曲线连续箱梁桥的受力性能分析

以一座出现工程病害的曲线连续箱梁桥为计算原型,分别设计了全抗扭跨支承和两端抗扭、中间跨独柱墩支承两种方案,从弯矩、剪力、扭矩和支座反力等方面对比分析了各自的受力特点.对独柱墩支承形式还设计了支座偏心,以进一步探讨独柱墩曲线梁桥的受力性能.结果表明,通过设置支座偏心,可以在很大程度上克服两端抗扭、中间跨独柱墩支承曲线梁桥的缺点,其受力性能可以满足工程应用要求.     

某立交桥墩柱病害机理分析

独柱墩曲线桥由于造型简洁流畅、建筑高度小、桥下通视性好、适应场合多、施工方便等优点而在城市立交桥、高架桥中使用较多,但由于主梁位于平曲线上,易出现横向滑移、支座脱空等常规病害,甚至会出现主梁侧翻、墩柱开裂等严重病害,严重影响结构正常使用。该文基于某立交桥匝道维修消缺工程分析该匝道墩柱病害产生的原因,为维修加固设计提供理论支持,也为类似桥梁病害的分析提供参考。     

独柱墩桥梁抗倾覆分析与加固研究

为减小因车辆偏载、温度作用等可变作用对独柱墩桥梁产生的倾覆破坏，在总结先前学者和专家对独柱墩桥梁抗倾覆分析及加固研究的基础上，以支座反力法和稳定系数法为理论依据，采用Midas/Civil有限元软件对加固后的独柱墩现浇连续箱梁桥进行倾覆稳定性分析。结果表明：两种加固方法都可以提高桥梁的横向抗倾覆性能，采用增设盖梁和支座与采用增设抗拔约束装置加固方法相比，独柱墩支座受压承载力明显减小，稳定系数大幅度提高，独柱墩被加固后的3支座体系可改善桥梁结构受力状态，增设盖梁和支座加固法对独柱墩桥梁抗倾覆安全性优于增设抗拔约束装置加固法。     

某立交桥病害分析及维修加固设计

独柱墩曲线桥由于造型简洁流畅、建筑高度小、桥下通视性好、适应场合多及施工方便等优点,在城市立交桥、高架桥中应用较多,但由于主梁位于平曲线上,易出现横向滑移、支座脱空等常规病害,甚至会出现主梁侧翻、墩柱开裂等严重病害,严重影响结构正常使用。文章以某立交桥匝道为例,分析病害产生的原因,在分析结果基础上针对性地进行维修加固设计,目前该桥已维修加固完成并竣工通车,为类似工程的分析与维修加固设计提供参考依据。     

支承形式对曲线梁桥的受力影响分析

以实陆工程中曲线梁桥为例,借助有限元方法分析了自重、预应力和活栽等作用下主梁扭矩和竖向支座反力的特点,研究设置抗扭支座和支座预偏心对曲线梁桥受力的影响,同时研究曲率半径的变化对曲线梁桥的影响规律．分析结果表明：在独柱墩设置预偏心与中支点设置抗扭支座可以减小曲线梁桥的扭矩,有利于梁端内外支座反力趋向均衡;半径愈小,对曲线...     

支座观测仪的开发与应用

桥梁支座脱空现象是引起梁桥铰缝破坏、单片梁受力、梁板产生斜裂缝和桥面破坏的主要原因,极大的降低了桥梁的使用寿命.除施工误差外,缺乏有效的检查手段是支座脱空现象普遍存在的根本原因.本文提出一种新型桥梁支座检查装置--支座观测仪,详细介绍了该设备的工作原理及使用方法,为桥梁支座脱空现象的检查提供了一种有效的方法.     

电磁拉压支座在独柱墩桥梁抗倾覆中的应用研究

独柱墩桥梁通常用于城市匝道弯梁桥中,本文通过独柱墩弯梁桥的受力分析及支座布置,研究了一种新型的电磁拉压支座,其通过在弯梁桥内侧提供拉力进而提供抗倾覆的力矩,实现独柱墩桥梁的抗倾覆。     

季冻区高速公路板梁支座脱空现象分析及防治措施

通过对吉林省已建高速公路桥梁设计、建设、运营情况的调查,发现中小跨径装配式板梁桥支座脱空现象较为明显,是引起桥梁上部结构各种病害的原因之一。设计中板梁桥大都采用板式橡胶支座,每片梁下有4个支座,在施工中很难做到使其在运营中均匀受力。本文经过高速公路桥梁支座脱空现象的分析,找出在设计和施工中易引起支座脱空现象的原因,并提出有针对性的解决方法和改进措施,供工程设计和建设参考,以确保工程的可靠性和技术经济合理性。     

地震频谱特性对独塔斜拉桥纵向地震响应影响

以一座实际的独塔斜拉桥为背景,分别以速度脉冲波和实际地震波作为地震动输入,研究了不同频谱特性地震输入下独塔斜拉桥地震响应特点.结果表明,近断层地震动的长周期速度脉冲对独塔斜拉桥的地震响应影响显著,特别是当地震动峰值速度(VP)与地面运动峰值加速度(aP)比值较大时,速度脉冲波的周期与主梁第一阶竖弯振动周期接近,塔柱、梁体、拉索和支座等受力明显增加,并可能出现支座脱空和拉索松弛等现象.进一步研究了支座脱空和拉索松弛现象,结果表明,支座脱空和拉索松弛对主梁位移、拉索索力和支座竖向反力等响应的影响较大,不考虑支座脱空和拉索松弛可能会低估梁体位移和拉索的地震响应.     

