基于摩擦滑移的板式橡胶支座耗能试验

地震作用下支座剪切滑移可以耗散部分能量,减轻桥梁下部结构损伤。为研究中小跨径梁桥板式橡胶支座剪切滑移耗能性能,采用3组不同轴向压应力单面滑动支座与1组无滑移支座试验。分析了不同轴向压应力下支座剪切滑移现象、滞回曲线、等效刚度、等效阻尼比。结果表明:随着轴向压应力降低,支座的滑动位移显著增大,脱空明显,滞回曲线面积增大,耗能能力显著增强;但限制了支座自身等效剪切变形与等效刚度的发挥。中小跨径桥梁可利用支座摩擦滑移耗散地震中的能量,该研究成果为进一步评价服役混凝土梁桥的安全性和可靠性提供了量化力学指标。     

考虑不均匀沉降的大跨网架结构地震反应分析

针对不均匀沉降对大跨网架结构地震反应的不利影响,提出在柱顶设置不同隔震支座以减小不均匀沉降下结构的地震反应.建立大跨网架结构数值模型,进行模态分析,对比其动力特性.耦合不均匀沉降与地震作用,数值分析得到未发生不均匀沉降和发生不均匀沉降的三种结构在水平地震和竖向地震作用下的动力反应.结果表明,不均匀沉降导致结构发生内力重分布,使不同类型的杆件有大小不同的附加应力;不均匀沉降增大了网架结构的地震反应,也降低了隔震效果;三维隔震支座的竖向刚度较小,能够适应不均匀沉降带来的竖向变形,且对竖向地震作用的隔震效果显著,在发生不均匀沉降时仍具有一定隔震效果,而水平隔震支座则没有.     

既有桥梁拓宽改造纵向接缝研究现状与实例分析

针对既有桥梁拓宽改造中新旧桥纵向接缝的若干关键问题,比如桥梁拼宽纵向接缝类型、拼宽桥梁整体和局部受力分析、收缩徐变和不均匀沉降影响、拼接时机选择、不中断交通的施工工艺以及特殊桥梁拼宽等问题,结合典型工程应用,进行了系统总结和归纳.以某连续梁桥为例,进行了两跨箱梁桥的1:4室内模型试验,分析比较纵向接缝中刚性连接与铰接连接的受力特点;进一步指出了该领域存在的问题和今后主要的研究方向,对于既有桥梁特别是高速公路桥梁的拓宽改造具有一定的参考价值.     

连续钢桁结合梁桥桥面系受力状态及与桥面系刚度的关系

以1座下承式连续钢桁结合梁桥为例,采用有限元法研究其桥面系的受力特性,考察中支座区域桥面系受力状态与混凝土板板厚、纵梁抗拉刚度及抗弯刚度的关系;针对纵横梁及混凝土板在中支座区域受力比其他区域突出的问题,探讨解决方案。研究结果表明：在中支座两侧节间内,随着纵梁抗拉刚度的增加,纵梁轴力增加速度逐渐减小,且低于抗拉刚度的增加速度;随着纵梁抗弯刚度的增加,纵梁竖向弯矩也增加;采用较高的纵梁或增加混凝土板厚对降低中支座区域纵横梁的应力效果并不明显;选择合适的纵梁高度并增加翼缘厚度或采用4根小纵梁的方法均可降低该区域纵横梁的应力水平,在中支座两侧节间内再布置横梁时,纵横梁的应力可进一步降低。     

斜交空心板桥拼宽结构承载力试验研究

以凤山分离立交大桥拼宽结构1∶6.05比例模型为例,进行斜交空心板梁桥拼宽结构静载全过程试验研究,并结合有限元分析斜交空心板梁桥拼宽结构的极限承载力和破坏机理.研究表明:在中跨跨中对称荷载作用下,跨中纵向接缝破坏主要由弯拉作用引起,支座位置处的纵向接缝破坏主要由接缝两侧位移差产生的剪切力引起,在边跨靠近内支承侧的钝角处容易产生平行于钝角角平分线的裂缝.有限元模拟基本反映了斜交空心板梁桥拓宽改造的特点,模拟结果与试验结果的破坏形态大致相同,极限承载力大小相近.     

小型叠层橡胶支座的力学性能相关性

由于振动台使用的小型橡胶支座的尺寸并非同比例缩尺,与GB/T 20688.3—2006中的支座规格相差较远,需对其力学性能进行试验研究.文章对6个小型叠层橡胶支座的压缩和剪切性能进行研究,结果表明:GB/T 20688.3—2006中关于叠层橡胶支座竖向压缩刚度的计算方法不适用于小型缩尺橡胶支座,而剪切刚度的计算方法具有一定的参考性.因此,在振动台隔震试验前需对支座刚度进行测验,选取刚度较为接近的支座进行后续试验.压缩刚度的离散性造成的不均匀沉降极小,应优先考虑实测剪切刚度相近的支座.     

