交通运输工程学报

美兰法与美兰拱桥技术发展综述

陈宝春, 何福云, 李聪, 刘君平, ŠAVORZlatko, 牟廷敏, 陈康明, 姚海冬, 张梦娇 — 2022-12-25

陈宝春, 何福云, 李聪, 刘君平, ŠAVORZlatko, 牟廷敏, 陈康明, 姚海冬, 张梦娇回顾了美兰法100多年的发展历程，讨论了相关专业术语及其内涵与外延；调查分析了美兰拱桥在中国的应用现状，总结了美兰法的技术发展要点和历史经验；指出了美兰法技术与美兰拱结构的研究现状与发展方向。研究结果表明：美兰法在19世纪末和20世纪上半叶从欧美起源，20世纪下半叶传到中国和日本；按所采用的埋置拱架类型，其在中国的发展可分为半劲性拱架、(一般)钢管混凝土(CFST)拱架和强劲CFST拱架3个阶段；美兰拱桥为混凝土拱桥的一种，美兰法所用的埋置拱架以服务施工为主，成桥后对混凝土的增强作用为辅；截至2021年5月，收集到的中国已建成或在建的美兰拱桥有57座，2007年以来，跨径250 m以上的混凝土拱桥均采用此法修建，其中最大跨径为600 m；美兰拱桥主要应用在中国西南山区的公路桥梁中，近年在铁路桥中的应用增多，以上承式双肋组拼拱为主，矢跨比集中在1/4~1/6，拱轴线多采用悬链线；CFST拱架截面积在主拱截面中的占比、钢管直径、钢管和混凝土材料强度均随时间的推移和跨径的增大而不断提高；应用美兰法时要综合考虑有限的用钢量、受控的结构受力和简便的施工这3种因素；预埋拱架从最早的型钢向类桁式、箱式、桁式发展，目前以桁式为主，桁式钢管拱架多采用悬臂法架设，转体法也有应用且形式多样；为减少用钢量，并控制施工过程中结构的受力与变形，中国创新地引入了CFST桁式结构作为埋置拱架，并采用预压、辅助锚索、多点平衡浇筑、斜拉索等调载方法；近年来，通过采用强劲CFST拱架，外包混凝土横向分环浇筑工序减少至3环及以下；在美兰法应用方面，应以强劲CFST拱架为核心，继续开展材料、结构与施工技术方面的研究；在美兰拱结构方面，应加强钢管增强混凝土结构、超高性能材料、钢腹板(杆)-混凝土组合拱受力性能研究；同时，还应深入研究美兰拱桥的耐久性，从而为新建桥梁的设计和既有桥梁的维修养护服务。交通运输工程学报. 2022 22(6): 1-24.

从WCEE看国内外韧性抗震梁桥研究进展

贾俊峰, 魏博, 杜修力, 郭彬立, 郭河 — 2022-12-25

贾俊峰, 魏博, 杜修力, 郭彬立, 郭河梳理和总结了第16、17届世界地震工程大会(WCEE)中关于韧性抗震梁桥相关的研究进展；分析了后张预应力摇摆自复位梁桥与其他新型韧性抗震梁桥体系的最新研究进展，总结了高性能材料在韧性梁桥中的应用研究，并介绍了国内外自复位梁桥的工程实践；介绍了自复位耗能装置和限位装置等韧性抗震梁桥结构中的可更换装置研究，讨论了附加可更换装置的梁桥结构抗震性能；总结了单体梁桥和桥梁网络的抗震韧性评估方法，探讨了韧性抗震梁桥结构的研究方向和发展趋势。研究结果表明：附加可更换耗能装置的后张预应力自复位梁桥是研究最为广泛的韧性抗震梁桥结构，且已建成了多座示范工程，该类结构在强震中的表现有待实际地震验证；需要结合高性能材料开发可更换装置新结构与新构造，在此基础上研究其与桥梁的合理连接技术及抗震设计方法；考虑性能退化、需求增加等多因素影响的既有梁桥结构抗震韧性评价方法和能力提升技术及其设计理论，是中国已建梁桥面临的突出问题。交通运输工程学报. 2022 22(6): 25-45.

