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。     

独柱墩匝道桥抗倾覆研究

汲取独柱式桥梁倾覆事故的教训,结合现行的公路桥涵规范在抗倾覆性能方面的规定与要求,考虑超载车、重车对独柱墩桥梁的影响,本文拟定三种工况汽车荷载的组合作用,通过施加最大偏心荷载,计算独柱墩匝道桥在正常使用状态下的抗倾覆能力,对该桥梁在三种荷载工况下的抗倾覆性能进行验证,并对三种荷载工况下的结果进行横向比较,得出了一定的分析结果,为以后的桥梁加固与设计提供可靠、详实的资料,对桥梁的安全运营提供有力保障。     

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。     

基于新版《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的桥梁抗倾覆设计分析

新版《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362-2018(以下简称新《桥规》)中首次明确规定了桥梁抗倾覆设计的计算方法.本文对新《桥规》进行了解读,阐述了桥梁倾覆的破坏特征状态,并以3×30 m连续箱梁为计算实例,分析影响桥梁倾覆稳定的因素,比如支座布置形式、支座间距、曲线半径等,得到如下结论:同样条件下,直线桥的倾覆稳定系数大于曲线桥,且随着曲线半径的逐步减小,曲线桥抗倾覆稳定系数也逐渐减小;支座间距对桥梁倾覆计算的影响最大,且随着支座间距的增大,倾覆稳定系数显著增大.     

独柱墩长悬臂隐式盖梁施工方法及 抗震性能

独柱墩因占用空间小特别适用于城市桥梁,其抗震性能是设计的关键问题.本文结合某城市快速路工程,介绍了26 m宽桥梁独柱墩的设计和施工,并采用有限元软件建立空间动力有限元模型,对其抗震性能进行了详细分析.结果表明,在E1/E2地震作用效应+永久作用效应最不利作用下,桥墩仍处于弹性受力阶段;桩基和支座受力性能亦均满足设计要求.该26 m宽城市桥梁独柱墩抗震设计可为同类工程提供参考.     

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.     

墩梁协作受力加固技术在独柱墩桥梁抗倾覆中的应用研究

分析了独柱墩弯桥的受力特点,针对独柱墩弯桥桥中轴线外侧重力大于内侧重力,容易发生倾覆的现象,提出一种墩梁协作受力的加固技术,采用钢绞线将主梁与墩柱联系在一起,在发生倾覆时提供抵抗力矩防止桥梁倾覆。通过Midas/Civil软件进行定性的数值分析发现,所提出的加固技术能够有效地减小支座负反力,达到减小倾覆发生可能性的目的。     

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,...     

浅谈独柱墩桥梁抗倾覆稳定性分析及加固设计

近年来我国各地陆续发生了多起简支、连续梁桥整体横向倾覆失稳直至垮塌的事故案例，这类事故通常事前无明显表征，发生猝然且极容易造成重大的人员和财产损失。文章结合工程实例，采用Midas Civil有限元分析软件，对甘肃某高速独柱墩桥梁进行抗倾覆稳定性分析，基于该分析对该桥梁提出几种提高抗倾覆稳定性的加固措施，并详细分析每种加固方式的优缺点、施工难易程度和对交通的影响，最后对加固效果进行验算分析，期许对独柱墩加固设计提供一些参考。     

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...     

上海越江隧道核爆破坏效应的研究

以上海市翔殷路越江隧道工程为背景,对隧道周围土体进行动三轴试验,建立了隧道的荷载结构模型,分析了不同工况下的荷载变化情况,并基于试验得出的抗力系数,计算出各种工况下隧道主体结构的内力.结果表明：在核爆荷载作用下,土体的弹性模量和抗力系数得到显著提高;通过设置防护门,可以显著提高结构的抗核爆性能;在6级人防荷载作用下,隧道主体结构能够满足承载力要求.     