损伤缺陷对矿山井架结构的力学影响分析

为了研究损伤缺陷对矿山井架结构的力学影响,利用ANSYS软件构建了结构的数值模型,分别考虑关键杆件局部锈蚀、局部弯曲、支座沉降和复合缺陷等工况,对其力学性能进行分析。研究表明:当锈蚀率达到35%时,结构的最大水平位移与初始结构相比增大了4.9%,但对最大应力影响较小。杆件弯曲和支座沉降对井架结构最大应力和水平位移的影响均较小。复合缺陷工况下,当弯曲量为60mm,锈蚀率为35%,支座沉降达到0.4°时,井架结构最大应力减小了4.2%,但水平位移增大了9.2%。综上所述,井架结构力学分析过程中须重点考虑复合损伤问题。     

大宽跨比T梁桥的改进空间梁格算法

由于目前“G-M法”（比拟正交异性板法）计算主梁内力较复杂繁琐,为了更快速精确的计算大宽跨比,多横隔梁以及主梁较为密集的T梁桥主梁内力效应,提出了基于受压翼板有效宽度的大宽跨比T梁桥改进空间梁格算法。该方法通过有限元软件建立空间梁格模型,基于T形梁受压翼板有效宽度原理,精确考虑横隔梁与主梁顶板协同受力完成荷载横向传递时的横桥向横隔梁翼板有效宽度,对梁格模型中的横隔梁进行横隔梁-桥面板的截面等效换算,保证沿桥横向翼板内的应力分布均匀,模拟实桥横向联系。分别采用“G-M法”和本文方法计算分析桥宽20 m、24 m,跨径20 m、28 m、35 m的4种算例的装配式简支T梁桥主梁跨中弯矩,对比分析发现：1）改进空间梁格法与比拟正交异性板法吻合较好,误差均在±5%左右,精度较高;2）改进空间梁格法相比“G-M法”无需复杂的插值和查表,只需要借助简单的有限元模型,能快速高效的对主梁结构内力进行计算,操作方便,效率高;3）改进空间梁格法对大宽跨比,多横隔梁以及主梁较为密集的T梁桥结构内力计算结果更可视化,更能精确直观的反应受力后的整体结构响应。     

金属橡胶支座力学性能试验

为测试金属橡胶支座的力学性能是否满足桥梁支座使用要求,分别通过压缩试验、转动试验和振动台试验对金属橡胶支座的力学性能展开研究。通过压缩试验获得不同荷载下支座的竖向力-位移关系曲线,基于MATLAB平台对支座应力-应变关系曲线拟合后求导,得到支座的切线模量,构造出切线模量的数学表达式,并以此为基础推导出支座竖向刚度-竖向力的计算公式;考虑支座竖向应力,对金属橡胶支座进行转动性能试验,获得支座的转动力矩-转角关系曲线;对采用金属橡胶支座的桥梁模型进行振动台试验,得到模型各主要测点的位移和加速度,并与采用尺寸接近的板式橡胶支座桥梁模型振动台试验结果进行比较。研究结果表明:金属橡胶支座竖向力-位移关系曲线具有明显的非线性特征,金属橡胶支座的竖向承载力可以满足中小跨径公路桥梁支座的使用要求;支座的切线模量与应力为近似线性函数关系,以此为基础推导出支座刚度公式计算结果与试验结果吻合较好,提出的刚度计算公式在金属橡胶支座的初步设计时可以用来确定支座关键技术参数;转动刚度与其设计应力成线性关系,在支座设计及桥梁设计计算时需考虑竖向应力对支座转动刚度的影响;金属橡胶支座具有良好的减、隔震性能。     

公路桥梁铅销橡胶支座的标准化

为了解决铅销橡胶支座要根据桥梁的结构动力特性和桥位处场地土类型进行个例设计和制造的问题 ,结合中国新公路工程抗震设计规范的制定工作 ,在已完成交通部科研项目“公路桥梁减震装置及设计方法研究”的基础上 ,依据中华人民共和国交通行业标准 JT/T4- 93《公路桥梁板式橡胶支座》中列出的支座 ,配置铅销 ,计算出相应的等价刚度 KB 和等价阻尼系数 h B,并通过近 30座跨径 2 0～ 5 0 m梁式公路桥的恒载支座反力和固有周期的计算统计分析 ,确定了在 、 类场地土地基条件下铅销橡胶支座的标准规格 ,可供新建或旧桥改造采用减震设计时选择铅销橡胶支座使用。     