公路独柱墩桥梁抗倾覆研究综述

周勇军, 王业路, 赵煜, 薛宇欣, 韩智强 — 2022-12-25

周勇军, 王业路, 赵煜, 薛宇欣, 韩智强为了促进公路独柱墩桥梁的可持续发展，总结了国内外典型桥梁倾覆事故，并从桥梁倾覆破坏机理、倾覆稳定性影响因素和抗倾覆控制方法3个方面系统梳理了公路独柱墩桥梁在抗倾覆领域的研究现状，强调了超载对桥梁结构安全威胁的严重性、倾覆问题复杂性及紧迫性。研究结果表明：桥梁倾覆事故多由超载车辆偏载行驶诱发，这些独柱墩桥梁存在“强弯弱倾”现象；汽车荷载对桥梁的弯矩、剪力和扭矩效应影响不同，亟须建立一套适用于桥梁抗倾覆分析的重型汽车荷载计算标准；不同桥梁发生倾覆破坏的模式及相应的荷载最不利状态各不相同，明确桥梁不同破坏模式下的倾覆轴力学模型对倾覆最不利状态演化至关重要，尚需在倾覆轴力学模型和倾覆最不利状态领域开展更为深入的研究工作；温度、预应力、收缩徐变和基础变位因素耦合作用下的桥梁倾覆机理仍不清晰；采用反力最不利状态描述桥梁的倾覆极限状态，割裂了倾覆效应与扭矩特性的力学联系；建议以可靠度理论为基础，结合倾覆破坏模式及合理倾覆轴力学模型来完善抗倾覆控制计算方法，进一步降低公路独柱墩桥梁安全运营风险；在保持一定抗倾覆安全冗余度和注重桥梁监控与维护的前提下，加强治超限载管理是防止该类事故发生的根本途径。交通运输工程学报. 2022 22(6): 46-66.

斜拉桥钢桥面板顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群数字疲劳试验

王春生, 冒宇博, 李璞玉, 朱晨辉 — 2022-12-25

王春生, 冒宇博, 李璞玉, 朱晨辉为研究多场耦合作用下斜拉桥钢桥面板疲劳裂纹的扩展机理，建立了跨尺度斜拉桥全桥数字疲劳试验模型；通过模拟顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群处多道焊缝的焊接全过程，将焊接残余应力引入数字疲劳试验模型中；基于扩展有限元法，在多场耦合作用下对顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群处典型疲劳裂纹进行扩展机理的数字断裂参数分析与扩展行为的数字疲劳试验。研究结果表明：在顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群处存在较大的残余拉应力，其最大值接近钢材的屈服强度，焊接残余应力对钢桥面板疲劳性能的影响不可忽略；后续焊缝会影响已有焊缝区域的应力场分布，在分析计算多道焊缝影响区域的焊接残余应力场时，需模拟多道焊缝的焊接全过程；在恒载应力场、活载应力场和焊接残余应力场的多场耦合作用下，按复合型裂纹扩展的工程准则，顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群处4种典型疲劳裂纹的最大等效应力强度因子幅均大于疲劳裂纹扩展阈值，均将在疲劳循环荷载作用下发生疲劳扩展；在多场耦合作用下，过焊孔上方顶板-U肋连接焊缝的顶板侧焊趾处疲劳裂纹和U肋侧焊趾处疲劳裂纹均为以Ⅰ型裂纹为主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合裂纹，Ⅱ型和Ⅲ型裂纹的影响不容忽略；过焊孔上方顶板-U肋连接焊缝的顶板侧焊根处疲劳裂纹和横隔板过焊孔边缘处疲劳裂纹均为Ⅰ型裂纹；建立的多场耦合作用下多尺度数字疲劳试验可为运营阶段大跨度桥梁钢桥面板疲劳裂纹的扩展提供分析与模拟方法。交通运输工程学报. 2022 22(6): 67-83.

