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。     

黄土沟谷地区格构式高墩偏位及受力性能分析

黄土沟谷地区格构式高墩在施工以及使用过程中,由于受到不同因素的影响,其墩身可能会产生一定的偏位。为研究其偏位对墩身受力以及损伤性能的影响,本文以河沟大桥4#高墩为研究对象,利用有限元软件Midas Civil和ABAQUS研究分析了高墩在最不利荷载状态下墩顶的最大偏位值以及偏位后的墩身的受力性能和损伤性能。研究结果表明：最不利荷载作用下墩顶最大偏位为35 cm;当墩顶偏位最大时,墩顶水平推力小于混凝土破坏时的水平推力临界值,此时,墩身受压侧混凝土压应力之比与墩体受拉侧钢筋拉应力之比均小于规范允许上限值,墩身混凝土未发生完全破坏;在墩顶最大偏位位移下,墩身受拉损伤因子相比墩身受压损伤因子较大,墩身受拉损伤比较严重。可见黄土沟谷地区格构式高墩施工应控制墩顶偏位,降低对墩体承载力的消弱。     

多跨矮塔斜拉桥合龙工艺对结构成桥状态的影响

以广东省江肇高速公路西江特大桥（五跨矮塔斜拉桥）为背景,采用BDCMS有限元软件建立平面梁单元模型;以塔顶偏位及墩顶应力为控制目标,确定了次中跨、中跨的合拢顶推力;又以合拢口两端挠度为控制目标,推导了不平衡配重;进而分析比较不同顶推力作用下成桥后结构受力状态和位移,由此获得最优的合拢方案.     

高墩大跨连续刚构桥中跨合龙顶推力计算方法

 为合理确定高墩大跨连续刚构桥中跨合龙的顶推力,基于力法原理提出一种适用于单柱式墩连续刚构桥先边跨后中跨合龙的顶推力解析计算方法。以某三跨连续刚构桥施工工程为例,应用解析法计算先边跨后中跨合龙的顶推位移和顶推力,同时利用数值模拟法建立有限元模型,以消除5 年收缩徐变及合龙温差引起的墩顶水平位移为原则进行计算比较,并以工程实测结果进行验证。结果显示,解析法计算值、有限元计算值和实测值三者之间误差很小,解析法与有限元法计算误差小于10%,表明解析法具有较高的计算精度,能满足实际工程要求。     

柔性横系梁双柱墩的抗震行为分析

基于Pushover分析方法,探索柔性横系梁对双柱式桥墩抗震行为的影响.采用弹塑性纤维单元,建立单柱墩、盖梁双柱墩和柔性横系梁双柱墩模型并进行对比分析,研究横系梁刚度变化对桥墩破坏机理、墩顶位移能力、位移延性系数以及基础受力的影响.结果表明,随着横系梁刚度的增大,墩顶位移延性能力逐渐减小,位移延性系数逐渐增大,桥墩的承载能力逐渐增大,同时提供给基础水平推力能力增大.对于规则桥墩,柔性横系梁双柱墩的墩顶最大塑性位移比单柱墩略小,可按单柱墩位移延性能力计算公式计算其墩顶位移延性能力.     

悬臂施工结构合拢温度的合理确定及对策研究

在实际工程中,采用悬臂施工的连续刚构桥将会面临合拢阶段温度控制的问题,而实际合拢温度与设计合拢温度之间的温差将会使墩顶产生水平位移,导致结构产生温度附加内力,对下部结构有关控制截面的最不利组合内力产生影响。针对结构合拢过程中将会遇到的问题给出了施工处理措施,高温合拢通常以消除墩顶水平位移法作为对策,而低温合拢主要针对混凝土浇筑过程的顺利完成采用相应的措施。通过调整,结构在合拢阶段所面临的温度问题将会得到一定的消除。     

基于易损性的RC桥墩复合损伤指标适用性分析

为克服以墩顶位移或控制截面曲率作为损伤参数进行桥墩易损性分析的不足,基于墩顶位移和弹塑性耗能差率构建复合损伤指标,用于桥墩的易损性分析中。为验证此损伤参数的有效性,采用OpenSees建立RC桥墩有限元模型,进行非线性增量动力分析,分别利用复合损伤指标、基于弹塑性耗能差率的损伤指标和基于墩顶位移的损伤指标对比验证,并进行易损性分析。结果表明,复合损伤指标可以同时考虑墩顶位移和滞回耗能的影响,利用复合损伤指标作为损伤指标的拟合效果更好,其标准差的波动范围小,该指标具有适用性和有效性。研究结果为钢筋混凝土桥墩易损性分析提供参考。     