不同支座对异形斜交梁桥减隔震性能的影响研究

随着城市桥梁发展,城市立交匝道上异形梁斜交梁桥大量增加,对于高烈度地区异形斜交连续梁桥减隔震的问题,以甘肃(天水)国际陆港城陆港大道上异形斜交梁桥为研究对象,采用非线性时程分析方法,研究异形斜交梁桥采用普通橡胶支座、超高阻尼SHDR支座和摩擦摆FPQZ支座的地震反应.结果表明:异性斜交桥梁结构采用FPQZ支座,结构前三阶自振周期增大最大,FPQZ支座在增大周期方面比SHDR支座效果更好;采用SHDR支座,固定墩和活动墩纵横向墩底内力随入射角的变化幅度较FPQZ支座小,且SHDR支座左右墩受力更均匀,对全桥的受力更为有利;异形中墩斜交梁地震作用下墩底内力和位移受地震波入射角的影响较大,工程设计中应充分考虑地震波入射角的影响,采用普通支座和减隔震支座时最大最小内力发生入射角也不相同,设计时应考虑.     

桥梁支座更换施工技术的研究．

本文介绍了桥梁支座合理布置及旧桥支座更换方法,以尚志公铁立交桥支座更换工程为例,重．最研究了钢扁担梁法更换支座的原理,并针对尚志公铁立交桥支座的重新设计方案,设计了钢扁担梁法更换该桥支座的支座更换施工系统,拟定合理的施工工艺及保证梁体均匀上升的技术控制措施。对该法的经济造价和社会效益进行了分析。     

地震作用下斜交空心板桥地震响应分析及其评价

针对斜交空心板桥,运用有限元方法分析地震作用下桥梁的地震响应特性,并对其抗震性能进行评价,对不满足要求的地震响应提出应对措施。结果表明:在地震作用下,斜交桥的地震响应特性较直桥更为复杂,靠近承台的墩柱和桩基的地震响应较中间墩柱大,可达到中间墩柱地震响应的1.1～1.6倍;盖梁内部产生轴向压力和拉力;主梁扭转效应显著,支座受力分布不均匀,部分支座发生脱空和超压,处于斜桥锐角最边缘处的支座最易脱空,从锐角至钝角方向压力逐渐增大。在地震作用下,墩柱受剪、支座受剪、受压及变形均可能不满足承载能力的要求,并且支座会发生滑移。在设计时,需考虑盖梁轴力其对受弯及受剪承载力的影响;需选取适宜的支座型号,使其满足承载能力和变形的要求;对支座脱空问题,可通过调整支座竖向刚度予以控制,或设置抗拉支座;对支座滑移问题,可通过采取防落梁措施予以解决,横桥向可设置抗震挡块,纵桥向可设置纵向挡块、限位锚栓或拉索式连梁装置。     

部分充填混凝土连续组合梁桥支座处截面极限强度的塑性理论分析

部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁桥是钢箱-混凝土组合梁与矩形钢管混凝土结构结合的一种新型组合结构梁桥.基于一般钢箱-混凝土连续组合梁桥中支座负弯矩区因混凝土翼板开裂而导致抗弯强度、局部稳定性不足的特点,提出了一种部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁桥,并对其中支座负弯矩区的正截面强度和支座截面抗剪性能进行了塑性理论分析.     

一种新支点横隔板设置下的斜交连续钢箱梁桥受力特性分析

为简化斜交连续钢箱梁桥在中间墩处结构构造,方便工厂标准化制造,通过将中墩支座支承在独立的横隔板上,提出一种新型支点横隔板设置方式。以某(30+35)m跨线斜交连续钢箱梁为工程背景,建立梁-墩-桩一体化混合有限单元模型和全桥板单元有限元模型,系统分析恒载、竖向活载、温度、基础沉降、地震荷载以及车辆荷载作用下结构受力特性以及支座反力传递规律,并探讨结构的扭转刚度。研究结果表明:所提出的新支点横隔板设置方式满足结构受力要求,可为类似桥梁的设计提供参考;新设计下结构支座反力、弯矩、挠度和桥墩支点位移时程以及扭转刚度等整体受力特性与原设计的基本相同;新设计和原设计中,结构纵梁分担的荷载一致,可作为于支点横隔板的弹性支承;在车辆荷载作用下,结构中支点位置局部等效应力在35 MPa以内,且新设计结构支点横隔板局部应力集中程度比原设计的小。     