重庆某铁路转体桥关键结构力学特性分析与施工技术

以重庆珞璜南右线预应力混凝土连续梁桥上跨既有渝贵线铁路工程为依托,研究了转体桥关键结构力学特性及施工控制技术.运用Midas Civil建立桥梁模型,分析主要工况下转体桥整体、局部结构内力及变形,通过对施工时转体系统进行数值模拟,分析了转盘、球铰接触面等关键部位的力学特性;并探讨了转体系统、转体结构称重、配重及抗倾覆验...     

活动支座摩擦力对连续梁桥抗震性能的影响

为揭示连续桥梁支座摩擦作用在地震波作用下的响应规律,采用动态时程分析法,以预应力混凝土现浇连续箱梁桥为背景,建立三种工况的有限元模型,借助ANSYS有限元软件分析了El-Centro波、天津波对支座、桩径、初始刚度等多种工况下的减震率影响的变化规律,得出了对于连续桥梁设置活动支座有利于桥梁抗震,认为在桥梁抗震中由固定墩单独抗震设计是偏于安全的.研究表明,对于连续桥梁在进行抗震设计时应考虑活动支座的摩擦作用,最佳摩擦系数的确定应考虑到桥梁结构刚度、模型简化体系的影响.     

抗剪栓钉对隔震桥梁地震响应的影响

目的研究抗剪栓钉对城市轨道交通隔震桥梁纵向地震响应的影响,分析考虑栓钉的摩擦摆支座组合刚度.方法以某在建城市轨道交通矮墩连续梁桥为研究对象,基于非线性时程分析方法,对比了不同工况下桥梁结构关键部位的地震响应,并分析了不同栓钉抗力对桥梁地震响应的影响.结果曲线、制动墩墩底纵向弯矩时程曲线及梁端纵向最大位移有较大影响;当栓钉剪断时,栓钉抗力对制动墩支座纵向最大位移几乎没有影响,制动墩墩顶纵向最大位移、制动墩墩底纵向最大弯矩随着栓钉抗力的增大而增大,抗剪栓钉的极限抗剪能力宜控制在竖向荷载的6%以内.结论对于城市轨道交通矮墩连续梁桥,进行摩擦摆支座减隔震设计时,要充分考虑抗剪栓钉抗力的影响.     

半遮蔽式门式刚架的抗倾覆性能与结构强度研究

为了探讨半遮蔽式门式刚架能否满足在恶劣环境下的作业施工要求,以舟山某海工企业拟建造的半遮蔽式门式刚架为例,基于实际尺寸进行有限元建模,将风载荷施加于各结构受力面上,分析刚架结构在50 a一遇台风工况下的结构抗倾覆性能、应力及结构强度。结果表明,因刚架本身质量较轻,在50 a一遇工况下,无法满足结构抗倾覆稳定性要求。根据实际工程加固需求,采取了简单易行的地锚加固措施,并进行了计算校核。经应力和结构强度分析可知,50 a一遇台风作用下满足结构强度的工程安全要求。     

超载车辆作用对钢桁架梁式悬索桥的影响

针对钢桁架粱式悬索桥工程实例,通过Midas/Civil建立模型计算,运用子空间迭代法得出该桥型的动力特征;再以不同的荷载工况分析主缆和吊索的位移时程曲线及各杆件的内力变化.结果表明:车辆荷载作用下桥跨发生最大位移的部位在1/4跨处;当车辆单侧行驶时,较小荷载引起主缆两侧位移变化不大;随着车辆荷载的增大,未加载侧主缆位移变化明显小于加载侧主缆位移变化;桥梁端部吊杆与桥塔间距大于标准吊杆间距,车辆荷载作用下端部吊杆应力较大;桥梁最不利位置在端部支座位置处以及跨中位置,应重点监测桥梁端部吊杆及钢桁架下弦杆的应力变化,防止由此引起的重大事故发生.     

