在水平荷载下整体式桥台桥梁受力分析

目的为找出在升温温差和降温温差下桥台桩柱内实测应力的分布和变化规律,分析水平荷载作用下整体式桥台桥梁的受力性能.方法以富裕工业园跨线桥为工程背景,以试验桥的左侧桥台作为试验对象,采用计算精度高的P-y曲线法对整体式桥台桥梁在制动力作用下的受力进行分析.结果通过与试验桥桥台桩柱内应力试验实测值的对比分析所得出P-y曲线法计算桩土相互作用的精度高于"m"法.试验桥的单侧桥台在制动力作用下的受力与在均匀温差作用下的受力具有相似性.结论采用P-y曲线法分析在水平荷载下整体式桥台桥梁的受力特性具有较高的可行性.     

整体式桥台桥梁抗洪性能参数分析

通过建立整体式桥台桥梁(永春上坂大桥)的有限元模型,将分析结果与实桥静载试验结果进行比较分析,验证模型的正确性;然后通过改变有限元模型桥的斜交角、跨数、桩基尺寸、桩侧土的类型、桥台高度等结构参数和阻水面积,定量研究不同参数变化对整体式桥台桥梁抗洪性能的影响.分析结果显示:斜交角、阻水面积、桩基尺寸及桩侧土类型的变化对桥梁抗洪性能的影响较大;整体式桥台桥梁的跨数对结构抗洪性能有一定影响,当桥梁跨数小于4时,改变跨数会较明显地影响桥梁的抗洪受力性能,而当桥梁跨数超过4时,跨数的变化对桥梁的抗洪受力性能的影响极小;另外,桥台高度的变化对整体式桥台桥梁的抗洪受力的影响也较小.     

整体式桥台桥梁的台后被动土压力研究

在美国NCHRP提出的台后土压力系数曲线的基础上,以福建省永春上坂整体式桥台桥梁为工程背景,分析了台后土压力的大小及分布情况,并对其影响因素进行了探讨.研究结果将有助于整体式桥台桥梁的设计和建造.     

整体式桥台无缝桥梁设计

利用平面杆系有限元程序--桥梁博士软件来分析整体式桥台无伸缩缝桥梁,计算其内力,并据此内力来估算上部和下部结构的配筋面积,进行整体式桥台无缝桥梁的设计.     

整体式桥台无缝桥梁抗洪性能分析

针对目前尚无整体式桥台无缝桥梁抗洪性能研究的现状,通过有限元软件MIDAS/Civil对福建永春上坂大桥的受力性能进行分析,并将分析结果与实桥的静载试验结果进行比较,验证了模型的正确性.以上坂大桥为原型,建立了相同上部结构形式、不同跨数的无缝与有缝桥梁的有限元模型,并对各桥的支座反力、桥墩内力以及墩顶位移等进行比较和分析.通过比较得出:当跨数大于2跨时,整体式桥台无缝桥梁在洪水作用下弹性阶段的受力特性能优于普通有缝桥梁;当将跨数减少至2跨后,整体式桥台无缝桥梁的竖向受力和横桥向的受力明显优于有缝桥梁.分析结果表明,跨数大于2跨使得整体式桥台无缝桥梁的优势在弹性阶段不能充分发挥;当桥梁的跨数为单跨或2跨时,整体式桥台无缝桥梁在弹性阶段的受力性能和抗倒塌能力相对于有缝桥梁都有明显的提高.     

整体式桥台曲线箱梁桥的概念设计

提出了整体式桥台曲线箱梁桥结构体系的概念，并针对该桥型概念设计中关于设计原则、总体布置与构造、关键构件设计等若干核心问题进行总结和分析，提出了相关建议:合理边中跨比取0.45?1 .0，高跨比取1 / 1 7?1 /20;台高H宜控制在H/I= 1 . 5?2（I为桥台的纵桥向厚度）；采用钢筋混凝土矩形桩时，桩基长细比宜控制在40?80，而当采用圆形桩时，桩径≤1 .0 m等。研究结果有助于整体式桥台曲线箱梁桥的设计与应用。     

桥台高度对整体式桥台桥梁内力的影响分析

整体式桥台桥梁是一种无伸缩缝且主梁与桥台连为一体的新型桥梁结构,目前在国内实际工程中应用较少而且未形成一套完善的设计体系,其结构设计仍处于技术摸索阶段。采用Midas/Civil有限元软件建立3×16 m中等跨径整体式桥台桥梁的二维弹簧框架模型;并依托实际工程——富裕工业园跨线桥试验数据,对有限元模拟方法和模型的受力性能进行了验证。在不同地质条件和温度荷载作用下,通过调整有限元模型探讨了桥台高度在3~6 m变化时对中等跨径整体式桥台桥梁结构受力性能的影响。计算表明,在3~6 m范围内,适当改变桥台高度不会对设计造成太大影响,这为中等跨径整体式桥台桥梁的结构设计提供了参考依据。     

半整体式桥台结构设计与工程应用研究

为了解决公路桥梁桥头及伸缩缝等处普遍存在的跳车病害,结合工程实例桥,分析了半整体式桥台桥梁结构设计的特点,对实例桥梁进行了长期变形测试.实测结果与计算结果良好吻合,验证了结构设计和理论分析的合理性.测试结果表明,半整体式桥台桥梁结构型式性能优越,可减少桥梁运营期间的养护工作量.相关研究成果可应用于公路中小跨径桥梁工程.     

