动水压力对深水桥梁性能设计的影响

通过一个深水桥墩实例对中国与日本桥梁抗震规范的地震动水压力计算方法进行比较研究,分析规范关于动水压力计算的异同点,计算表明两者结果相差较大. 对桥墩的动水压力进行数值模拟计算,考察动水压力沿深水桥梁高程的分布. 为研究动水压力对桥梁整体结构动力特性的影响,以主跨260 m的牛根大桥为背景建立有限元计算模型,采用附加质量法进行计算. 结果表明,附加质量法求得的位移和弯矩比不考虑动水作用的情况有较大增幅,也表明动水压力对桥梁的性能有较大的影响. 在深水桥梁的性能设计理论与应用领域中,水与桥墩的相互作用问题有必要进行进一步的研究.     

饱和砂土液化后再固结体变特性研究

通过对饱水砂土动加载后的再固结体变特性试验研究，发现动加载后的再固结体变不仅与动加载引起的超孔隙水压力、动加载引起的土体最大剪应变有较好的相关性，而且试样的初始有效固结压力对它也有较大的影响．基于试验结果提出了一个可考虑围压影响的再固结体变计算公式．     

基于水泵力场效应的水泥混凝土路面现场冲刷试验研究

针对目前水泥混凝土路面板底脱空处动水压力模拟存在的不足,通过现场试验测定了脱空位置、浸水情况、荷载速度、车辆轴质量、温度差、面板厚度和基层模量等条件下的动水压力大小以及冲刷损失量.结果表明:在交通荷载作用下,第二块板底产生水压力而第一块板底产生抽吸力,致使水流方向与行车方向相反;板角处脱空为最不利脱空位置;随着注水量的增加,动水压力呈线性增长;随着车辆轴质量的增加,动水压力呈指数增大;当后轴重力从38.2kN增加到68.2kN,动水压力增幅约110%;随着行车速度和温度差增加,动水压力呈线性增长;随着面板厚度和基层模量的增加,动水压力分别呈线性递减和乘幂减小.     

基于水泵力场效应的水泥混凝土路面现场冲刷试验研究简

针对目前水泥混凝土路面板底脱空处动水压力模拟存在的不足,通过现场试验测定了脱空位置、浸水情况、荷载速度、车辆轴质量、温度差、面板厚度和基层模量等条件下的动水压力大小以及冲刷损失量.结果表明:在交通荷载作用下,第二块板底产生水压力而第一块板底产生抽吸力,致使水流方向与行车方向相反;板角处脱空为最不利脱空位置;随着注水量的增加,动水压力呈线性增长;随着车辆轴质量的增加,动水压力呈指数增大;当后轴重力从38.2kN增加到68.2kN,动水压力增幅约110%;随着行车速度和温度差增加,动水压力呈线性增长;随着面板厚度和基层模量的增加,动水压力分别呈线性递减和乘幂减小.?更多还原     

非饱和与饱和黄土统一性动力响应机制试验研究

动荷载作用下,非饱和与饱和天然黄土在直观表现上显著不同,前者以震陷(动残余应变)为特征,后者则表现为液化现象.基于室内静(动)三轴试验、土水特征曲线测试,结合天然黄土的水、气两相在固相介质中的渗透性,研究固、水、气三相介质控制黄土应力响应过程的差异性作用,揭示天然黄土动残余应变与液化在动力响应机制上的统一性.试验分析结果表明:不同加载过程中,加载应力与残余变形、残余变形与孔隙压力的相关系数,普遍高于加载应力与孔隙压力的对应量值;相较固相介质响应外部荷载作用的变形过程,水、气两相的响应明显具有受限于固相介质变形的特征;固相介质的受载变形和水、气两相介质的低渗透性,是黄土动力响应过程中孔隙压力增长的决定性因素;非饱和与饱和黄土在直观现象上的差异,与水、气相在渗透性与可压缩性方面的显著差别密切关联.     

湖相软土动力特性影响因素敏感性分析

考查动应力幅值、振动频率和围压3个因素,进行3因素3水平的正交试验设计,根据正交设计方案进行动三轴试验,研究了循环动荷载下湖相软土的轴向累积应变、动孔隙水压力和动弹性模量等动力特性,并通过敏感性分析探讨了各加载因素对软土动力特性指标影响的显著性。结果表明,动应力幅值对软土轴向累积应变、动孔隙水压力和动弹性模量的影响均十分显著,围压为影响轴向累积应变和动弹性模量的次要因素,而影响动孔隙水压力的次要因素为振动频率。     

贯穿钢筋在波形PBL连接件中的影响研究

为了研究贯穿钢筋直径对波形PBL连接件极限抗剪承载力的影响,设计了贯穿钢筋直径分别为16 mm、20 mm和25 mm三组PBL连接件推出试验试件,通过使用5 000 kN的加载试验机对试件进行加载试验,测量出试件中工字钢与混凝土板之间的相对位移,并绘制出试件的荷载位移曲线.试验结果表明,当贯穿钢筋直径从16 mm增加到20 mm时,波形PBL连接件的抗剪承载力随着贯穿钢筋直径的增加而提高,当贯穿钢筋直径从20 mm变到25 mm时,波形PBL连接件的抗剪承载力虽在增加但增幅明显下降.     