基于Fe-SMA的钢桥面板疲劳裂纹装配式主动加固方法

卜一之, 安朗, 崔闯, 胡继丹, 张清华, 朱金柱 — 2022-12-25

卜一之, 安朗, 崔闯, 胡继丹, 张清华, 朱金柱为实现对钢桥面板的快速加固，提出了基于铁基形状记忆合金(Fe-SMA)的钢桥面板疲劳裂纹新型装配式主动加固的方法；通过精细化双面加固有限元模型计算结果及对初步激活与加载试验的观察，验证了加固系统安全性与可靠性；在此基础上以U肋对接焊缝的疲劳裂纹为研究对象，根据线弹性断裂力学，结合该疲劳细节受力与开裂特征，采用循环荷载作用下表面裂纹和中裂纹尖端的Ⅰ型裂纹应力强度因子幅值对加固系统的加固效果进行评价，确定了针对不同长度裂纹的具体加固方案。研究结果表明：基于Fe-SMA的钢桥面板疲劳裂纹主动加固方法可将裂纹尖端应力强因子幅值降低至扩展阈值以下，能有效遏制疲劳裂纹的进一步扩展；对于长度在50 mm以下的未贯穿型疲劳裂纹可采用宽度为60 mm的Fe-SMA进行加固，裂纹前缘关注点应力强度因子降幅达90%以上；当贯穿型疲劳裂纹长度为50~120 mm时，可采用宽度为120 mm的Fe-SMA进行加固；当疲劳裂纹长度为120~350 mm时，需采用底板、腹板同时加固的方法来对疲劳裂纹进行加固，均能达到理想的止裂状态。交通运输工程学报. 2022 22(6): 84-94.

中、下承式拱桥悬吊桥面系强健性加固试验

陈康明, 吴庆雄, 罗健平, 陈宝春, 黄建华 — 2022-12-25

陈康明, 吴庆雄, 罗健平, 陈宝春, 黄建华为增强中、下承式拱桥悬吊桥面系的强健性，以无纵桥向加劲梁的中、下承式拱桥悬吊桥面系为研究对象，提出了一种采用钢管桁架加劲纵梁的悬吊桥面系强健性加固结构，对比分析了悬吊桥面系强健性加固前后吊杆断裂时剩余结构的动力响应；开展了钢管桁架加劲纵梁强健性加固结构模型试验和有限元分析，研究了吊杆断裂后加固结构的受力性能与破坏模式；讨论了精轧螺纹钢筋预紧力、开孔钢板厚度和材质对强健性加固结构受力性能的影响。研究结果表明：采用钢管桁架加劲纵梁加固悬吊桥面系后，长(短)吊杆断裂时桥面系最大竖向位移与应力分别降低了1.30(1.31)和3.31(1.99)倍，与断裂吊杆相邻的吊杆的最大索力降低了1.25(1.25)倍；在弹塑性阶段，钢管桁架加劲纵梁加固结构的开孔钢板发生弯曲变形，横梁下排植筋破坏，达到极限荷载时，中间下侧加劲钢板与开孔钢板间的焊缝发生断裂，随后下弦管与开孔钢板间的焊缝出现开裂而丧失承载能力；精扎螺纹钢筋合理预紧力为50 kN，开孔钢板合理厚度为20 mm；开孔钢板的材质从Q235提高至Q345时加固结构极限荷载增加了11.9%，说明提高开孔钢板的材质强度可有效提高加固构造的极限承载力。综上所述，采用钢管桁架加劲纵梁加固中、下承式拱桥悬吊桥面系可有效增强其强健性。交通运输工程学报. 2022 22(6): 95-113.

组合梁斜拉桥索梁锚固区桥面板斜向开裂机理与配筋设计方法

孟俊苗, 刘永健, 王兴 — 2022-12-25

孟俊苗, 刘永健, 王兴为揭示组合梁斜拉桥在悬拼施工时，索梁锚固区斜向裂缝的开裂机理，从实际受力状态出发，分析了该区域桥面板剪应力和正应力的分布特点，并结合应力莫尔圆理论给出了裂缝成因及其形态特征；基于相关规范及桁架模型，提出了斜向配筋和L形配筋设计的抗裂措施；通过台州湾跨海大桥实例分析，验证了锚固区桥面板的应力分布特点与配筋方法的有效性。研究结果表明：悬拼施工时，锚固区桥面板的面内剪应力主要由拉索索力的竖向分力和水平分力提供，纵、横桥向正应力主要由吊重荷载引起的斜拉桥整体弯矩、拉索索力增加引起的局部负弯矩和局部承压提供；纵桥向正应力的增加是引起索梁锚固区主拉应力变大的主要原因，当主拉应力大于混凝土抗拉强度时，桥面板存在较大的斜向开裂风险；考虑到局部承压的作用，裂缝一般首先出现在索梁锚固点附近的桥面板顶部；当逐渐远离锚固区时，局部负弯矩及局部承压影响减小，桥面板顶板正应力减小，主拉应力减小，裂缝的发展方向与纵桥向夹角逐渐减小，同时，桥面板底板正应力由压应力变成拉应力，主拉应力增大，裂缝产生贯通的可能性增大；基于混凝土板斜向开裂的桁架模型，对索梁锚固区配置L形抗裂钢筋，顶板最大主拉应力降低了1.26 MPa，其中，纵桥向正应力最大可减小0.91 MPa，面内剪应力可减小0.50 MPa，即配置抗裂钢筋能够达到一定的抗弯和抗剪的效果。交通运输工程学报. 2022 22(6): 114-129.