基于统一边界和梁格模型的整体式桥台桥梁分析

取消伸缩缝及支座的整体式桥台桥梁可以避免伸缩缝的病害及对行车的影响。由于桥台处的上部结构与下部结构浇筑在一起,整体式桥台桥梁的上部结构受力受到下部结构乃至土体的影响,使其计算需要将上下部结构综合考虑,计算方法也更为复杂。提出一种思路,以实现上部结构在不同荷载作用组合下的验算与调整。以一座两跨的整体式桥台桥梁为依托工程,通过实体有限元模型在代表性工况下提取边界条件,施加到全桥的梁格模型中,完成整体式桥台桥梁的计算与设计,具体流程如下:在实体有限元模型中,建立简化的"单梁+单桩"模型,并采用以"m"法确定刚度的土弹簧模拟结构-土相互作用;计算模型整体升温下的梁端轴力和形心处线位移及跨中加载下梁端弯矩及角位移,换算成2个具有一定距离的线弹簧,作为边界条件施加在全桥的梁格模型上。在梁格模型中,得到全桥在多种工况下的内力及承载力结果,完成对整体式桥台桥梁的设计。在非岩石类地基中,当结构-土相互作用采用"m"法模拟时,简化手段与设计方法的可行性得到了验证。     

结构刚度对无缝桥梁整体受力影响研究

依据研究内容及结构刚度基本理论,建立了只包含主梁、桥台及桥台桩基三个结构的单跨整体式无缝桥梁,分别单一的改变三者刚度,得出其刚度变化对结构受力的影响,并绘出了影响变化曲线。     

嵌筋与外贴钢板加固木框架填充墙抗震性能试验研究

为了研究木框架内砖砌体填充墙的抗震加固方法,共完成了3个缩尺试件的低周往复荷载试验.基于试验研究,得到了试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性和耗能能力等抗震性能指标.试验结果表明:未加固试件的破坏主要由填充墙的剪切裂缝控制且伴有平面外倾斜,木框架未见损伤;对砖砌体填充墙采用嵌入水平钢筋与端部外贴钢板进行加固可以有效地提高试件的承载力与延性,且一定程度的裂缝损伤对加固后试件的名义屈服荷载、峰值荷载影响不大,但对延性与能量耗散能力影响明显.     

高强混凝土扁柱拟静力试验

为研究高强混凝土扁柱的抗震性能,以6根缩尺模型为1∶3的不同轴压比、混凝土强度、剪跨比扁柱试件为研究对象,采用拟静力试验方法,通过对试验现象的观察以及试验数据的处理,定量地从刚度、骨架曲线、滞回曲线、延性、耗能能力等几个方面详细分析了试验试件的抗震性能.研究结果表明,此类构件延性较差,耗能能力差,但在合理构造措施下,破坏形式仍为压弯型,破坏截面符合平截面假定.     

带楼板双槽钢组合截面构件抗震性能试验研究

为研究带钢筋混凝土(RC)楼板双槽钢组合截面构件的抗震性能,对4个带RC楼板试件进行了常轴力和往复弯曲共同作用下的拟静力试验,分析了填板间距、有无加劲肋和腹板高厚比等参数对试件抗震性能的影响.结果 表明:各试件的滞回曲线较为饱满,具有良好的耗能能力和延性;减小填板间距,对试件的承载力和刚度影响较小,但提高了试件的延性和耗能能力;试件SJ3的峰值荷载和初始刚度比试件SJ1的分别提高了28.42％和22.70％,说明在试件的塑性铰区设置加劲肋可提高其承载力和刚度;试件SJ4的峰值荷载、延性系数、初始刚度和累计耗能量比试件SJ1的分别提高了33.88％、20.70％、27.40％和12.84％,说明减小腹板高厚比,可显著改善试件的抗震性能.     

开洞节能砌块隐形密框复合墙体恢复力模型

研究开洞节能砌块隐形密框复合墙体的抗震性能,对6片1/2缩尺的开洞密框复合墙体进行低周往复荷载作用下的拟静力试验,研究不同参数对结构构件受力性能的影响.试验考虑了墙体的配筋率、开洞形式对构件的承载力、刚度、变形、延性耗能、破坏形态及刚度退化等的影响,得出相应的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线等,并建立相应的开洞复合墙体恢复力模型.研究结果表明:肋柱配筋率的增加有利于提高复合墙体承载力、延性变形性能,而肋梁配筋率的增加有利于约束后期横向滑移变形,变形性能较佳;随着墙洞比系数的减小,复合墙体的强度、刚度有所增加,滑移变形较少,极限位移变形较少,前期刚度退化较平缓,后期下降段强度变化较明显,滞回曲线相对饱满,延性耗能、抗震效果较好.     