饱和层状砂土三轴液化试验

为了研究具有层状结构的饱和砂土液化时孔隙水压力的发展规律，利用GCTS-STX-050气动三轴测试系统对层状饱和砂土进行等幅应变控制下的液化试验研究，分析了试样中不同粉粒夹层厚度、位置及分布层数对液化影响.试验结果表明，试样液化所需的循环加载次数与粉粒夹层的厚度呈非线性关系，存在一临界厚度使得循环加载次数最大;粉粒层能够有效地阻碍细粒层产生的超孔隙水压力的传递，而细粒层对粉粒层产生的超孔隙水压力阻碍效果不明显;相同厚度下，粉粒夹层两层分布较一层分布对超孔隙水压力的阻碍作用更加明显.试验结论可为地震作用下具有层状结构的饱和砂土液化规律的探索提供一定的参考依据.     

表演水池鱼跃浪压力计算与试验

海洋馆内表演水池的透明亚克力板跨度大,侧向刚度低.虎鲸表演形成的动水压力会引起亚克力板向外变形,其量值对亚克力板的变形控制而言是关键因素.开展了表演水池鱼跃浪的缩尺模型试验,测得动水压力.与规范公式比较,提出了表演水池鱼跃引起动水压力的计算方法.还采用实测动水压力对鱼跃过程中亚克力板的受力变形进行了有限元数值模拟.试验和计算结果表明:鱼跃动水压力使亚克力板产生的侧向位移最大达到静水压力位移的88.6%,在设计时值得重视.     

动水压力的形成与模拟测量

应用伯努利定理计算得到了理想状态的动水压力理论值，并进行了实际测量．测量结果证实了动水压力的存在，回归分析得到了实测动水压力与行车速度的平方呈正比的关系式．有压条件下渗透性试验结果表明，沥青混凝土在动水压力下的渗透性将急剧增大，对路面的危害严重．     

水流、波浪作用下复杂桥墩动力响应

为了明确水流和波浪作用下复杂桥墩动力响应特点,以某4柱桩柱式框架墩连续梁为依托,运用ANSYS建立桥梁（墩）-水耦合数值分析模型,分析桥墩在水流作用下绕流,对单墩和桥跨结构中该墩在不同流速、不同波高以及波、流联合作用动力响应进行研究。研究表明：绕流分析显示各墩柱速度场和压力场不对称;水流单独作用时,动力响应均随着流速和水深的增加而增大;与单墩相比,由水流产生的桥梁结构中桥墩动力响应小,且动力响应随流速和水深增加而逐渐增大;波浪单独作用时,单墩和桥梁结构中桥墩的动力响应均在波峰作用时产生最大值,在波谷作用时产生最小值;随着波高增加,桥墩和桥梁动力响应在波峰和波谷处动力响应最值随之增大;随着入水深不断增加,波浪对单墩和桥梁结构中桥墩的动力作用越显著;波、流联合作用时,桥梁结构中桥墩动力响应均随着波高和水深增加而增加,波峰时动力响应最值随着流速增加而增大,波谷时动力响应最值随着流速增加而逐渐减小,水流影响系数最大12.96%,表明波浪在动力响应中起主导作用;波浪波向和水流流向相同时,波、流联合作用动力响应并非两者单独作用叠加。     

滑坡涌浪对桥墩冲击波压分布规律及计算

桥墩是三峡库区的重要建筑物之一,针对滑坡涌浪对桥墩的影响,通过物理模型模拟涌浪的产生、传播以及对桥墩的作用,分析了滑坡体方量、初始浪高及库区水深等因素对桥墩所受冲击压力的影响。结果表明,不同水位条件下,同一桥墩最大冲击波压分布规律有所不同,规范计算给出的分布规律不完善;前人运用孤立波的叠加来研究涌浪所得结论在一定水深条件下才适用,深水条件下呈现波动性多峰值分布,其结论并不适用。不同岸侧的桥墩,最大冲击波压的分布规律有区别且最大值的作用位置也有所不同,在工程设计中两岸桥墩应分开计算最不利荷载情况;基于多元线性回归给出了桥墩的最大冲击波压计算公式,供工程设计计算参考。     

