張 龍 李 豪 李建功

(1.中交路橋北方工程有限公司 北京 100024； 2.武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院 武漢 430070)

曲線連續(xù)剛構(gòu)橋有著良好的地形適應(yīng)能力、較好的跨越能力和成熟的施工工藝，因而廣泛用于西部地區(qū)公路鐵路建設(shè)之中。

目前，對大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋的研究主要集中在施工過程控制、施工全過程及成橋階段穩(wěn)定性分析、抗震性能與構(gòu)造措施研究等方面，如文獻(xiàn)[1-3]。這些研究一方面保證了橋梁在施工和運營期間的結(jié)構(gòu)安全，另一方面促進(jìn)了該類橋型的發(fā)展。然而，大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋在運營期間面臨的主要問題是跨中撓度過大和混凝土開裂問題，如文獻(xiàn)[4-5]對大跨徑連續(xù)剛構(gòu)的跨中下?lián)蠁栴}的影響參數(shù)進(jìn)行了分析，文獻(xiàn)[6]對預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋的底板開裂原因進(jìn)行了探討；實際上結(jié)構(gòu)力學(xué)行為是由結(jié)構(gòu)形式和特點決定，開展相關(guān)的結(jié)構(gòu)形式參數(shù)分析對改善結(jié)構(gòu)力學(xué)行為有著重要的意義。許多學(xué)者和工程師對大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)[7-8]利用有限單元法，發(fā)現(xiàn)了大跨徑連續(xù)剛構(gòu)的空心雙薄壁主墩的參數(shù)設(shè)置與縱橋向抗彎剛度和穩(wěn)定性的關(guān)系。文獻(xiàn)[9]利用倒推分析法將結(jié)構(gòu)簡化為單自由度體系對橋梁規(guī)則性進(jìn)行分析。研究表明梁、墩橫向剛度比對連續(xù)梁橋橫橋向規(guī)則性起控制作用，墩梁剛度比越小，梁橋規(guī)則性越好。而橋墩剛度分布情況只有在梁、墩橫向剛度比較小時，對規(guī)則性影響較大。文獻(xiàn)[10]利用有限元模型法并結(jié)合工程實例進(jìn)行研究，結(jié)果表明雙薄壁墩在結(jié)構(gòu)性能方面要優(yōu)于單柱式墩。文獻(xiàn)[11]通過有限元建模分析法研究表明不同的合龍方案和體系轉(zhuǎn)換步驟對主橋正截面應(yīng)力和懸臂施工預(yù)拱度等結(jié)構(gòu)性能的影響很大；然而，這些研究大多是針對大跨徑或者是高墩的剛構(gòu)橋進(jìn)行研究，并且考慮的結(jié)構(gòu)形式參數(shù)較為單一，未能系統(tǒng)的反映高墩大跨徑曲線連續(xù)剛構(gòu)的情況。

薄膜燃料電池在高于80 ℃的溫度和高濕度下工作時,由于復(fù)合雙極板的性能可能會受到操作環(huán)境的影響,因此還必須了解環(huán)境對電池性能的影響。雖然已經(jīng)研究了濕度和溫度對質(zhì)子交換膜的力學(xué)性能的影響,但是對于應(yīng)用環(huán)境對復(fù)合材料雙極板性能的影響還沒有充分的進(jìn)行研究。因此,雙極板樣品的構(gòu)造和測試,以研究濕度和溫度環(huán)境對石墨顆粒/環(huán)氧復(fù)合材料作為雙極板材料的機(jī)械性能的影響。此外,本文還研究了碳纖維織物對機(jī)械性能的影響。

本文以主跨為100 m的貴州省塢家塆大橋為背景，基于midas Civil建立其桿系模型，分別研究墩梁剛度比、曲線箱梁超高方式、體系轉(zhuǎn)換方式和橋墩形式對橋梁結(jié)構(gòu)行為的影響。