采用横向预应力的装配式空心板桥受力性能与设计计算方法

吴庆雄, 黄宛昆, 王渠, 陈康明, 陈宝春 — 2022-12-25

吴庆雄, 黄宛昆, 王渠, 陈康明, 陈宝春为了提高铰缝结合面的开裂荷载和破坏荷载，解决空心板桥横桥向受力问题，研究了采用横向预应力的装配式空心板桥的受力性能，采用局部模型试验的方法分析了铰缝结合面受力机理，采用足尺模型试验的方法研究了空心板桥整体受力性能，并基于铰缝结合面受力机理，确定了横向预应力的上、下限，进而提出了横向预应力设计计算公式。试验结果表明：采用横向预应力结合面的法向和切向黏结强度分别为1.40~1.45和0.50~0.62 MPa，较未采用横向预应力分别提高了8.1%~12.5%和12.4%~38.3%，而且提高横向预应力可以提高结合面的法向和切向黏结强度；采用横向预应力的空心板桥足尺试验模型的破坏模式表现为空心板的开裂破坏，试验过程中未出现铰缝开裂现象；横向预应力的施加可以提高空心板之间的横桥向联系，避免结构由于铰缝结合面损伤而丧失横向传递荷载的能力并导致结构破坏，提高空心板桥的极限荷载；提出的横向预应力设计计算公式可以较好地计算空心板桥横向预应力的设计值。交通运输工程学报. 2022 22(6): 130-142.

带开孔板连接件的HSS-UHPC组合梁抗弯性能

贺绍华, 杨刚, 房腾鹏, 杨家粮 — 2022-12-25

贺绍华, 杨刚, 房腾鹏, 杨家粮为探究高强钢(HSS)-超高性能混凝土(UHPC)组合梁的抗弯性能，考虑剪力连接度影响，设计并完成3片设置开孔板连接件的HSS-UHPC组合梁跨中两点对称加载试验；对剪力连接度分别为1.02、0.89和0.76的HSS-UHPC组合梁抗弯刚度、挠度、界面滑移、应变分布规律及钢梁与UHPC板的整体工作性能等进行分析，探讨了该型结构的受弯破坏机理；通过建立HSS-UHPC组合梁的ABAQUS非线性有限元计算模型，分析了混凝土强度、翼板厚度、钢材强度三者间的匹配关系，评估了现有简化塑性理论对该型组合梁抗弯计算的适用性。研究结果表明：设置开孔板连接件的HSS-UHPC组合梁具有较高的抗弯承载能力和良好的塑性变形能力，其抗弯刚度和延性均能满足工程使用要求；UHPC板与HSS梁在弹性受力阶段的界面滑移发展缓慢，最大滑移出现在1/8梁长附近；进入塑性受力阶段，界面滑移迅速增大，且最大滑移断面逐渐外移至梁端；剪力连接度对HSS-UHPC组合梁的抗弯性能影响显著，连接度由1.02分别减小至0.89和0.76时，结构的早期抗弯刚度分别降低了7.0%和8.7%，极限承载力也分别减小了9.2%和14.6%，界面最大滑移则分别增大了15.8%和17.0%；对比试验研究、数值模拟和理论计算结果三者吻合良好，数值结果显示采用Q690取代Q460的组合梁抗弯承载力提高了29.0%，但延性下降了39.7%；提高UHPC强度和增大混凝土翼板厚度均能显著改善HSS-UHPC组合梁延性并增强其抗弯承载力。交通运输工程学报. 2022 22(6): 143-157.

