梁工程, 铆接钢桥 概率断裂力学, 系统疲劳可靠度, Monte Carlo算法

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2010年02月01日

【期刊论文】铆接钢桥剩余寿命与使用安全评估方法

王春生, 陈艾荣, 陈惟珍

同济大学学报(自然科学版),2006,34(3):325~330,-0001,():

摘要

基于疲劳累积损伤和断裂力学理论,建立了能表征铆接钢桥疲劳破坏行为的确定性评估方法. 进而基于铆接钢桥的疲劳随机损伤演化机理,针对铆接结构多破坏模式和铆接多成分、多构件的疲劳失效特点,建立了能反映铆接钢桥脆断和韧断疲劳破坏机制的构件概率疲劳模型和系统疲劳可靠性分析模型. 基于Monte-Carlo算法,进行铆接钢桥构件和结构系统疲劳断裂失效概率的计算,并编制了用于铆接钢桥系统疲劳可靠性分析的大型程序系统.

关键词: 铆接钢桥 剩余寿命, 断裂力学, 概率断裂力学, 疲劳可靠度, Monte-Carlo 模拟

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2010年02月01日

【期刊论文】钢桥塔的塔形力学特性分析

王春生, 黄本才, 俞欣, 张子华, 徐岳

长安大学学报(自然科学版)2007,27(4):46~51,-0001,():

摘要

采用空间梁单元建立了几种典型钢桥塔的数值分析模型,对不同塔形进行静力和稳定分析,得到了不同塔形、相同塔形采用不同构造的静力和稳定特性。分析结果表明:不同塔型、构造对索塔的稳定性具有显著影响,在抵抗面内失稳、扭转失稳的能力方面,倒V形、A形桥塔具有明显优势;H形桥塔随横梁的上移,其抵抗面内失稳和抗扭转能力明显增加;对于A形桥塔,横梁的上移,降低了抵抗面内失稳能力;可以根据工程要求选择不同塔形。将采用空间梁单元进行第二类稳定分析得到的极限承载力与采用板壳单元分析模型得到的结果进行了对比。结果表明: 局部失稳比整体失稳早先发生,局部失稳控制钢桥塔的设计;在稳定极限承载能力状态下,两种模型计算得到的桥塔应力分布规律接近,两者进入塑性区域的位置基本一致。

关键词: 桥梁工程, 钢桥塔, 塔形, 有限元模型, 静力分析, 第一类稳定, 第二类稳定

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2010年02月01日

【期刊论文】既有铁路钢桥剩余疲劳寿命的概率性评估

王春生, 王春生*, 陈艾荣, 聂建国, 陈惟珍

计算力学学报,2006,23(4):408~413,-0001,():

摘要

中国铁路线上大量既有钢桥承受着日益繁重的交通荷载,其疲劳剩余寿命与使用安全已受到桥梁管理部门的高度重视,为避免不必要的维护与更换,应建立合理的既有钢桥使用安全评估方法。在建立能反映铆接钢桥疲劳破坏机理的脆断和韧断概率失效模型基础上,给出了疲劳可靠性分析的极限状态方程,并合理确定了随机变量的参数取值。建立了铆接钢桥构件双角钢概率疲劳破坏模型,基于Monte Carlo算法实现了铆接钢桥构件双角钢疲劳断裂失效概率的计算,编制了相应的概率断裂分析程序DAPFF。进而将概率断裂力学评估方法应用于京九线赣江桥的时变疲劳可靠度分析,并给出了赣江桥概率疲劳剩余寿命评估结果与维护对策。

关键词: 既有铁路钢桥 概率断裂力学, 疲劳可靠度, 概率疲劳剩余寿命, 检测间隔

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2009年06月19日

【期刊论文】正交异性板钢桥面的设计计算

唐继舜, 郑凯锋

《工程学报》,1997(S1):499~503,-0001,():

摘要

本文对正交异性板钢侨面的合理设计计算进行探讨。(1). 研究分折国内外桥梁中正交异性扳钢桥面设计的计算;(2). 结合我国桥粱荷载轴重及其加载原则,应用有限条方法,建立适当的位移函敢,把荷载用Fourier级数表示,求解恒载和活载效应;(3). 将有限条方法对悬索桥正交异性板钢桥面进行计算分析的结果与Pelilan-Esslinger疗法计算结果进行比较。

关键词: 正交异性扳,, 钢桥,, 悬索桥,, 有限条

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2009年06月19日

【期刊论文】钢桥全桥全壳单元模型的空间计算方法

唐继舜, 郑凯锋*, 王应良

铁道工程学报,1997(2):17~22,-0001,():

