基于橡胶隔震支座老化作用的近海隔震桥梁地震响应时变规律

通过对橡胶隔震支座进行海洋环境下的老化时变规律试验和理论分析研究,得到橡胶隔震支座在海蚀环境下的性能劣化规律。利用钢筋混凝土材料和隔震支座材料的劣化模型,采用SAP2000软件建立近海隔震桥梁的非线性动力分析模型。定义墩柱劣化、橡胶隔震支座劣化及二者共同劣化三种劣化工况,对桥梁在全寿命周期内的地震响应的时变规律进行分析。结果表明:墩柱材料和支座性能单独劣化均会显著影响桥梁的地震响应,而二者共同劣化的响应结果取决于单一因素的结果。总体来看,随着劣化时间的增大,墩顶最大位移增大,支座水平最大剪切位移减小,墩柱塑性耗能增大,支座滞回耗能面积减小。研究可为桥梁结构全寿命抗震性能分析和评估提供理论依据。     

在役混凝土桥梁可靠度分析

桥梁结构在环境荷载与服役荷载的共同作用下,随着龄期的延长,出现耐久性能退化、承载能力降低的现象,利用可靠度方法研究了结构抗力的时变性能.通过建立荷载效应概率模型,实现对在役混凝土桥梁可靠度的分析.采用该方法对一座服役32年的钢筋混凝土简支T型梁桥进行了分析.结果表明,评估基准期内该桥梁结构的可靠指标的降低与抗弯抗力衰减规律一致,继续服役6年后结构的抗弯可靠指标不符合要求,需进行抗弯维修加固.     

基于天然橡胶支座老化时变规律下近海隔震桥梁时变易损性分析

对天然橡胶隔震支座开展海洋环境下的耐久性试验,进而得到其随老化时间变化的性能劣化规律,同时参考已有钢筋混凝土材料在氯离子侵蚀作用下的性能劣化规律,通过SAP2000软件建立近海隔震桥梁的非线性动力分析模型。考虑墩柱单独劣化、支座单独劣化及二者共同劣化三种工况,开展全寿命周期不同时间节点的桥梁时变地震易损性分析,对比分析不同工况下不同破坏状态的构件失效概率。结果表明:在相同工况和破坏状态下,支座易损性均大于墩柱易损性,随着服役年份增加,墩柱易损性增加,支座易损性下降;从工况一至工况三,墩柱在不同破坏状态下的易损性都随着劣化时间增长而呈现不同程度的上升,而隔震支座的易损性则随劣化时间增长而呈现下降的趋势,在工况三下,两者易损性的变化最为显著;无论对于墩柱还是对于橡胶隔震支座,和不考虑劣化的初始值相比,三种工况下的易损性曲线均产生了较大变化,以初始值对应的易损性曲线去评估桥梁全寿命期内的抗震安全性会导致低估了墩柱易损性,而高估了支座的耗能能力,无法真实反映隔震桥梁的真实抗震性能变化情况。     

考虑氯离子侵蚀的近海桥梁结构地震易损性分析

分析氯离子侵蚀作用对近海桥梁结构抗震性能的影响,提出了近海桥梁时变地震易损性分析方法.以一座近海简支梁桥为例,基于概率方法得到氯离子侵蚀作用引起的纵筋直径和屈服强度、箍筋直径、保护层混凝土抗压强度随时间的退化规律,研究发现随着钢筋腐蚀程度增加,小剪跨比的桥墩会由弯曲破坏转变为弯剪或剪切破坏.基于OpenSees软件建立桥墩在不同服役时间考虑弯曲、粘结和剪切变形的有限元模型并进行Pushover分析和增量动力分析以评估腐蚀桥墩的抗震性能.定义腐蚀桥墩的损伤状态,评估各级损伤状态能力,通过易损性分析方法得到桥梁时变地震易损性曲线.研究结果表明,在氯离子侵蚀作用下,桥墩的材料性能不断退化,导致近海桥梁地震易损性随服役时间逐渐增长.     

考虑材料劣变过程的桥梁地震易损性分析

建立了一套基于概率和非线性有限元的桥梁结构地震性能演变分析方法,分析了材料劣变过程;且结合人工神经网络(ANN)与蒙特卡罗(MC)方法,建立了结构随机能力模型;在能力模型的基础上,通过增量动力分析(IDA),建立了考虑材料劣变过程的需求模型,从而形成地震易损性曲线;并以一座斜拉桥的主塔为例,利用所建立的方法研究了随着服役年限增加结构易损性的变化规律.研究成果可为桥梁的全寿命设计、既有桥梁的运营以及地震风险评估等提供理论依据.     

