曲率半径和激励角度对刚构桥地震响应的影响

目的研究曲率半径和地震动激励角度对高墩大跨连续刚构桥地震响应的影响,确定该类桥型的最不利地震激励方向.方法以某跨度为(70+3×127+70)m的公路连续刚构桥为背景进行分析,采用有限元法建立全桥模型,并考虑桩-土相互作用,探讨曲率半径对结构动力特性的影响;采用反应谱法研究地震作用下桥梁结构的内力和位移响应.结果分析结果表明:曲率半径对该类桥的自振特性有较大影响,随着曲率半径的减少,结构的自振频率和整体刚度逐渐降低;在纵桥向激励时,随着曲率半径的增大,桥墩纵桥向的内力及位移均有增大趋势,在横桥向激励时,随着曲率半径的增大,桥墩横桥向的内力及位移变化规律不明显.结论该类桥梁的最不利地震动激励方向并不是纵桥向和横桥向,其最不利地震动激励角度大致为80°和165°.     

斜拉拱桥拱肋横撑对动力和稳定性的影响

运用有限元软件ANSYS对某斜拉拱桥进行动力和稳定性分析,对比分析了横撑数量、形式及布置部位等因素对结构动力和稳定性能的影响。结果表明,斜拉拱桥的面外刚度低于面内刚度,且其横向稳定问题较普通拱桥更为突出;横撑布置方式对斜拉拱桥面外刚度和扭转刚度影响较大,对面内刚度影响很小;拱顶横撑质量对结构动力和稳定性能的影响较其刚度大,此处不宜采用"米"字撑;增大除拱顶外其他部位横撑刚度对提高结构动力和稳定性能的效果比增加横撑数量更为明显,但一定数量的横撑是保证结构横向刚度的前提,且"K"字撑对动力和稳定性能的影响较"米"字撑显著。     

新型钢-砼组合简支桁梁桥自振频率研究

建立了钢-砼组合简支桁梁桥振动性能的力学分析模型,并推导了基于自由界面模态综合法计算结构自振频率的基本原理和公式,以西平铁路80m钢-砼组合桁梁桥的实桥模型为基础,应用有限元软件Midas建立了钢-砼组合桁梁桥模型并对其进行了模态分析,通过脉动试验的自振频率测试结果和有限元分析结果验证了自由界面模态综合法计算桥梁自振频率的准确性和高效性,采用有限元数值计算的方法研究了桥面宽度、腹杆和横撑刚度、槽型梁及上弦杆截面尺寸对钢-砼组合桁梁桥自振频率的影响.     

结构参数对低层轻钢房屋抗震性能影响分析

为研究不同结构参数对低层轻钢房屋抗震性能的影响,以已有试验结果为基础,采用ABAQUS软件建立轻钢房屋的有限元模型,计算得到的房屋自振频率、加速度反应及位移反应等均与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的正确性.在此基础上,对验证后的房屋模型在9度多遇及9度罕遇地震作用下进行了变参数分析.研究结果表明:采用增加覆面板数量、增设柱间斜撑的墙体构造形式可提高房屋的自振频率、加速度及位移响应;但改变覆面板材料对整体结构的动力特性及地震响应影响较小;墙体开洞率对房屋在地震作用下的结构响应影响明显,因此墙体开洞率不应大于29.09%;轻钢房屋长宽比减小,平面布置更规则,结构自振频率增大,加速度及位移响应降低.     

横撑对斜拉拱桥稳定性的影响

采用有限元法分析了横撑对斜拉钢管混凝土拱桥整体稳定性的影响.以湘潭市湘江四大桥为例,采用线弹性特征值稳定的分析方法,探讨了横撑布置位置、布置形式以及横撑刚度对斜拉拱桥稳定性的影响.结果表明,横撑对斜拉拱桥稳定性的影响体现了和一般钢管混凝土拱桥相同的性质,对结构稳定性影响最大的是桥面上3/8处的K字撑.增加横撑的数量比增加横向刚度更能提高稳定性,在同等数量的横撑下,增加横撑刚度才能起比较大的作用.横撑刚度增大,稳定性提高;刚度减小,稳定性降低,因此,采取增大横撑弦管尺寸或者改变材料特性来提高横撑刚度的方法提高稳定性,效果不明显.     