摘要

文章指出现有钢桥结构计算方法存在不能准确反映桁架杆件之间和杆件与桥面之间的连续性能、忽略桁架杆件横向尺寸效应等问题,分析全壳单元模型对常用钢桥结构的适用性,提出建立与实现大跨钢桥全桥全壳单元模型的方法,同时分析指出这一结构分析计算新方法所具有的通用性。

关键词: 桥梁工程, 钢桥 结构分析, 全壳模型

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2009年06月19日

【期刊论文】铁路钢桥的全桥结构仿真分析研究

唐继舜, 郑凯锋

铁通学报,1999,21(1):62~67,-0001,():

摘要

全桥结构仿真分析的技术思想是建立完整、境一的整座桥梁结构分析体系,在该体系下构造全桥所有承载构件的组合形式数学模型+由此克服传统桥梁计算由于计算体系假设、计算平面假设、铰接或阿 接假设、边界条件假设和平截面变形假设等带来的不足+运用限制变形一还原内力原理确立结构仿真分析的初始形态+在此基础上进行大规模的全桥结构效应分析计算,使分析结果详尽、精确、可靠。本文建立大跨铁路钢桁粱桥和钢板梁桥全桥结构仿真分析数学模型,说明了钢桁梁桥杆件和节点板详细应力分布、平面框架详细变形与应力分布和有变形缺陷钢板梁桥重要部位应力的仿真分析结果等问题。

关键词: 桥梁工程, 结构仿真, 铁路钢桥

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2005年03月25日

【期刊论文】大跨径钢桥面铺装设计理论与方法研究

黄卫, 刘振清

土木工程学报,2005,38(1),-0001,():

摘要

本文结合南京长江第二大桥、舟山桃夭门大桥、润扬长江公路大桥和杭州湾大桥等大型桥梁桥面铺装的研究与设计,对大跨径钢桥面铺装设计理论与方法,包括铺装材料与结构、钢桥面铺装体系受力特性、疲劳特性、热塑性沥青混合料铺装车辙、设计指标、轴载换算原则与方法、设计方法等关键技术进行系统的分析与研究,研究成果已在多座大跨径钢箱梁桥面铺装设计和铺装工程中应用。

关键词: 大跨径钢桥 沥青混合料, 桥面铺装, 疲劳, 车辙, 设计指标, 轴载换算, 设计理论与方法

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2005年03月25日

【期刊论文】沥青混凝土铺装层各参数对铺装层力学性能的影响

黄卫, 钱振东

Journakl of Southeast University (English Edition) Vol. 19 No.1 Mar. 2003,-0001,():

摘要

影响正交异性钢桥面铺装层力学性能的重要参数有铺装层的厚度和沥青混凝土铺装层的模量。铺装层典型破坏的3个控制指标是铺装层的最大横向拉应力、钢板和铺装层间的最大剪切应力和铺装层的最大挠度。本文建立正交异性钢桥面铺装体系分析模型,用有限元方法进行了铺装体系的受力分析,研究在高、低温季节沥青混凝土模量变化的情况下,不同铺装层厚度对三大控制指标的影响。研究结果对钢桥面铺装层厚度的确定提供了理论依据。

关键词: 铺装层, 正交异性钢桥面板, 应力, 应变, 表面弯沉, 有限元

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2005年03月25日

【期刊论文】大跨径钢桥面铺装理论与设计的研究进展

黄卫, 张晓春, 胡光伟

JOURNAL OF SOUTHEAST UNIVERSITY (Natural Science Edition), 2002, (3): 480~487,-0001,():

摘要

大跨径钢桥面铺装理论与设计是大跨径钢桥建设的关键之一,桥面铺装是桥梁行车体系的重要组成部分。 本文综述评价了近10 年来该方面的研究进展,内容包括:大跨径钢桥桥面结构演化、正交异性钢桥面力学特性的研究、材料研究和钢桥面铺装体系研究等方面,并对进一步研究提出一些建议。

关键词: 大跨径钢桥 钢桥桥面结构, 正交异性, 沥青混合料, 钢桥面铺装体系

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2005年03月25日

【期刊论文】大跨径钢桥面环氧沥青混凝土铺装研究

黄卫, 钱振东, 程刚, 杨军

科学通报,2002,47(24):1894~1897,-0001,():

摘要

在国内外系统研究环氧沥青混凝土铺装材料组成设计、混合料材料特性和路用性能的基础上,采用复合梁疲劳试验研究环氧沥青混凝土桥面铺装的抗疲劳性能等。研究表明,环氧沥青混凝土是较好的铺装材料。研究成果已应用于南京长江第二大桥钢桥面铺装中。

关键词: 大跨径钢桥,, 环氧沥青混凝土,, 铺装,, 正交异性钢板

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