1 工程背景

貴州省塢家塆大橋?qū)儆诖罂鐝礁叨疹A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)彎橋，全長317 m。主橋上部結(jié)構(gòu)為58 m+100 m+58 m連續(xù)剛構(gòu)，位于緩和曲線和圓曲線段上，圓曲線半徑750 m，引橋上部結(jié)構(gòu)為3×30 m預(yù)應(yīng)力簡支T梁。下部結(jié)構(gòu)為雙薄壁墩、柱式墩、薄壁墩、樁基、U形擴(kuò)大基礎(chǔ)橋臺，其中1和2號墩為主橋墩，1號墩高58.65 m，2號墩高40.00 m，均采用雙薄壁墩形式，主、引橋間過渡段采用薄壁墩。橋型布置見圖1。

圖1 橋型布置圖(單位：cm)

2 墩梁剛度比研究

2.1 剛度比研究的意義

連續(xù)剛構(gòu)橋在受力上最顯著特點是橋墩和連續(xù)梁共同承受荷載作用產(chǎn)生的內(nèi)力，梁、墩和基礎(chǔ)3部分固結(jié)為一體，內(nèi)力按照橋墩與連續(xù)梁的剛度比進(jìn)行分配。合適的墩梁剛度比能滿足全橋的縱、橫向剛度要求，改善梁體內(nèi)力分布狀態(tài)。

武陵斷彎褶皺帶由銅仁—保靖斷裂帶與古丈復(fù)背斜之次級褶皺構(gòu)成?？傮w呈NE 向展布，出露地層主要為青白口系板溪群和南華系—志留系，古丈萬巖板溪群中發(fā)現(xiàn)基性火山巖?？傮w變形強(qiáng)度較低，一般巖層傾角3°～10°，局部達(dá)30°～40°，直立水平平緩褶皺為主，受后期斷裂切割褶皺普遍不完整。銅仁—保靖斷裂帶主要次級斷裂有：花垣—張家界斷裂帶、麻栗場斷層、吉首—古丈斷裂。

2.2 墩梁剛度比設(shè)置與計算模型介紹

橫橋向的結(jié)構(gòu)動力特性研究遠(yuǎn)比縱橋向重要。本文對橫橋向墩梁剛度比對連續(xù)梁橋橫橋向動力特性的影響進(jìn)行研究。塢家塆大橋為3跨連續(xù)剛構(gòu)橋，用彈簧的彈性約束來替代2個主橋墩處的橫向抗推剛度，用固定支座來替代橋臺的約束，然后對全橋進(jìn)行質(zhì)量集中，建立簡化的動力特性分析模型，如圖2。

圖2 橫橋向簡化動力分析模型圖

2.3 理論推導(dǎo)分析

本文主要從以下工況來分析最大懸臂時結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

(1)

依據(jù)張之南主編《血液病診斷及療效判斷標(biāo)準(zhǔn)》（第3版）急性白血病診斷及療效標(biāo)準(zhǔn)[9]。所有患者在入組研究前皆已行血常規(guī)、骨髓細(xì)胞形態(tài)學(xué)、免疫分型、融合基因以及染色體核型分析等檢查明確診斷。

橋墩在橫向荷載作用時還會產(chǎn)生彎曲和剪切變形，抗推剛度按下式進(jìn)行計算：

(2)

2.4 計算結(jié)果分析

塢家塆大橋主梁橫截面為箱型變截面，本文采用1/4跨中截面的尺寸：6.5 m×6.1 m空心矩形截面，腹板頂板底板厚度和高均取0.8 m。彈性模量Eb=35.5 GPa，質(zhì)量密度ρ=2 500 kg/m3。假定2個橋墩的橫向抗推剛度相同，在0.02～10的范圍內(nèi)改變。由上述步驟可得出不同墩梁剛度比時對應(yīng)的結(jié)構(gòu)基頻的振型質(zhì)量參與系數(shù)，結(jié)果見圖3。