基于桁梁实桥试验的钢管混凝土界面传力机制

程高, 张之恒, 谢亮, 姬子田 — 2022-12-25

程高, 张之恒, 谢亮, 姬子田为分析钢管混凝土桁梁桥的承载性能和钢-混凝土组合作用机理，进行了桁梁上、下弦钢管混凝土界面传力行为实桥试验和全桥板壳-实体有限元参数分析；以主跨71 m的简支半穿式钢桁梁桥为依托，沿其上、下弦杆节间长度范围内共布设102个应变测点，测试并分析了加载车作用下钢管轴向应变分布和钢-混凝土界面传力特征；采用ABAQUS软件建立了试验桥板壳-实体有限元模型，经实测挠度与应变数据验证模型的可靠性后，进行了界面连接状态、界面抗剪刚度、钢管厚度、管内混凝土强度等对钢管混凝土界面传力性能的参数影响分析。分析结果表明：钢管轴向应变分布规律可反映钢管混凝土界面传力的基本特征；钢管混凝土桁架上、下弦杆节点区域均出现界面剪力不均匀分布现象，钢-混凝土界面有效传力范围内钢管轴向应变呈负指数函数分布，其他区域钢管轴向应变保持不变；完全脱黏的钢管混凝土桁架弦杆的钢管轴向应变在节点一定范围内呈二次抛物线函数分布；钢管轴向应变因界面连接状态所表现出的不同应变分布规律和剪力传递长度可用于评价钢管混凝土组合作用强弱和界面工作状态；桁架弦杆的剪力传递长度随钢管厚度和管内混凝土强度的增加而增大，钢管厚度的影响更显著；在钢管混凝土桁架弦杆内设置抗剪连接件可缩短剪力传递长度。交通运输工程学报. 2022 22(6): 158-168.

装配式空心板桥改进型铰缝结合面受力性能

黄宛昆, 吴庆雄, 王渠 — 2022-12-25

黄宛昆, 吴庆雄, 王渠为了改进装配式空心板桥横向受力性能，设计了在铰缝结合面上利用连续钢板代替间断钢筋和改进铰缝结构与填充材料的2种铰缝改进措施，采用局部模型试验计算了铰缝结合面的法向和切向强度，提出了采用间断钢筋和连续钢板的铰缝结合面抗弯、抗剪承载能力计算公式。研究结果表明：局部模型试验值与公式计算值的误差不超过10%，表明所提出的抗弯、抗剪承载能力计算公式可以准确地计算采用连续钢板的铰缝结合面承载能力；未采用结合面钢筋的深铰缝，结合面法向强度为1.29 MPa，为弱侧混凝土轴心抗拉强度的39%，结合面切向强度为0.45 MPa，为弱侧混凝土轴心抗压强度的1.5%；采用间断钢筋和连续钢板的铰缝结合面法向强度较未采用结合面钢筋的铰缝分别提高了98%和73%，结合面切向强度分别提高了71%和78%；普通混凝土浅铰缝结合面法向强度为1.30 MPa，为弱侧混凝土轴心抗拉强度的40%，结合面切向强度为0.33 MPa，为弱侧混凝土轴心抗压强度的1.1%；采用UHPC填充深、浅铰缝的结合面法向强度较普通混凝土填充深、浅铰缝分别提高了13%和21%，结合面切向强度分别提高了64%和94%。交通运输工程学报. 2022 22(6): 169-181.