城市地下复杂化学环境混凝土结构耐久性研究现状

我国正处于城市地下工程建设高速发展时期.与地上结构相比,城市地下结构的服役环境更为复杂,污染源更加多样,结构混凝土极易遭受多种腐蚀性离子的侵蚀,材料性能将不断劣化,最终引起结构功能失效、服役寿命大幅缩短,因此,开展城市地下复杂化学环境混凝土耐久性研究显得尤为重要和紧迫.对城市地下复杂化学环境混凝土结构耐久性研究研究成果进行了系统的介绍,对现有研究中存在的问题进行了深入分析,在此基础上提出进一步的研究建议,旨在促进我国城市地下工程耐久性相关科学技术的发展.     

在役钢结构桥梁提升跨的承载状态综合分析与评价

为了深入研究在役钢结构桥梁的承载能力,确保桥梁安全运营并及时掌握其工作状态,依托工程实例,采用静载试验、动力特性测试及有限元分析相结合的方法,对在役钢结构桥梁提升跨的承载状态进行综合分析。结果表明:弹性状态下,所测试桥梁提升跨的整体运行状态较差,需进行加固维修;随着服役年限的增加,提升跨的桁架各杆件均存在承载力退化现象,结构刚度不断降低,运行状态逐渐变差;对局部杆件进行加固,能有效改善其承载能力,且整体振动频率略微增加,但在其后服役年限内桥梁整体承载能力的劣化速度加快。     

基于高阻尼橡胶支座及墩柱劣化的近海隔震桥梁地震响应分析

为研究高阻尼橡胶支座及墩柱材料性能退化对近海隔震桥梁在服役期内抗震性能的影响规律,给近海隔震桥梁的全寿命性能评估提供理论依据,首先,对高阻尼橡胶支座进行海水干湿循环作用下的性能劣化试验,得到相应的力学性能劣化时变模型,给出全寿命周期内高阻尼橡胶支座力学性能时变参数,并基于钢筋力学性能和混凝土材料退化模型,计算全寿命周期...     

非破坏振动环境对粉煤灰混凝土渗透性能的影响

从正常服役状态的角度,对粉煤灰混凝土的渗透性进行了试验研究.试验中以受压构件作为材料受力状态的模拟对象,考察了非破坏振动环境对粉煤灰混凝土渗透性能的影响规律,发现非破坏振动作用虽不引起材料宏观强度上的破坏,但将使混凝土的抗渗性能劣化,并且分析了混凝土抗渗性能劣化的原因.对比研究了不同粉煤灰掺量在非破坏振动环境中的抗渗效果,结果表明:在试验范围内,当粉煤灰掺量(粉煤灰质量/(水泥质量 粉煤灰质量))从10%增加至20%时,抗渗性能的提高比较显著,当粉煤灰掺量超过20%后,粉煤灰的增加对抗渗性能的提高作用减小;具备抗非破坏振动特性的高性能混凝土的粉煤灰掺量应该大于20%.     

某在役预应力混凝土简支工字梁实桥动静载试验

为测试某在役预应力混凝土简支工字梁桥在服役期间的的承载能力能否达到规范标准.采用荷载试验的方法,研究桥梁结构在静载作用下主要控制截面受力变化.并以某在役预应力混凝土简支工字梁实体桥梁为研究对象,简要介绍简支工字型桥梁在荷载试验过程中所涉及的基础理论,试验原理,测点布置,加载方式等.结合静载和动载试验的结果对桥梁的静力和动力性能进行可靠性分析,研究其在服役期间各项性能指标能否达到要求.为此类预应力混凝土简支工字梁桥在今后的质量评估提供参考价值.     

一般大气环境下钢筋混凝土构件抗震性能时变特征

采用精细化有限元全过程分析方法,考虑混凝土碳化、钢筋锈蚀及其引起的粘结滑移性能退化等多因素耦合作用,研究在一般大气环境使用年限内,耐久性退化对构件抗震性能的影响规律和内在机理.结果表明,一般大气环境下,钢筋混凝土构件使用年限在30a内抗震性能变化不大.当使用年限超过30a后,抗震性能显著退化.当使用100a时,承载力降低22.5%,刚度约退化33.5%,延性降低36.7%,耗能能力降低40.5%.建议在一般大气环境下对钢筋混凝土构件进行抗震设计时,应考虑随使用年限的增长,耐久性退化对抗震性能的影响,从而保证结构良好的抗震性能.     

基于opensees的空心矩形梁滞回曲线分析

在地震作用下,桥梁的延性可以消除部分地震力,同时避免桥梁的整体破坏,而预应力结构的延性比较差,当前条件下往往被忽视,这不利于分析桥梁的抗震能力,深入研究预应力混凝土构件及结构的受力与变形性能有着重要的工程意义;利用开源有限元程序OpenSees对预应力横梁进行分析,通过OpenSees对空心矩形预应力混凝土截面进行滞回曲线分析,可以有效的模拟截面在推倒条件下力和位移的反映情况,有效分析延性性能。     