當(dāng)市場交易主體預(yù)期人民幣匯率升值時，出口企業(yè)為規(guī)避匯率風(fēng)險，具有定價權(quán)的企業(yè)可以通過提高出口產(chǎn)品價格來增加出口收入，不具備出口產(chǎn)品議價能力的企業(yè)則可能通過調(diào)低出口產(chǎn)品價格提高產(chǎn)品競爭力，出口收入隨之減少，同時國外進(jìn)口企業(yè)可能預(yù)計未來中國進(jìn)口產(chǎn)品價格上漲而加快進(jìn)口，從而加快貨物貿(mào)易跨境資金流出。

圖3 墩梁剛度比與基頻振型質(zhì)量參與系數(shù)關(guān)系圖

1) 對于主梁縱向彎矩My，可發(fā)現(xiàn)“先邊后中”的合龍方式下，邊跨和中跨的最大彎矩My均大于“先中后邊”對應(yīng)的彎矩。

圖4 墩梁振型示意圖

3 箱梁超高方式研究

3.1 箱梁超高方式

彎橋與直橋相比其受力特點不同之處在于當(dāng)垂直荷載和活荷載的離心力作用在橋的梁體結(jié)構(gòu)上時，彎橋會產(chǎn)生能夠相互影響作用的彎矩和扭矩。因此對于彎橋，為抵抗由曲率半徑所產(chǎn)生的離心作用，需對箱梁設(shè)置一定的超高。目前彎橋上部結(jié)構(gòu)超高方式主要有2種：①箱梁底板與頂板不平行，頂板傾斜，底板水平的超高方式；②底板與頂板平行，頂板和底板均傾斜的超高方式。

近些年來，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展帶來的環(huán)境惡化問題突出。土壤和地下水環(huán)境的惡化對我國人民身體健康有著直接影響，我國對土壤以及地下水的污染治理也越來越重視。治理污染土壤以及被污染的地下水，首先要勘查污染區(qū)域，界定污染范圍，探明污染物所在地層的地質(zhì)條件，了解污染物在土壤中存在狀態(tài)。根據(jù)調(diào)查結(jié)果制定治理方案，利用物理化學(xué)和生物的方法進(jìn)行污染土壤的修復(fù)。在土壤修復(fù)過程中以及修復(fù)工程結(jié)束后對土壤中的污染物進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，了解污染治理工程的進(jìn)度，檢驗治理的效果。因此，整個土壤污染治理的工藝流程都需要對污染土壤進(jìn)行取樣調(diào)查。

3.2 計算結(jié)果分析

2種超高方式各有利弊，本橋結(jié)構(gòu)特性值的差異見表1。塢家塆大橋平面線形主橋位于圓曲線上，半徑750 m；左幅橫坡為-4%，右幅橫坡為4%(橫坡規(guī)定：路中線高，兩側(cè)低為正，反之為負(fù))。該表選取的是靠近1號墩的L/4處。

表1 2種超高方式對比表(單幅橋)

由表1可見：①方式二比方式一更節(jié)省建筑材料(混凝土)，單幅橋可節(jié)省混凝土134 m3，即自重減少了3 416.8 kN；②方式一比方式二慣性矩大。

長慶石化公司信息平臺從SharePoint 2003升級到SharePoint 2010，主門戶、子門戶以及專題都實現(xiàn)了Div+Css技術(shù)。

分析以上數(shù)據(jù)可知，從施工角度而言，方式一比方式二相對方便一些，水平式底板模板容易搭設(shè)，混凝土振搗更加充分，質(zhì)量控制也相對容易。

（2）土石籠袋施工效果美觀，整體性好，能夠適應(yīng)不同工程的需要，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，極強(qiáng)的抗沖刷能力。其透水不透土特性可在水分正常交流的前提下，有效地防止土壤流失。另外，土石籠袋對植物非常友善，植物根系可通過袋體自由生長，滿足景觀需求。