横隔板对简支Ⅱ形梁自振基频的影响分析

针对铁路提速后预应力混凝土简支Ⅱ形梁横向刚度不足的问题,以某40m预应力混凝土简支Ⅱ形梁为研究对象,系统分析了横隔板的位置、数量和厚度对梁体自振基频的影响。研究结果表明：横隔板的位置、数量对梁体的竖向自振频率影响不大,但不同横隔板布置方式对梁体的横向自振频率影响较为显著,梁端横隔板比跨中横隔板对梁体的横向自振频率影响更显著;随着横隔板厚度的增加,横向自振频率增加而竖向自振频率减小。利用分析结果,本文计算分析了不同横隔板的加固组合方式,确定了两侧梁端各3块横隔板加厚至0.7m为该桥横向刚度的最优加固方案。     

单桩基础弱化对海上风机动力响应的影响

为研究海上风机在基础弱化条件下的动力响应特性以及基础刚度对其动力响应的影响,以某单桩基础的海上风机为例,建立考虑基础刚度弱化的海上风机动力分析模型,进行不同基础刚度条件下风机的整体动力响应分析。研究结果表明：基础刚度降低,对上部结构的约束作用减弱,结构的自振频率随基础刚度降低而减小,逐渐接近风机1P频率,增大结构共振风险;泥面和塔底处的水平位移受基础刚度影响较大,而塔顶水平位移对基础刚度变化不敏感;基础刚度降低会轻微增大极限弯矩荷载,但会较明显地增大塔底疲劳荷载,导致对结构疲劳的不利影响;风机紧急停机会产生更剧烈的结构响应,并且基础刚度降低会加剧这一现象。     

钢筋混凝土系杆拱桥稳定性影响参数

以某钢筋混凝土系杆桥为对象,基于拱桥稳定性分析理论,采用非线性有限元分析方法,研究了布载方式、矢跨比、加劲梁抗弯刚度、拱肋刚度、吊杆刚度和横撑数量等参数对拱面内和面外失稳的影响.结果表明:不对称布载方式会降低拱桥的稳定性,全桥均布满载的稳定系数要比全桥均布半载的高;当矢跨比为1/4.5～1/6.5时,其面内与面外的失稳特征值随着矢跨比的减小而减小,但减小幅度最大不超过2%;加劲梁的面内抗弯刚度对面内失稳的影响大于对面外失稳的影响;增加拱肋抗弯刚度能有效提高面内及面外稳定系数;当吊杆刚度增加或横撑数量增加时,面内失稳特征值增加不大,而面外失稳特征值呈线性递增趋势.     

大跨径钢拱桥的横向非线性地震响应分析

针对大跨径钢拱桥分析了几何非线性对横向地震响应的影响 ,并着重进行了横撑的横向地震响应分析和其对拱桥地震响应的影响 .结果表明横撑作为连接构件是横向地震作用下的薄弱环节 ,极有可能在拱肋材料进入非线性之前发生破坏 ,从而导致侧向刚度降低 ,削弱拱桥的整体面外稳定性 .     

设置双向隔震支座铁路桥梁的耦合振动响应

利用有限元软件ANSYS建立了一座三跨隔震桥梁三维模型,并利用Matlab编制双向隔震铁路桥梁和列车组成的车桥系统耦合振动分析程序,研究了铅芯橡胶双向隔震铁路桥梁在列车荷载作用下的动力性能.分析结果表明:隔震桥梁在横桥向的隔震周期越大,桥梁梁体在列车荷载作用下横桥向位移越大,而扭转角和竖向位移变化不明显;桥梁横桥向的隔震周期较大时,支座阻尼对列车作用引起的桥梁梁体横桥向水平振动的衰减作用更加明显;随着桥梁横桥向隔震周期的增大,车体横摆、侧滚振动位移响应显著;隔震支座阻尼对车体横摆、侧滚位移响应有一定的衰减作用;横桥向的隔震周期和隔震阻尼比的不同对车体摇头、沉浮和点头位移响应影响较小.     

石拱桥、双曲拱桥检测与评估

我国在20世纪50～80年代修建的大量石拱桥、双曲拱桥仍在服役,此类旧桥的技术状况评定是目前亟待研究的问题.该文针对石拱桥、双曲拱桥结构的特点,结合工程实例,介绍了在役石拱桥、双曲拱桥承载能力检测与评估的方法,其方法和思路为公路桥梁养护管理中类似桥梁的检测和评价提供借鉴和参考.     

