高桩承台体系桥梁MPA目标参数的选取方法

基于Chopra解决逆转现象的方法提出了最优目标控制参数概念,阐述了最优目标控制参数的理论意义和选取原则.以某上海长江大桥高桩承台体系为研究对象,实施了选取最优目标控制参数分析过程,并对该高桩承台体系进行一阶模态推倒分析、多模态推倒分析(MPA)和非线性动力时程分析.结果表明:选取最优目标控制参数可有效解决高桩承台体系在MPA分析中所遇到的逆转现象,采用最优目标控制参数进行MPA分析得到的位移响应与非线性时程分析结果精度接近,远优于一阶模态推倒分析的结果.     

大跨度斜拉桥的pushover分析

为验证pushover方法对于大跨度斜拉桥的适用性,选用多种侧向载荷加载方式对具体斜拉桥进行分析,采用四条典型的地震波对结构进行动力时程分析.并将分析结果与时程分析结果进行了对比.Pushover方法较为简便,而非线性时程分析方法计算复杂、耗时长,在结构中应用并不广泛.结果表明,传统的均匀载荷分布模式的计算结果与时程分析结果对比存在误差,由于模态pushover分析方法和振型载荷分布模式考虑了高阶振型的影响,所得pushover曲线与时程分析所得的曲线基本吻合.说明pushover方法对结构进行抗震性能评估时,精度可以满足工程需要;选择合适的侧向载荷分布模式,可以有效提高pushover分析的精度.     

上海广播电视塔桩基承台水平地震反应分析

分析了在桩尖处地震动输入下上海广播电视塔－群桩－土相互作用体系的桩承台水平地震反应问题。对群桩－地基土相互作用分析，采用了较为简便而实用的三维波动方程解的半解析方法的结果。在分析桩－土－承台体系的动力特性时，将承台以上的结构简化成一个动力等效的单自由度体系。最后给出了承台水平地震反应的时程曲线，作为上部结构地震反应分析时的有效地震输入。     

框架-剪力墙结构静动力弹塑性分析

基于退化三线性恢复力模型,建立了框架-剪力墙结构的非线性地震反应分析模型.采用非线性分析程序IDARC2D 6.1对三个典型的10层不同剪力墙数量的框架-剪力墙结构进行了地震反应分析研究,探讨了结构在几种侧向分布力下的推覆反应和在水平地震作用下的动力时程反应.计算结果表明,不同水平荷载分布模式对结构的推覆曲线影响较大,同时表明剪力墙数量的不同对结构的振动特性和地震反应均有一定的影响.     

钢纤维混凝土六桩承台非线性有限元分析

将钢纤维混凝土应用于桩基承台中,有利于提高承台的受力性能.但对于钢纤维混凝土桩基承台特别是厚承台的传力机理目前国内外还没有形成统一的认识.为了探讨钢纤维混凝土六桩承台的受力机理,在已有的试验研究基础上,利用大型通用有限元软件ANSYS对钢纤维混凝土六桩承台建立数值模型,模拟计算了开裂荷载、极限荷载、裂缝分布、承台内部应力应变分布等,并将计算结果与试验结果进行了对比分析.分析结果表明:有限元计算结果与试验结果吻合良好;钢纤维混凝土六桩承台的传力模型符合空间拉压杆模型.图9,表3,参12.     

考虑时间效应的复合桩基简化分析方法

基于复合桩基的基本理论，结合刚性基础的计算方法，建立了考虑时间效应的桩-土-刚性承台体系共同作用的基本方程，编制相应程序进行计算，分析了单桩、四桩和九桩3种具有代表性的桩-土-承台体系沉降与反力随时间的变化特征：在整个加载过程中，单桩、四桩、九桩承台的沉降随时间对数的变化曲线均呈“S”形；加桩承台的荷载-沉降曲线表现明显的非线性，刚性基础加桩以后“架越作用”减小。     

深水高桩承台基础地震动水效应数值解析混合算法

针对桥梁深水高桩承台基础—水体耦合动力问题,首先建立了深水高桩承台基础简化数值分析模型,针对桩身,给出了基于水下桩基尺度的桩身动水附加质量解析算法,并计人群桩效应的影响;针对承台,提出了动水附加质量简化有限元计算方法,依靠基于势流体单元的合理的流体动力学数值表达,即考虑了承台真实几何尺寸,又兼顾了其振动周期对承台动水效应的影响,从而得到了地震作用下高桩承台基础地震动水效应数值解析混合算法.以四桩高桩承台试验模型为研究对象,利用该方法进行模态及时程分析,通过与试验及其他数值、解析结果比较,表明本算法与试验及完全数值方法吻合良好,其计算精度与计算效率得到有效改善.该研究对深水高桩承台基础的抗震分析和设计具有参考价值.     