简支转连续梁桥单(双)支座脱空受力分析

针对先简支后连续梁桥经常出现的支座脱空现象,利用大型桥梁专用有限元软件分别模拟单支座和双支座两种支承形式下不同支座脱空位置,分析支座脱空后桥梁支座反力的变化规律及支座脱空对桥梁内力的影响。研究结果表明,边支座脱空较中支座脱空对相邻支座影响大;在恒载作用下支座脱空导致相邻主梁墩顶负弯矩增大,在活载作用下主梁内力变化较小。     

盾构下穿及列车荷载作用下既有高铁桥梁动力响应分析

以盾构下穿某高速铁路简支梁桥为工程背景,运用有限元软件Midas/GTS建立盾构隧道先后下穿高铁桥梁模型,分析盾构下穿时列车荷载作用下高速铁路简支桥梁动力响应。研究首先分析了当盾构开挖至桥梁近侧,列车以不同速度200～350km.h-1、不同轴重110～220kN运行时对高速铁路简支梁桥墩顶沉降的影响。接着探讨在不同开挖阶段下,速度200 km.h-1轴重110kN的列车动荷载冲击下高铁桥梁墩台顶变形规律。结果表明：盾构开挖至桥梁近侧时,不同速度、轴重列车荷载冲击下,高铁桥梁墩台顶的变形规律基本一致,其沉降在一定时间达到峰值,其后迅速降低并稳定在某一波动范围内;随着列车速度与轴重的增加,墩台顶沉降峰值越大;盾构开挖时,列车时速低于200 km.h-1、轴重小于110kN时其墩台顶沉降峰值当满足高铁桥梁单墩顶竖向沉降控制标准,与列车速度相比,列车轴重对桥梁的动力响应影响更大;列车动荷载作用下,盾构隧道开挖对高铁桥梁墩顶变形的影响主要为盾构开挖至桥梁近侧的初开挖阶段,盾构开挖远离桥侧后墩顶变形基本处于稳定状态。     

软弱地基上的碾压混凝土拱坝应力与位移分析

某工程在软弱基础上修建的碾压混凝土拱坝坝高大于100m,基础软弱,应力和位移大,尤其是坝肩向下游位移大。提出设置推力墩新结构来增强拱座受力,限制其变形。示例对水压荷载作用下坝体的应力和位移进行三维仿真分析,表明仅设置30m长的推力墩能消减50％的坝体下游面(水压荷载)拱向拉应力;位移减小20％;坝肩基岩几乎处于微压状态,水压应力向推力墩转移,加大坝基底面减小坝体沉陷。由于推力墩结构减小了拱跨度,增强了拱坝的整体性,分担了主要的坝肩荷载,可使拱坝应力得到改善,位移得到控制。     

基于Sesam的柔性连接浮式栈桥波浪动力特性分析

为了保证浮式栈桥能够在波浪中正常使用,基于三维势流软件Sesam对系泊浮式栈桥的运动响应与缆绳张力进行非线性时域耦合数值预报。分析了桥节间有无缆绳连接、浪向角等因素对浮式栈桥运动响应的影响。计算结果表明,浮式栈桥的运动响应与缆绳张力受缆绳连接与浪向的影响很大。在有义波高为1.25m谱峰周期为6s时,有缆绳连接的桥节间相对纵荡最大幅值是无缆绳连接时的0.54倍;当浪向为90°时,浮式栈桥横荡方向与垂荡方向运动幅值范围最大;当浪向为105°时,桥节间相对纵荡运动幅值最大。综上所述,桥节间有缆绳连接可以大幅度减少其相对运动幅值,在布置浮式栈桥时,建议选取浪向角为150°~180°。     

桥台对连续梁桥纵向地震响应的影响

以一座带桩基础U形座式桥台的连续梁桥为背景,采用非线性时程方法,研究主梁、桥台和台后填土相互作用对桥梁结构纵向地震响应的影响,探索地震作用下容许桥台背墙进入弯曲屈服或背墙底剪断对桥梁支座位移、桥墩延性需求和桥台单桩弯矩地震响应的影响,并以桥台背墙的屈服弯矩、台梁之间间隙和墩高为参数进行参数分析.结果表明,与容许桥台背墙进入弯曲屈服相比,容许桥台背墙底部被剪断工况中的支座纵向位移、桥墩位移延性需求和桥台单桩弯矩明显减小;增大桥台背墙屈服弯矩可减小支座位移,桥墩位移延性需求随桥台背墙屈服弯矩增加呈现先逐渐增加再趋于稳定的趋势,桥台单桩弯矩呈现逐渐增加的趋势;减小伸缩缝间隙的大小可减小支座纵向位移,但可能会增大桥墩位移延性需求.     