钢箱梁桥面沥青混合料燃烧温度荷载与效应分析

李阳, 王佐才, 王昌建, 韩光兆 — 2022-12-25

李阳, 王佐才, 王昌建, 韩光兆为研究在火灾作用下钢箱梁与桥面铺装结构热效应，建立了小尺度钢桥面燃烧试验台，获取了油料火灾作用下沥青铺装层的上表面、中部和下表面温度数据；针对上表面温度数据，拟合得到了一条基于燃烧试验数据的升温曲线，与ISO 834标准升温曲线进行对比，并对小尺度试验的温度场进行了数值模拟验证；建立了11.25 m×3.60 m的钢箱梁桥有限元模型，获取了桥梁在跨中、支座附近和全跨火灾工况下的应力和变形特征。研究结果表明：在试验拟合升温曲线的作用下，二维数值模拟试件的中部温度260.70 ℃和底部温度89.38 ℃与试验数据248.90 ℃和82.59 ℃相近，且升温趋势较一致，说明温度场数值模拟结果可靠；火灾荷载作用区域钢箱梁顶板温度下降最高可达60.91%，表明沥青混合料铺装层能在一定程度上阻挡温度传递；跨中、支座火灾工况下钢箱梁最大Mises应力均出现在火荷载向低温扩散传播的冷热交替区域；跨中火灾工况在火荷载区域出现上挠变形，而支座火灾工况分别在火荷载区域和跨中区域出现上挠和下挠变形；全跨火灾Mises应力分布较均匀，跨中下挠变形严重；3种火灾模式下，基于试验拟合升温曲线的应力和变形数据均滞后且低于ISO 834标准升温曲线。交通运输工程学报. 2022 22(6): 182-192.

地震作用下铁路双层结合钢桁混合刚构桥行车安全性

勾红叶, 彭烨, 李梁, 王君明, 蒲黔辉 — 2022-12-25

勾红叶, 彭烨, 李梁, 王君明, 蒲黔辉针对特殊地区地震作用下大跨度桥梁行车安全性问题，以某铁路某双层结合钢桁混合刚构桥为工程背景，建立了考虑材料非线性、切向摩擦与轮轨赫兹准确接触关系的列车-轨道-桥梁耦合振动分析模型，并基于ABAQUS-Python软件二次开发，实现了钢轨随机不平顺的施加；选取EL Centro地震波为输入波，分析了强震作用下双层结合钢桁混合刚构桥的损伤演化规律，计算了不同地震强度、不同车速下列车脱轨系数、轮重减载率、车体振动加速度等动力响应指标，分析了关键参数对地震作用下桥上行车安全性的影响规律，提出了该混合刚构桥基于行车安全性能的车速限值。研究结果表明：在罕遇地震作用(0.38g)下，桥梁各构件均出现不同程度的塑性损伤，桥墩破坏区域较大，震后桥梁仍具有一定的承载力；震时列车脱轨系数随地震强度增大而显著增大；车体最大振动加速度与地震强度近似呈线性增长；列车轮重减载率是控制行车安全的关键指标，其峰值与车速呈正相关；当车速为200 km·h^-1，地震强度大于0.10g时，列车轮重减载率存在超限情况，列车在下桥时会出现长时间轮轨分离现象；从行车安全性的角度，在设计地震作用0.20g时，安全车速为160 km·h^-1。交通运输工程学报. 2022 22(6): 193-206.

悬吊双层闭口箱梁桥面风振性能

李加武, 洪光, 王俊, 王佳盈, 王峰, 李宇 — 2022-12-25

李加武, 洪光, 王俊, 王佳盈, 王峰, 李宇以悬吊双层闭口箱梁桥面为研究对象，通过风洞试验，针对结构静力耦合与气动干扰对悬吊双层闭口箱梁桥面风振性能影响进行了研究；采用变分模态分解方法对试验监测信号进行模态分解，识别颤振模态；通过振动形态矢量图与相位图对颤振弯扭耦合程度及弯扭相位差进行分析；根据最小二乘法识别颤振导数，基于激励-反馈原理，由颤振导数识别颤振气动阻尼。研究结果表明：在结构静力耦合与气动干扰共同作用下，下层断面发生软颤振，其竖向、扭转振动参与度系数分别为0.85、0.53，其颤振形态倾向于竖向振动；下层断面在自激气动力作用下发生颤振，自激气动力相位差减小导致颤振弯扭相位差减小为81.29°，而上层断面在结构耦合力作用下发生强迫振动，结构耦合力相位差决定上层断面弯扭相位差为100.81°；下层断面竖向振动气动阻尼主要来源于竖向速度自激升力负阻尼以及弯扭速度通过激励反馈所产生的耦合升力负阻尼，分别为60%和40%；下层断面转振动气动阻尼主要来源于扭转速度自激升力矩正阻尼以及弯扭速度通过激励反馈所产生的耦合升力矩正阻尼，分别为45%和50%。可见，对于悬吊双层闭口箱梁桥面，下层断面在竖向振动气动负阻尼驱动下发生偏于竖向振动形态软颤振，下层断面软颤振诱发悬吊双层桥面振动系统整体发生弯扭耦合软颤振。交通运输工程学报. 2022 22(6): 207-219.