钢管混凝土拱桥拱轴线施工误差影响分析

选取单圆管、哑铃型、桁式截面的钢管混凝土拱桥各一座,建立有限元模型,分析了面内外、正反对称拱轴线施工误差对成桥状态下使用受力性能和极限承载力的影响.研究结果表明:目前桥梁施工规范中对钢管混凝土拱桥拱轴线施工误差的限定是较为合理的,其对钢管混凝土拱桥正常使用状态下的受力性能以及极限承载力均影响较小.     

样条箱拱段子域在箱拱桥梁中的应用

以薄壁箱拱理论、变分原理及样条函数方法为基础,建立了样条箱拱段子域(单元),考虑了剪力滞效应及畸变效应.这种子域(单元)为两结点18自由度的子域(单元),能模拟薄壁箱拱的拉压、弯曲、扭转、扭翘、剪切、剪力滞效应及畸变效应.文中附有算例,计算结果表明:这种子域(单元)不仅计算简便,而且精度高.     

双曲拱桥加固方式研究

某大桥为双曲拱,经检测评定该桥承载能力下降明显,不满足设计和规范要求。为提高公路桥梁通行能力,对其进行了加固处理,经加固方案综合比较,该桥采用改变截面形式方案,通过加固处理完工后,最后进行荷载试验评定了该桥加固效果,发现该桥加固前后结构刚度与强度明显提高。改变截面法加固双曲拱桥的方法切实可行,收到了良好的社会和经济效果。     

弹性嵌固圆弧拱的稳定分析

以现代桥梁，房屋及国防工程为背景，按弹性支承拱分析拱结构的弹性稳定问题，推导出弹性嵌固圆弧拱的稳定特征方程，分析讨论了弹性支承对临界荷载的影响。     

双曲拱桥主拱圈有限元模拟及其力学性能分析

针对目前较多旧双曲拱桥亟待加固的情况,结合郭坑大桥主拱圈变形较大,出现一些裂缝,采用大型结构分析通用程序,建立双曲拱桥的空间有限元模型进行静力和动力分析,以便准确地对旧双曲拱桥主拱圈进行评估,确定其是否有安全隐患,为将来的旧桥加固与修复提供依据。     

钢管混凝土劲性骨架拱桥主拱圈施工方法进展

20世纪,劲性骨架拱桥逐渐由钢筋混凝土拱桥发展而来.劲性骨架由半刚性骨架向钢管-型钢劲性骨架、钢管混凝土劲性骨架发展.与传统的钢筋混凝土拱桥相比,钢管混凝土劲性骨架拱桥主要以钢管混凝土劲性骨架作为支架成拱.拱圈的施工阶段包括钢骨架的架设、管内混凝土的灌注、外包混凝土的浇注.总结了中国钢管混凝土劲性骨架拱桥,讨论了各施工阶段的具体施工方法.在跨径方面,钢管混凝土劲性骨架拱桥将实现明显的增长;拱圈施工控制的重要性日益突出,应进一步研究的工作包括分肋吊装的线形控制理论、外包混凝土分环、分工作面的最优设计准则及斜拉扣索调载理论.     

拱肋局部特性改变对拱桥动力特性影响试验研究

针对一座服役40余年的钢筋混凝土旧拱桥进行了全面的现场检测(包括材料性能和拱桥静、动力特性).基于模型相似理论,以20∶1的几何比尺制作了单跨拱桥有机玻璃模型.为了不损坏结构的完整性,尝试利用对主拱圈局部增加质量块来模拟拱肋局部特性的变化.以大桥的动力特性作为大桥健康状况的指纹,对拱肋不同位置局部质量变化后的模型结构进行动力模型试验,得到了结构阻尼、固有频率和振型.研究表明,拱肋局部特性的变化对结构加速度放大倍数影响显著,而对模型自振频率和阻尼的影响并不明显.     

隔河岩上重下斜封拱式重力拱坝设计研究

为适应隔河岩坝址特殊的自然条件，采用拱梁分载法进行平、斜封拱,坝的比较计算，并对各种斜封拱坝方案进行分析研究，结合三维有限元计算及结构模型试验验证，选用三心单曲、上重下斜封拱式重力拱坝体型。安全监测资料表明：大坝受力条件优越，运动正常。