轴压比对灌浆波纹管连接预制拼装桥墩抗震性能的影响

根据实际工程制作4个缩尺比为1∶5的桥墩构件,包括1个整体现浇桥墩和3个灌浆波纹管连接预制拼装桥墩.通过拟静力试验和OpenSEES软件,研究双向加载下轴压比对灌浆波纹管连接预制拼装桥墩抗震性能的影响.结果表明,灌浆波纹管连接预制拼装桥墩破坏模式与整体现浇墩较为接近,桥墩破坏集中于接缝附近.随着轴压比的增加,灌浆波纹管连接预制拼装桥墩极限变形能力降低,承载能力和耗能能力有所提升,而轴压比对残余位移几乎没有影响.     

外置耗能钢板预制拼装桥墩抗震性能研究

为推广预制拼装桥墩在中高烈度地震区的应用,在墩底外侧设置耗能钢板,并与整体现浇桥墩、内置耗能钢筋的预制拼装桥墩进行拟静力对比分析,从滞回曲线、骨架曲线、累积耗能及可恢复性等方面,研究了建议结构的合理性. 基于三线型骨架曲线模型提出了外置耗能钢板预制拼装桥墩骨架曲线计算方法,并与数值模拟结果进行对比,两者吻合程度较高. 将预应力度、预应力钢绞线布置位置、耗能钢板用量以及开槽率作为变量,通过PUSHOVER方法对外置耗能钢板预制拼装桥墩的抗震性能进行了分析. 结果表明,增大预应力度可提高承载力和刚度,同时延性有所降低. 预应力钢绞线布置在周围时,桥墩的承载力、刚度与耗能能力得到提高. 钢绞线布置在中心时,桥墩延性有所提高,屈服后变形能力较强. 增加耗能钢板用量可提高桥墩的承载力和刚度. 增加耗能钢板用量能够在一定程度上弥补开槽率的增大对结构的不利影响.     

墩身高阶振型对高墩地震反应影响

采用增量动力分析的方法,全面讨论了墩身高阶振型对桥梁结构地震反应的影响.首先分析了现有规范中的桥梁抗震设计方法应用于高墩的局限性;随后采用了增量动力分析方法,在考虑墩身高阶振型效应的情况下,对高墩桥梁结构在地震作用下的性能进行了研究.结果表明:由于墩身高阶振型贡献,高墩在强震作用下可能沿墩身产生多个塑性区域;墩顶位移与墩底曲率不再同步变化,高墩墩顶极限位移不能采用规范中的方法进行计算;高墩墩身的地震剪力及弯矩需求也会由于墩身高阶振型的显著影响而变得十分复杂.最后提出了针对高墩抗震设计的一些改进措施.     

预应力混凝土桥墩抗震模型实验与性能分析

基于以往的试验研究进行室内振动台试验,模拟分析了钢筋混凝土墩及预应力墩的抗震性能.与普通钢筋混凝土桥墩相比,预应力钢筋利用预应力的高强弹性提高了墩柱的延性性能,降低了残余位移.由于预应力的存在,使得墩柱刚度较普通混凝土墩大,墩顶位移减小,墩底应力降低,能承受更大的地震加速度波.     

下承式刚性系杆拱桥拱座结点受力特点分析

拱座开裂是拱桥经常出现的病害之一。以某下承式钢管混凝土刚性系杆拱桥为工程背景,探讨了刚性系杆钢管混凝土拱桥拱座微小转动对于此类拱桥拱座处内力的影响,由分析可知:拱座的微小自由转动会造成拱脚、系杆端头弯矩大的改变,即拱座结点受力对微小自由转动敏感。在现实的桥梁中施工初始安装、运营期间的重车过桥,尤其是过桥头伸缩缝时的冲击作用等均有可能带来拱座设计中未能考虑到的微小的自由转动。拱座受力对此微小转动的敏感性,很可能是下承式钢管混凝土刚性系杆拱桥拱座开裂的重要因素之一。     

高墩塑性铰研究

为了研究高墩结构塑性铰的形成过程、长度,从墩身曲率分布模式入手,以一座连续刚构桥为研究对象,采用增量动力分析的方法,结合OpenSees分析软件,并从PEER数据库中选取15条地震波,完成了一系列非线性分析,得到了不同状态墩身曲率分布规律,据此总结了高墩塑性铰的形成规律、长度及其与地震波的关系．结果表明：地震作用下,高墩曲率分布模式与传统中低墩有差异,但塑性铰形成过程基本一致,且塑性铰的长度及位置与地震波频谱特性、地震强度均无关,仅与结构自身特性有关．