台风作用下门式刚架结构减压抗倾的数值模拟分析

经初步核算某船厂拟建门式刚架风雨棚结构,不能满足50 a一遇台风工况下的结构抗倾覆稳定性要求。故本文根据实际工程需求,采取在两侧各布设两个通风窗户以达到一定的减压抗倾效果,并通过数值模拟手段验证其减压、抗倾覆性能。对比分析发现20 a和50 a一遇台风工况下压力与倾覆力矩的数值计算值与理论计算值符合良好,并且进一步验证了增设窗户可有效减小迎风面的压力和背风面的吸力,整体减压抗倾效果显著。门式刚架结构满足50 a一遇台风工况下抗倾设计要求。此外,还得到的关于门式刚架表面风压分布规律的相关结论,为该类建筑物结构设计与工程安全性改进提供了一定依据。     

考虑支座失效的基础隔震结构振动台试验研究

为研究隔震结构在多向动力耦合激励下的动力响应和荷载传递路径,进行了一个缩尺比例为1∶4的三层平面不规则RC隔震框架结构振动台试验. 通过研究结构的加速度响应、位移响应、隔震支座内力响应、损伤跨梁混凝土和钢筋应变等,揭示了多向动力耦合激励下的抗倒塌性能. 进一步利用OpenSees有限元软件,分析了损伤跨梁内力和支座损伤指数分布规律. 研究结果表明：在双向水平地震和单个隔震支座突然失效引起的竖向不平衡荷载耦合激励下,失效点位置处结构的竖向动力响应显著增大,并发生明显的竖向变形;支座瞬时失效产生的动力效应对各支座内力均有影响,特别是对相邻支座的内力影响更加明显;支座瞬时失效产生的竖向不平衡荷载由空腹效应和梁端弯矩共同抵抗;支座瞬时失效对相邻支座损伤指数影响最大;在多向动力耦合激励下失效区域的动力响应比仅考虑竖向不平衡荷载下更显著,隔震层损伤指数分布相比地震单独作用下更加离散.     

不同荷载工况下钢筋混凝土深梁的拓扑优化设计

为探讨不同荷载工况对钢筋混凝土深梁拓扑优化的影响,同时改进当前深梁设计方法,采用渐进演化类拓扑优化算法寻求钢筋混凝土开洞深梁在不同集中加载工况和荷载集度工况下的最优拓扑结构,再依据这些最优拓扑结构建立相应的压杆[CD*2]拉杆模型,并分析这些最优拓扑结构和压杆[CD*2]拉杆模型的差异。结果表明：压杆[CD*2]拉杆模型均为较符合满应力分布的Michell结构;集中荷载作用在梁顶时,荷载从加载点通过最短直线压杆以压力的形式向支座传递;集中荷载作用梁腹和梁底时,荷载则通过伞状拉杆悬吊在主压拱上,再向支座传递;随着荷载集度降低,最优拓扑结构向拱或拱[CD*2]组合压杆的组合体系演化。在工程设计中,对于不同荷载工况条件下的钢筋混凝土深梁,可以参照最优拓扑结构在内部有针对性地设计隐藏的受压加强构件或受拉钢筋。     

高墩大跨连续刚构桥静动载试验

目的评价高墩大跨连续刚构桥在试验荷载作用下的承载能力与工作性能,为此类桥型的设计施工和运营养护提供参考.方法以云南省沾益至会泽高速公路牛栏江大桥为工程背景,荷载试验包括静载试验、动载试验,分别测试静载工况下各控制截面的应力状态和整体挠度,动载工况下桥梁的动态响应和振动模态参数.结果截面各测点的实测应力值、挠度值均小于理论计算值,桥梁的实际状况要好于理论情况.部分截面均出现了残余变形,相对残余变形小于20%.桥梁在无障碍行车工况下冲击系数在0.10～0.14;有障碍行车工况下冲击系数在0.20～0.29,说明桥面不平整时冲击效应较为明显.竖向一阶振动频率大于横向一阶振动频率,说明该桥竖向刚度强于横向刚度;同时该桥自振频率试验值均大于计算值.结论桥梁结构的整体刚度满足《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/T J21-01—2015)的规定.桥梁结构承载力及变形满足公路一级设计荷载正常使用要求.