3.3 2種超高方式荷載作用結(jié)果對比

工況3。自重+施工荷載+順橋向風(fēng)荷載。

校企深度融合，對企業(yè)來說，可從學(xué)校畢業(yè)生中選擇優(yōu)秀畢業(yè)生充實員工隊伍，學(xué)校成為企業(yè)人才的儲備庫；對學(xué)校來說，可以通過企業(yè)了解企業(yè)對人才的需要狀況，從而修訂人才培養(yǎng)方案。由于企業(yè)的參與，突出了學(xué)生專業(yè)技能的培養(yǎng)和素質(zhì)的全面提高，培養(yǎng)學(xué)生的良好職業(yè)道德和職業(yè)能力，實現(xiàn)學(xué)生的專業(yè)技能訓(xùn)練與崗位需求“零距離”對接，達(dá)到學(xué)校人才培養(yǎng)與社會試產(chǎn)該需求全面對接，真正實現(xiàn)校企雙贏。

表2 恒載作用對比結(jié)果

由表2可見，2種超高方式的箱梁在恒載作用下內(nèi)力僅有微小的差別，底板平置模型內(nèi)力一般情況下比底板斜置模型內(nèi)力小一些。所以綜合以上數(shù)據(jù)，從內(nèi)力角度來看，底板平置的箱梁形式，恒載受力稍微好一些，在實際工程中可優(yōu)先考慮。

表3 活載作用對比結(jié)果 kN·m

工況5。自重+施工荷載+橫橋向風(fēng)荷載+順橋向風(fēng)荷載+單側(cè)掛籃跌落。

4 體系轉(zhuǎn)換方式研究

4.1 體系轉(zhuǎn)換在施工過程中的重要性

不同的合龍方案順序?qū)?dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生完全不同的受力狀態(tài)，從而在施工過程中產(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)力，它們會影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性[12-13]。

4.2 2種體系轉(zhuǎn)換介紹

連續(xù)剛構(gòu)橋主要有2種結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換方式：①先中跨后邊跨合龍，簡稱“先中后邊”；②先邊跨后中跨合龍，簡稱“先邊后中”。2種體系轉(zhuǎn)換方式具體來看：“先邊后中”法可減小結(jié)構(gòu)中的溫度應(yīng)力并容易控制合龍過程中的結(jié)構(gòu)變形。“先中后邊”會首先形成∏形結(jié)構(gòu)，應(yīng)注意的是在合龍段施工中選擇合理的灌注時間?！跋冗吅笾小狈▌t是在邊跨合龍后，成為一次超靜定結(jié)構(gòu)，其溫度和混凝土收縮產(chǎn)生的應(yīng)力及變形較“先中后邊”法要小很多，同時施工中的變形控制也相對簡單。所以在實際工程中，大多采用“先邊后中”的合龍順序。

4.3 不同體系轉(zhuǎn)換結(jié)果分析

對于“先邊后中”和“先中后邊”的2種不同的體系轉(zhuǎn)換方式，對塢家塆大橋利用midas Civil軟件進(jìn)行分析。本例分別從主梁縱向彎矩My、全橋豎向剪力Fz及主梁截面上下緣應(yīng)力σ3個內(nèi)力對2種合龍方式進(jìn)行對比。在分析和總結(jié)數(shù)據(jù)結(jié)果后得到以下3點結(jié)論。

在接受調(diào)查的5所本科民辦高校中，大部分辦學(xué)時間都不長，雙創(chuàng)教育尚處于起步階段，現(xiàn)狀情況如下：第一，雙創(chuàng)教育理論體系和實踐培訓(xùn)體系不夠完善，主要體現(xiàn)在各高校的人才培養(yǎng)方案、配套服務(wù)和保障體系方面；第二，針對雙創(chuàng)課程設(shè)置，沒有相對完善的教學(xué)計劃、模式、師資隊伍、相關(guān)資源配置等與之匹配。

由圖3可見，當(dāng)墩梁剛度比從小到大變化時，基頻振型質(zhì)量參與系數(shù)在[0.07,0.85]范圍內(nèi)浮動。當(dāng)墩梁剛度比在[0.1，1.7]區(qū)間時，基頻振型質(zhì)量參與系數(shù)在0.85左右，而當(dāng)墩梁剛度比增加到2.2時，參與系數(shù)發(fā)生突變，由0.85變成0.7左右，之后基頻振型質(zhì)量參與系數(shù)維持不變。這說明結(jié)構(gòu)的基頻振型模式隨不同墩梁剛度比發(fā)生改變。圖4是由計算機(jī)仿真繪制的連續(xù)剛構(gòu)的基頻振型圖。