流线型箱梁涡振主动吹气流动控制及作用机理

李春光, 颜虎斌, 韩艳, 毛禹, 罗楚钰 — 2022-12-25

李春光, 颜虎斌, 韩艳, 毛禹, 罗楚钰为研究基于主动吹气的流动抑振措施对流线型箱梁涡振性能的影响，进行了1∶50刚性节段模型自由悬挂风洞试验，节段模型与吹气装置连接以达到流动控制效果，分析了主梁处于最不利5°攻角时不同气孔参数下的涡振响应，并通过数值模拟重现了主梁竖弯涡振，分析了主动吹气对抑制主梁涡振的作用机理。研究结果表明：5°攻角原设计断面出现明显竖弯及扭转涡振现象，其中竖弯及扭转涡振分别有2个锁定区间，在竖弯第2锁定区间及扭转第1锁定区间出现涡振响应峰值；主动吹气的流动控制对主梁涡振响应幅值及涡振区间均有较大影响；主梁竖弯涡振在下腹板上下游或者下游吹气速率10 m·s^-1时消失，最佳抑制效果达91.9%；吹气速率5 m·s^-1对于扭转涡振有明显抑制作用，扭转涡振最佳抑制效果达65.4%；吹气速率对于涡振性能影响明显，吹气速率10 m·s^-1的竖弯抑制效果优于吹气速率5 m·s^-1，而吹气速率5 m·s^-1的扭转抑制效果优于吹气速率10 m·s^-1；气孔间距2.5 m工况总体涡振控制效果优于气孔间距5.0 m工况；气孔布置在下腹板的工况抑制效果优于气孔布置在上腹板的工况；当气孔布置于下游下腹板处，吹气速率达10 m·s^-1，气孔间距为2.5 m时，主动吹气降低了主梁下游上下表面周期性脉动压差，破坏了下游下腹板处的负压中心，故其能有效抑制主梁竖弯涡振。交通运输工程学报. 2022 22(6): 220-231.

整体式斜交连续梁桥抗震性能

赵秋红, 王晴薇, 董硕, 陈宝春, 刘畅, 任伟 — 2022-12-25

赵秋红, 王晴薇, 董硕, 陈宝春, 刘畅, 任伟采用SAP2000软件建立了某整体式斜交连续梁桥的三维有限元模型，通过非线性时程分析，研究了整体式斜交连续梁桥在地震作用下的受力特性及抗震性能，并探究了跨数、斜交角、台后土密实度和墩高等主要结构及基础参数对该类桥梁地震响应的影响。研究结果表明：整体式斜交连续梁桥中震害变形主要集中于桥台桩，桩顶截面在峰值加速度为0.4g的地震作用下形成塑性铰时，墩顶支座无破坏，且桥墩几乎无损伤；桥台桩位移及纵桥向弯矩的最大值均位于桩顶，而横桥向弯矩最大值可能位于桩顶或桩身反向弯矩峰值处；随着跨数的增加，整体式斜交连续梁桥的地震响应尤其是墩顶支座剪切应变及桥面转角明显增大，当跨数由单跨增加到4跨时，地震响应均增加了1倍以上，墩顶支座剪切应变甚至增加近2倍；随着斜交角的增加，桩顶纵桥向位移、桩顶截面屈服面函数值及中跨转角明显增大，斜交角为60°时，桩顶纵桥向位移增加了3倍以上，斜交角为45°时，墩顶支座剪切应变最大；随着台后土密实度的增加，各构件纵桥向位移响应与墩顶支座的纵向剪切变形降低，桥台桩、桥墩纵桥向位移及墩顶支座纵向剪切变形分别减小了12.9%、9.3%和9.5%；随着墩高的增加，墩顶位移明显增加，而支座剪切应变明显降低，但桩顶位移及桩顶截面屈服面函数值几乎不变；当墩高从4 m增大到9 m时，墩顶漂移率增大了42.1%，墩顶支座剪切应变减小了57.5%。交通运输工程学报. 2022 22(6): 232-244.