预应力高桩码头振型反应谱抗震分析

高桩码头结构非线性地震时程分析时由于桩群数量众多,计算量过大,需要采用简化分析方法.首先介绍了超级桩的概念,将结构的桩群分组形成超级桩,用多个超级桩码头结构替代原结构,超级桩的刚度取为采用pushover分析得到的高桩码头力-位移曲线上对应于目标位移的割线刚度,阻尼采用等效阻尼,对超级桩模型进行弹性振型反应谱分析求解最大目标位移.将算例简化方法分析结果与非线性时程反应分析结果进行了对比,发现数值比较接近,表明超级桩模型可以用于估计地震下高桩码头的最大位移值,从而减少计算量.     

高桩承台塔吊基础格构柱轴向受力分析

高桩承台塔吊是重要的施工机械.它的基础承台格构柱受力状态很复杂,其设计是否合理也值得关注.经检索,这方面相关研究的报道很少.本文以基础承台格构柱为研究对象,首次提出一种方法:即对基础承台格构柱的静载受力状况采用有限元SAP2000分析,对它处于活载受力状况采用应变仪检测,然后综合这两部分的分析给出高桩承台格构柱的整体受力状态.所得结果表明,提出的方法是可行的,所研究的某高桩承台塔吊基础格构柱设计是偏于保守的.还提出在满足设计要求条件下,如何减少格构柱钢管内混凝土的重量,减轻结构自重.为今后高桩承台塔吊的设计优化与成本优化提供量化的指导.     

大跨度跨海斜拉桥抗震装置研究

大跨度跨海斜拉桥的基础多采用高桩承台形式，承台尺寸较大且桩基础自由桩长较长，给桥梁结构的抗震设计带来较大挑战。以通明海特大桥主桥为工程实例，分析研究几种不同的抗震设计装置，为大跨度跨海斜拉桥的抗震设计提供新的思路和方法。     

结构抗震中的静力弹塑性(pushover)分析方法

Pushover分析方法是逐渐得到广泛应用的一种评估结构抗震性能的简化方法,已被引入我国新的建筑结构抗震规范,本文介绍了pushover分析的基本原理和实施pushover分析的关键问题,最后选用三种水平荷栽模式和非线性时程分析进行了比较。     

基于整体刚度参数的空间结构模态推覆分析

由于空间结构具有三维受力特性,用静力推覆方法计算其地震反应存在如下问题,结构代表性节点荷载-位移关系难以选择、结构荷载-节点位移-支座反力之间的对应关系不够直观、结构能力曲线难以确定.利用振型形态确定荷载模式,对空间结构进行静力弹塑性分析;引入结构整体刚度参数,得出不依赖于支座反力变量的各主要模态的等效单自由度(ESDOF)体系力-位移关系;结合模态周期值,确定ESDOF体系等效质量,并将该体系应用于模态推覆分析.数值算例分析结果表明,基于整体刚度参数的模态推覆分析方法可避免空间结构能力曲线难确定的问题,计算耗时仅为时程分析方法的10%,沿地震输入方向计算得到的结构节点位移结果相对时程分析结果的平均误差为28%.     

不同加载模式下全直桩码头结构Pushover分析

以江苏某全直桩码头结构段为研究对象,建立空间有限元模型,选取五种具有代表性的加载模式,采用SAP2000软件,分别对全直桩码头横向和纵向进行Pushover分析。研究了加载模式对结构对称性、结构顶点位移与基底剪力的关系曲线、屈服破坏机制等的影响。结果表明：五种加载模式对码头横向的分析结果总体差别不大,但对码头纵向,由于桩基刚度对纵轴不对称,一阶振型加载模式的分析结果与其它四种加载模式相比有较大差异;码头结构横向抗震能力高于结构纵向抗震能力;桩基塑性铰一般由陆侧向海侧发展,同一桩基,由底端向顶端发展。     