北京地区钢筋混凝土简支梁桥结构综合评估系统

钢筋混凝土桥的老化问题非常普遍。北京地区已有许多钢筋混凝土桥被列入危桥 ,亟待评估和处理。在对 30座钢筋混凝土简支梁桥进行现场调查、测试 ,和对 3根已拆桥面梁进行静力加载试验的基础上 ,建立了在用钢筋混凝土简支梁桥结构耐久性、安全性和适用性的多层次评估模型和评定方法 ,并完成了相应的的计算机评估系统。对 17座在用桥梁进行了评估 ,评估结果与实际损伤情况相符。该系统可为钢筋混凝土简支梁桥的养护维修决策 ,提供科学依据     

近海在役钢筋混凝土框架结构抗震能力时变劣化规律

为量化表征近海在役钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构的抗震能力时变劣化规律,以氯离子扩散理论为基础,首先研究建立了钢筋锈蚀深度预测模型,介绍了近海在役RC框架结构数值建模方法,进而以可抵御的地震峰值加速度(peak ground acceleration,PGA)为指标表征结构的抗震能力,提出了基于能力谱方法的在役RC框架结构抗震能力量化方法,并分析了不同抗震设防水平下近海在役RC框架结构的抗震能力时变劣化规律,建立了相应的量化模型.结果表明:所建立的抗震能力量化方法可以直接量化在役RC框架结构不同破坏极限状态下可抵御的地震强度,从而直观反映近海在役RC框架结构的实际抗震能力;随着服役龄期的增长,近海在役RC框架结构不同破坏极限状态的抗震能力近似呈线性关系退化,且其退化速率随设防水平的降低不断提高;随着设防水平的提高,近海在役RC框架结构抗震能力劣化的起始时间不断提前;所建立的时变抗震能力量化模型可近似表征近海在役RC框架结构抗震能力的时变劣化规律,但尚需实例验证.     

外包钢加固SRC框架结构地震损伤演化分析

基于外包钢加固震损型钢混凝土框架结构在低周往复荷载作用下的破坏性试验,采用材料性能折减的方法考虑震损影响,对外包钢加固损伤的型钢混凝土框架结构进行有限元建模分析,利用改进的双参数地震损伤模型计算其主要构件和整体结构的损伤指数,并利用多项式函数对其构件及整体结构的损伤演化曲线进行拟合,探讨外包钢加固震损型钢混凝土框架结构在低周往复荷载作用下的损伤演化规律。结果表明,通过折减材料性能来模拟预震损的方法是合理的;改进的地震损伤模型能定量计算结构在各个循环阶段的损伤指数;外包钢加固型钢混凝土框架结构的方法能有效降低型钢混凝土框架结构地震损伤程度,与未加固的震损型钢混凝土框架结构相比,外包钢加固震损型钢混凝土框架结构的抗震性能明显增强。     

环氧沥青混凝土在大跨径钢桥面铺装中的应用

大跨径钢桥面铺装是大跨径桥梁建设中的难点，本文研究环氧沥青混凝土应用于钢桥面的铺装技术，包括材料组成设计，粘结层强度，混合材料料特性和路用性能，钢板与铺装层复合梁抗疲劳性能，环氧沥青混合料生产和摊铺等方面，研究表明环氧沥青混凝土是优良的钢桥面铺装材料，研究成果首次在南京长江第二大桥上的成功应用，为我国大跨径钢桥桥面铺装提供了新的铺装类型，有广阔的应用前景。     

桥梁结构抗震设计中截面刚度的取值分析

目前我国桥梁抗震设计规范对钢筋混凝土桥墩的截面弹性刚度取值没有统一的规定 ,一般取毛截面刚度来作为截面的弹性刚度 ,这与合理的取值之间有较大的差异 .在结合国外最新研究成果的基础上 ,对桥梁结构基于强度抗震设计中采用毛截面刚度所引起的误差进行了分析 ,并建议了一种基于截面弹性刚度合理取值的强度抗震设计方法 .     

部分填充混凝土薄壁带肋箱型钢桥墩拟动力试验

为研究部分填充混凝土的薄壁带肋箱型截面钢桥墩在多遇和罕遇地震作用下的非线性动力性能,制作3根试件,分别不填充混凝土、底部填充20%及40%桥墩高度混凝土,通过MTS伺服加载系统进行此类试件的拟动力试验。试验采用日本阪神地震的JRT-NS波,得到不同工况下试件的位移时程曲线、荷载-位移滞回曲线和累积滞回耗能时程曲线。结果表明:多遇地震作用下,试件均处于弹性工作状态;罕遇地震作用下,底部填充混凝土的钢桥墩处于弹塑性状态,没有明显的破坏现象,表现出良好的抗震性能;对于试验采用的钢桥墩试件,随着底部塑性铰区域混凝土填充率的增加,管内混凝土对外围薄壁钢管发生局部屈曲的约束作用逐渐增大,桥墩的结构刚度、水平承载能力、最大响应位移、残留位移、耗能能力等抗震性能指标都随之得到显著改善。