方钢管约束混凝土桥墩拟静力试验

为研究不同约束形式及混凝土墩身与承台间的连接构造对桥墩试件的抗震性能和各项指标的影响规律，设计1根采用混合接头连接的装配式方钢管约束混凝土桥墩试件（SYP-GT4试件）、1根方钢管约束的整体现浇混凝土桥墩试件（SYZ试件）和1根方形截面的整体现浇混凝土桥墩试件（SFZ试件）。在桥墩墩帽处采用位移加载方式完成构件的拟静力试验，观察试件的破坏过程以及破坏模式，分析了桥墩的破坏形态、荷载-位移滞回曲线、荷载-位移骨架曲线、延性、耗能等特征参数。结果表明，3根混凝土桥墩试件的破坏形态基本一致，二者均为整体压弯破坏模式。SYZ试件与SFZ试件相比，水平峰值荷载提高了46.5%，滞回耗能能力更优，均有很好的延性性能，表明方钢管约束的整体式桥墩抗震性能优于现浇混凝土桥墩；SYP-GT4试件与SYZ试件相比，水平峰值荷载数值相接近，位移延性系数提高了24.1%，残余位移小，变形恢复能力较优，滞回曲线呈现更饱满的梭形，无明显捏缩，连接构造对强度和刚度退化的影响较小，两者抗震性能接近。     

钢管再生混凝土柱抗震性能与损伤评价

以再生粗骨料取代率、混凝土强度为主要参数,完成了6个钢管再生混凝土柱试件的低周反复试验,研究了其破坏形态和滞回特性,分析其承载力、刚度退化、延性、耗能能力、破坏形态等抗震性能.结果表明:钢管再生混凝土柱具有良好的抗震性能;试件的耗能能力、延性、滞回特性随着再生粗骨料取代率、混凝土强度的改变而略有变化;考虑粘结滑移与否对试件的抗震性能影响很小;钢管再生混凝土柱极限承载力受再生粗骨料取代率的影响并不明显.最后,提出了基于Miner原理的改进损伤评估模型,通过对比表明该模型能较好地反映钢管再生混凝土柱的抗震损伤水平,与试验结果符合良好.     

高轴压比作用下型钢超高强混凝土框架抗震试验研究

为了研究型钢超高强混凝土框架结构的抗震性能,进行了3榀单层单跨框架结构拟静力试验分析,研究了框架结构在低周反复荷载作用下结构整体的破坏形式和柱根部的破坏过程,并由此分析了与其相对应的滞回曲线和骨架曲线,梁端和柱底的应变,以及各阶段的荷载值和位移值,并通过应变情况判别整体结构的变形情况.通过实验得到框架结构的延性系数、耗能能力、强度退化和刚度退化.结果表明,型钢超高强混凝土框架具有良好的延性,正向和反向的延性系数相差不大,耗能能力良好,强度和刚度退化比较缓慢,滞回曲线饱满;柱子是框架结构消耗地震能量的主要组成部分,而梁的约束也提高了结构的整体性和耗能能力,使结构在承载力下降到极限荷载的80%之后,仍能保持结构整体的稳定性,同时具有一定的耗能能力,保证了结构在大震作用下,仍拥有一定的承载能力,不至瞬间倒塌.     

低周反复荷载下再生混凝土框架边节点受力性能试验研究

文章对再生混凝土框架边节点的受力性能进行了研究,通过2榀边节点试件在低周反复荷载下的试验,了解节点的破坏过程、承载能力、滞回曲线、耗能性能和延性指标,分析节点核心区剪切破坏和梁端弯曲破坏2种破坏模式对构件承载能力和延性性能的影响。研究表明,再生混凝土框架边节点构件发生梁端弯曲破坏时,纵向钢筋屈服,截面充分转动,滞回曲线丰满,具有良好的耗能能力,可满足抗震性能要求。     

型钢混凝土柱抗震性能实验研究

通过对8根剪跨比为3,十字型钢混凝土柱进行了低周反复荷载实验,研究型钢混凝土柱的抗震性能. 主要分析了实验构件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性系数和耗能能力,并探讨了体积配箍率对型钢混凝土柱抗震性能的影响,通过实验数据的拟合给出了型钢混凝土柱的延性与体积配箍率的关系式. 实验结果证实十字型钢混凝土柱构件具有良好的抗震性能,而且体积配箍率是影响型钢混凝土柱构件延性的一个重要因素,对构件的抗震性能的改善具有非常明显作用.     

高温后不同骨料RC边节点反复载荷下的试验研究

为研究高温和骨料类型对钢筋混凝土边节点抗震性能的影响,分别针对硅质和钙质两种不同骨料的RC边节点进行了高温后的低周反复载荷试验,分析了高温后硅质和钙质骨料RC边节点在低周反复载荷作用下的承载能力、破坏形态、延性指标和耗能能力的变化规律。结果表明:相对于钙质骨料混凝土边节点,硅质骨料的承载力退化较少,梁柱相对转角偏小,高温核心区剪切变形较小,证实硅质骨料混凝土边节点有更好的弹塑性性能、耗能能力及抗震性能。