路堤荷载下刚性桩复合地基桩帽效应分析

在分析路堤荷载作用下刚性桩复合地基中桩帽效应的基础上,通过理论分析、有限元计算、室内模型试验以及现场测试等方法,研究了桩帽以及桩帽尺寸的大小,对刚性桩复合地基中桩土分担比、加筋垫层的应力以及整体沉降特性等的影响.研究表明:桩帽的存在增加了桩顶与垫层之间的接触面积,起到均化桩顶集中力、减小桩顶向垫层刺入量的作用,使带帽刚性桩复合地基控制沉降的能力远好于不带帽刚性桩复合地基;桩帽尺寸逐渐增大,桩间土的应力明显减小,Q-S曲线由"陡降型"向"缓变形"转变,有助于带帽刚性桩复合地基整体承载力的发挥,从而提高了刚性桩复合地基的利用效率.     

不同加载模式下不对称结构静力弹塑性分析

选取6种具有代表性的加载模式,采用ETABS软件,对5种不对称钢框架及钢筋混凝土框架结构进行了pushover分析,分析了加载模式、结构不对称性、层数和振型等因素对pushover分析结果的影响．结果表明,对于刚度有突变的不对称结构,不同加载模式的结果差别明显,并且这种差别随着结构刚度突变的增强、周期的增大、层数的增高而越来越大．     

高桩承台基础与桥梁结构的动力相互作用

采用两质点模型近似模拟群桩基础和基础以上桥梁结构的动力特性,推导出桥墩、基础地震反应的计算公式,然后用数学工具MATLAB编制了一个程序,最后以一个实际结构为背景建立两质点模型进行了动力相互作用规律的探讨.结果表明,承台质量较大的高桩承台基础和基础以上桥梁结构之间的动力相互作用现象非常显著,计算桥墩和基础的地震反应时,承台质量的影响不可忽略,否则可能会引起很大的误差.     

成层地基中倾斜受荷群桩的非线性有限元分析

针对轴、横向荷载共同作用或倾斜荷载作用下群桩基础受力问题的复杂性，引入无厚度型接触面单元和“无拉力”分析方法，采用非线性有限元法对倾斜受荷群桩的受力变形特性进行探讨，开发考虑材料非线性、桩-土-承台共同工作机理、桩周地基土体的分层性及不同桩项荷载形式等因素的计算程序，并由此讨论初始应力场及桩项荷载大小、倾角变化对桩身内弯矩与轴力分布的影响曲线。研究结果表明：刚性承台顶的荷载不变而倾角增大时，中桩桩项的弯矩逐渐增加，边桩的弯矩则逐渐减小；当荷载倾角不变而荷载增加时，承台下各基桩的弯矩变化规律则随荷载倾角的不同而变化。     

厚填土区成桩质量对竖向荷载传递性状的影响

结合广西钦州港大型炼油项目装置区桩基试验工程,开展砂岩厚填土区单桩竖向静载试验及桩身内力试验研究,通过对2根冲孔灌注桩的孔径曲线、Q-s曲线及桩身内力分布曲线的研究,探讨了桩径变化对于砂岩厚填土区嵌砂岩短桩的承载力性状及荷载传递规律的影响.结果表明,对于砂岩厚填土区后压浆嵌岩桩,其变形特征为缓变型,其极限承载力的确定以位移控制,桩身轴力与桩径的变化密切相关,孔径随深度呈逐渐增大的"正八字形"的孔径变化不利于桩侧摩阻力的发挥,而"倒八字形"的孔径变化则有利于桩身荷载向桩周土中传递,60%以上的桩顶荷载由桩侧摩阻力承担,最后对2根试桩的桩侧摩阻力发挥程度进行了差异性分析.研究对类似地区桩基设计与施工具有参考价值.     

高层建筑模态抗震设计中的多模态静力推覆分析

将模态推覆分析方法与用自适应的加载方式相结合,提出了一种改进的多模态静力推覆分析方法.运用模态推覆分析将多自由度体系解耦成每阶模态对应的单自由度体系,对于每阶模态下的推覆分析,当结构进入塑性阶段后,采用自适应的加载方式,得到每阶模态下结构的反应.将结构推至每阶振型下的目标位移,采用SRSS组合的方式得到结构的响应.对应每阶振型下推覆分析的目标位移采用非弹性能力谱方法来计算.对不同高度的多高层钢框架-混凝土核心筒混合结构在8度罕遇地震下抗震性能进行了评估.结果显示,本文的静力推覆分析所得的结构响应同非线性动力时程分析所得的结果吻合较好.