近场地震动输入问题的研究

用时程分析方法来分析桥梁结构地震响应时,地震波的选择合适与否决定了分析结果的稳定性及可信性。本文提出双参数控制法作为考虑近场地震输入时地震波的选择方法,并与传统的地震波选择方法相比较。利用有限元方法对实际桥墩进行了检算,通过分析得出：采用双参数控制法选波的计算结果离散性比较小且能够反应近场地震的特性;验证了较大PGV／PGA比值的近场地震波会引起结构较大的地震响应的观点;并认为速度脉冲周期下宜作为考虑近场地震输入时选波的指标。     

地震下桥墩动水压力分析

对地震下圆柱形桥墩上的动水压力,提出了一个半解析半数值方法,针对弹性桥墩结构,利用Trefftz完备函数分别构造了流体的弹性振动速度势和刚体运动速度势,采用梁单元有限元方法求解耦联运动方程,与其他方法相比,这一方法计算相对简单、有效,并可考虑表面波效应和流体的压缩影响.算例表明,这一方法具有较高的精度.     

多点地震输入对桥梁动力反应的影响

根据拉格朗日方程推求了多点地震动输入时对三跨简支梁桥的地震动力反应计算公式,并编制了龙格-库塔法数值求解程序。分析与计算结果表明多点地震输入比一致地震输入下墩梁之间的相对位移大,当Δ=0.1s 时,η值可达4.96倍。纵梁质量、等效阻尼系数、桥墩截面刚度对墩梁相对位移有较大的影响,在大跨度桥梁结构设计时,有必要综合考虑三者的影响,选择最优组合,避免发生落梁破坏。     

地震作用下深水高墩刚构桥梁的动力响应分析

高墩大跨连续刚构桥梁的抗震性能是桥梁设计人员重点关注的问题.当高墩处于深水之中,由于桥墩外围的水和桥墩体内的水将由于震动而同时对桥墩产生作用,对其进行动力响应分析更为困难.在计算墩水耦合效应时采用Westergaard理论,对一座连续刚构桥梁的地震动力响应进行了反应谱分析和时程分析.研究结果认为考虑墩水耦合效应后,桥梁...     

单舱地下综合管廊地震动力响应振动台模型试验研究

采用振动台模型试验方法,对EL-Centro地震波作用下单舱地下综合管廊结构动力响应、土体动力响应以及土-结构相互作用机理开展研究。模型试验依托某实际工程为原型,按照1:15的比例尺缩,设计振动台模型试验,输入不同峰值加速度地震波,以此获得管廊结构以及周边土体的动力响应规律。试验结果表明:土体与管廊结构在振动过程中相互制约,存在明显的土-结构相互作用,在强震作用下管廊侧壁和土体出现脱离的情况,单舱管廊结构的运动始终保持了较好的整体性;管廊周边土体由于受到管廊侧壁的约束作用,土体发生不均匀位移或相对位移,动土压力分布形式错综复杂,土拱效应明显;在横向一致地震作用下,管廊结构横向应变随着地震波输入峰值加速度的增强而增大,其中管廊结构中部截面变形最为明显,各截面角点处的变形位移最大,是管廊抗震设计中需要重视的关键部位。     

砌体模型隔震试验研究

针对农村民居低矮房屋抗震能力普遍不足的现状,提出一种新型、经济、简单、可靠的隔震技术:钢筋-沥青复合隔震墩技术.根据相关理论设计了相应的隔震墩试件,进行了砌体模型房屋隔震试验研究.结果表明,在加速度峰值0.3g以下时,隔震墩钢筋处于弹性工作状态,震后能自动复位.隔震墩加速度折减系数在0.14～0.67之间,具有很好的减震效果,并且对高频波形的过滤作用尤为明显.设置隔震墩后上部结构的抗震构造要求可相应降低,将节省的资金用于隔震体系的建设,基本不增加房屋整体造价。     

连梁装置游间量设置对弯桥动力特性的影响

基于某两联曲线弯桥建立了计算模型,分析其在罕遇地震作用下碰撞反应特性,明确了该曲线弯桥的动力响应机制.基于梁间连梁拉索装置的设置,研究游间量对曲线弯桥动力特性的影响.研究表明：地震波的频谱特性对曲线弯桥碰撞反应影响显著,在远场地震作用下,梁间碰撞频率增大,但碰撞冲击力减小;随着连梁装置游间量的增大,游间量值对连梁拉索轴力的影响减弱,对梁间碰撞力的影响增强,梁间碰撞力增大,但碰撞次数基本无变化;游间量对墩底塑性开展影响显著,随着游间量的减小,曲率延性需求系数降低,较无连梁装置时减少62.5%.