2) 對于豎向剪力Fz，主要觀察全橋在橋墩支座處附近的縱向剪力Fz的大小，可發(fā)現(xiàn)2種合龍方式對應(yīng)的剪力總是靠近后合龍跨一側(cè)的剪力較大。

可以讓學(xué)生閱讀《圣經(jīng)》中的相關(guān)章節(jié)，然后思考《藥》里的情節(jié)為什么同《圣經(jīng)》中的表述有如此驚人的相似？結(jié)合耶穌的受難與復(fù)活，讓學(xué)生重新認(rèn)識《藥》的思想主題。

3) 對于主梁截面上下翼緣的應(yīng)力σ，不同合龍方式對成橋階段主梁截面正應(yīng)力分布有較大影響，應(yīng)力差值從邊跨開始到中跨部分逐漸變大。

5 橋墩結(jié)構(gòu)形式研究

5.1 高墩形式

連續(xù)剛構(gòu)橋橋墩從墩身的截面形式來劃分，可分為實體橋墩、空心橋墩；從整體性來看分，可分為單肢墩和雙肢墩。空心墩的橫截面形式有圓形和矩形，及單肢和雙肢2種特性組合。

5.2 不同橋墩形式穩(wěn)定性分析

對于本橋，進(jìn)行不同的橋墩形式下的仿真分析得到相關(guān)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)。橋墩形式選用雙薄壁墩和單薄壁空心墩。從最大懸臂和成橋運行2個階段對不同橋墩形式條件下的穩(wěn)定性進(jìn)行研究。

在最大懸臂狀態(tài)下，由于1號墩最高，為58.645 m，故將1號墩和兩端懸臂進(jìn)行建模分析，單元和節(jié)點大體按施工節(jié)段進(jìn)行分配，以墩底固結(jié)、懸臂端自由的邊界條件將結(jié)構(gòu)離散，其中墩頂與梁塊之間采用剛性連接的方式，結(jié)構(gòu)自重在單元內(nèi)計入，其他荷載以單元荷載或節(jié)點荷載的形式施加于結(jié)構(gòu)上。

首先列出模型的單自由度動力方程：

工況1。自重+施工荷載。

1.2.1 甘薯黑斑病菌最佳產(chǎn)孢方法篩選。采用PDA平板接種活化后的黑斑病菌菌碟，將接種好的平板置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5～ 6 d，采用30 mL無菌水洗滌平板表面孢子，紗布過濾去除菌絲后，測量孢子懸浮液中目鏡10倍及物鏡20倍顯微鏡下一個視野內(nèi)孢子數(shù)，設(shè)置3個重復(fù)，每個重復(fù)制片3張。該方法設(shè)為對照組①。

工況2。自重+施工荷載+橫橋向風(fēng)荷載。

對2種超高方式的箱梁分別作用恒載和活載，然后對比分析。恒載作用結(jié)果見表2?；钶d對比結(jié)果見表3。

工況4。自重+施工荷載+單側(cè)掛籃跌落。

由表3可見，2種超高方式在活載作用下的內(nèi)力結(jié)果也有些許不同。2個斷面的活載作用結(jié)果產(chǎn)生的內(nèi)力相比，邊跨跨中的My值差異相對大一點，而中跨根部的其余內(nèi)力的差異則較小。說明在活載作用下，底板平置的超高方式邊跨承受My內(nèi)力較大，也就是說底板斜置超高方式受力更好。

對應(yīng)的計算結(jié)果見表5。

表5 最大懸臂狀態(tài)橋梁穩(wěn)定特征值

由表5可見，在各個工況條件下，雙薄壁墩的穩(wěn)定特征值要大于單薄壁空心墩。這說明在最大懸臂狀態(tài)下，雙肢墩的連續(xù)剛構(gòu)的穩(wěn)定性要好于單肢墩的連續(xù)剛構(gòu)。