箱梁拼宽前后内力变化分析及处理措施

分析了桥梁拓宽时箱梁在拼接前,拼接后未设置无隔板和拼接后设置隔板三种状态下,恒载、活载、支座沉降作用下箱梁腹板内力变化情况。根据分析提出箱梁拼宽时需要注意的问题和相关处理措施。     

初始剪切变形对铅芯橡胶支座性能影响分析

为了研究初始剪切变形对铅芯橡胶支座力学性能与大剪切变形时内部应力的影响规律,首先基于厂家提供的支座规格参数得到铅芯橡胶支座有限元模型,验证试验数据与有限元计算结果模型的正确性;然后分析支座尺寸、形状系数、竖向压力等不同参数,对有初始剪切变形的铅芯橡胶支座100%水平性能、内部钢板橡胶最大应力比的影响,并进行大剪应变下支座内部应力分析。结果表明：与无初始剪切变形相比,铅芯橡胶支座的100%水平刚度随着压应力、初始剪切变形、支座形状系数的变化最大为5%,影响程度较小;有初始剪切变形对橡胶隔震支座100%剪应变条件下的橡胶和钢板应力有一定的影响,但基本未达到橡胶材料的拉伸强度和钢板的屈服强度,支座处于安全状态;有初始剪切变形对橡胶隔震支座250%以上剪应变条件下的橡胶和钢板应力有很大的影响,不同剪应变条件下的橡胶或钢板应力均可能达到拉伸强度或钢板的屈服强度,支座有极大的损伤风险;通过分析,建议支座实际剪应变为400%、350%、300%、250%、200%及100%时,其初始变形分别不能超过0、20%、70%、120%、170%及270%。     

太阳辐射下弦支穹顶叠合拱结构的温度效应

编制程序分析了茌平体育馆弦支穹顶叠合拱结构中室外钢拱在太阳辐射下温度场分布规律,结果显示太阳辐射下钢拱温度场为非均匀温度场,截面温度梯度和杆件平均温度较高.采用考虑太阳辐射影响的温度场研究了弦支穹顶叠合拱结构的温度效应,得到夏季太阳辐射对结构的温度变形和温度应力影响极大,且考虑太阳辐射影响的温度荷载为结构的控制荷载等重要结论.对支座约束刚度、钢拱合拢温度、钢拱刚度等影响弦支穹顶叠合拱温度变形和温度应力的参数进行了参数分析,研究表明,支座约束刚度对支座反力影响极大,但对结构温度变形和温度应力影响较小,钢拱合拢温度和钢拱刚度取值对结构的温度变形和温度应力影响极大.     

不中断交通下连续箱梁桥拼接缝浇筑方式分析

为了探究不中断交通条件下连续箱梁桥拼宽关键技术,本文依托机荷高速改扩建工程,通过现场桥梁的车桥耦合振动测试,得到某连续箱梁桥的最大振动频率为5.62 Hz,最大振动速度为18 mm?s-1。考虑现场车流量的随机性,以安全的原则共设置两种车辆振动环境（5 Hz,25 mm?s-1和10 Hz,50 mm?s-1）,并在实验室中测定了不同龄期抗扰动纤维增强混凝土（Fiber Reinforced Cementitious-composite material 50,FRCM50）的弹性模量和抗拉强度。结合现有的施工工艺和新型接缝材料的特点,提出微差浇筑施工工艺。然后,分别分析了采用一次浇筑、分段浇筑和微差浇筑施工工艺时拼宽连续箱梁的受力特点、接缝时变应力、交通组织模式以及经济性,结果表明微差浇筑工艺具有受力合理、施工机械少、经济性好等优点,可指导实际工程施工,具有良好的应用性。     

混凝土板梁桥合理构造数值分析

为研究不同桥面板厚度和铰缝深度对混凝土板梁桥的刚度及受力性能的影响,建立了30组简支板梁ANSYS有限元数值模型,通过施加中载和边载,取有代表性的板厚和铰缝深度进行分析。分析结果表明,随着桥面板厚度的增加,板梁挠度及板梁底横向拉应力逐渐减小,铰缝内的横向拉应力和竖向剪应力逐渐减小;随着铰缝深度的加大,各板梁挠度差逐渐减小,板梁底横向拉应力逐渐增大,铰缝内的横向拉应力和竖向剪应力逐渐减小;并且随着桥面板厚度的增加,铰缝深度对板梁桥的刚度及受力性能的影响效果逐渐降低。最后,建议板梁桥设计采用薄板梁厚桥面板的结构形式,以提高结构的整体刚度和改善受力性能。