成橋狀態(tài)時，研究對象為主橋，以墩底固結(jié)、兩端約束4個方向自由度(Dy,Dz,Rx,Rz)的方式建立模型，并將全橋結(jié)構(gòu)離散，墩頂和0號塊剛性連接，自重計入單元內(nèi)，其他的荷載以節(jié)點荷載或者梁單元荷載的形式施加于結(jié)構(gòu)上。

考慮橋梁在運營階段主要荷載有自重、二期恒載、風(fēng)荷載、汽車荷載、溫度荷載等。工況組合劃分如下。

工況1。自重+二期恒載+橫橋向風(fēng)荷載+順橋向風(fēng)荷載。

服務(wù)器從各網(wǎng)關(guān)節(jié)點獲取采集到的所有相關(guān)數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)解析、處理、存儲、查詢、統(tǒng)計功能。上位機(jī)從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器獲取對應(yīng)數(shù)據(jù)，并且與web前端共用一個數(shù)據(jù)庫。上位機(jī)軟件由數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理三個部分組成。數(shù)據(jù)接收部分實現(xiàn)上位機(jī)軟件從網(wǎng)口接收數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理則主要實現(xiàn)了數(shù)字信息的網(wǎng)頁顯示；數(shù)據(jù)管理利用數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，方便未來用戶查詢相關(guān)數(shù)據(jù)以及后期處理。另外客戶端在任何時間地點只要掃描商品二維碼或者登陸系統(tǒng)相關(guān)的網(wǎng)頁，就可獲取所購買的茶葉整個環(huán)節(jié)的相關(guān)數(shù)據(jù)。

減壓貯藏是通過降低貯藏環(huán)境中的氣體壓力，將環(huán)境中O2和CO2的比例保持適宜，并能將果蔬釋放的乙烯及時排除，降低其呼吸作用，從而達(dá)到保持果蔬品質(zhì)和延長貯藏期的目的。Chen等[18]研究表明，減壓可以誘導(dǎo)楊梅果實CAT活性的上升和酚類物質(zhì)的生成，并能保持POD的活性，抑制MDA的上升，從而降低了果實的腐爛率，延長了貯藏期。

工況2。自重+二期恒載+汽車荷載。

工況3。自重+二期恒載+體系升溫。

工況4。自重+二期恒載+體系降溫。

工況5。自重+二期恒載+汽車荷載+橫向風(fēng)載+順向風(fēng)載+升溫。

對應(yīng)的計算結(jié)果見表6。

表6 成橋運行狀態(tài)橋梁穩(wěn)定特征值

由表6可見，在成橋運行狀態(tài)下，橋墩形式為雙薄壁墩的連續(xù)剛構(gòu)橋的穩(wěn)定性優(yōu)于單薄壁空心墩。這個結(jié)果與最大懸臂狀態(tài)下的穩(wěn)定分析一致，說明塢家塆大橋采用雙薄壁墩是科學(xué)合理的。

6 結(jié)論

1) 采用集中質(zhì)量法并選擇連續(xù)剛構(gòu)橋橫向簡化動力分析模型是可行的，能夠直觀明確地得出墩梁剛度比對連續(xù)剛構(gòu)橋橫向動力性能的影響。若橋墩的橫向抗推剛度比相同，隨著墩梁剛度比的逐步減少，連續(xù)剛構(gòu)橋的橫向動力特性將發(fā)生較大變化，其基頻振型將從連續(xù)剛構(gòu)模式變?yōu)榻坪喼Я旱哪Ｊ健?/p>

2) 對比彎橋的2種超高方式，底板平置和底板與頂板斜置。從施工材料的用量角度來看，底板平置的箱梁混凝土用量要多于底板斜置的箱梁。從施工方式的難易程度來看，底板平置的箱梁更為簡單，便于操作，節(jié)約施工成本。從荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力響應(yīng)來看，兩者有些許差異，但是總體來看不平行截面形式的箱梁較占