矮墩连续刚构桥合拢段顶推分析

以一座矮墩预应力混凝土连续刚构桥为研究对象,采用有限元软件对跨中合拢施工阶段进行了静力分析,计算分析结果表明,合拢前顶推可以抵消由结构自重、混凝土收缩徐变以及合拢温度差引起的结构位移和应力,使得成桥后结构使用状态下的应力和内力处于安全合理的范围,但在顶推阶段,要注意墩底截面的应力变化,保证墩底截面不出现过大的拉应力。     

泄洪洞进水塔预应力闸墩承载特性研究

预应力锚固技术是改善大型弧门结构应力状态、优化闸墩结构的重要工程措施之一.针对某泄洪洞进水塔,建立了三维数值模型,采用有限元法进行了计算分析;以施工期和运行期闸墩混凝土应力状态为控制标准,进行了预应力方案的比选,并进行了锚索张力、弧门水推力和库水压力等荷载的敏感性分析.计算结果表明:随着拉锚系数的增加,预应力区混凝土的压应力数值增加,上游预留平孔位置和下游支撑结构位置的应力集中程度也增加;在预留平孔附近位置主要受锚索张力影响,是应力集中区域,需要配置环形受拉钢筋;在预留平孔下游部位,弧门水推力和边墙外库水压力造成的拉应力区可以通过锚索张力产生预压应力得到有效地降低或消除;而预留平孔上游部位出现的较大拉应力,则由弧门水推力、锚索张力和边墙外水压力共同作用形成,需要加大边墙厚度或配置受拉钢筋.     

某水电站新型预应力闸墩三维有限元分析

某水电站溢洪道闸墩锚块承受荷载较大,弧门单个支铰处最大水推力达到20543kN.为了准确了解闸墩、锚块等结构在完建和运行各典型工况下的应力分布状态,采用通用的三维有限元程序,对新型的空腔式预应力闸墩进行分析,得到典型工况下结构的整体位移和应力分布规律.研究结果表明预应力闸墩既有整体稳定性,各项荷载组合条件下锚块局部应力集中部位也能基本满足设计要求,并据此评价了新型结构的预应力效果.     

顶推连续梁桥监控中参数识别问题研究

以湖南常德一座大跨度顶推施工连续梁为工程背景,介绍施工监控中一种基于二分法的自适应参数识别方法。该方法以顶推走梁过程中墩顶最大水平正位移为控制条件,解决了连续梁顶推施工监控中参数识别较难的问题,并在该工程实践中得到良好应用。取得非常好的效果,能为以后顶推方法施工桥梁监控中的参数识别问题提供参考。     

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.     

新型高速铁路无支座整体式刚构桥粘滞阻尼器减震效果分析

为研究粘滞阻尼器力学参数对高速铁路无支座整体式刚构桥地震响应的影响规律,以新建福厦高速铁路泉州湾跨海大桥引桥为工程背景,采用ANSYS有限元软件建立结构的动力计算模型,并进行非线性时程分析.研究结果表明：各墩墩顶位移及内力总体上随着阻尼器参数C的增大而减小,随着α的增大而增大;以相邻联梁缝两侧的梁端相对位移为目标,综合考虑各墩墩顶位移、内力响应和粘滞阻尼器最大输出力等因素,建议桥的粘滞阻尼器参数C取3 MN·(s·m^-1)^α,α取0.5;增设粘滞阻尼器后,第二联结构墩顶弯矩平均减小了15.60%、剪力减小了16.81%.其中对边墩墩顶内力的减小程度显著大于中墩墩顶,但各墩均处于弹性工作范围内;同时相邻联梁端相对位移的减震率高达56.32%,最大梁端相对位移值小于梁缝宽度150 mm,可避免相邻联结构发生碰撞.     

大跨径梁桥墩顶块空间应力数值分析及优化设计

为了优化大跨径连续梁桥和连续刚构桥墩顶块的分析方法,对墩顶块几何尺寸的确定方法、预应力的模拟方法、荷载的施加方法、边界条件的选取进行了分析,并且通过参数分析提出了有效的解决方法。在此基础上,提出了考虑普通钢筋配筋率影响的允许应力增大系数法,明确了墩顶块三维有限元计算结果的判断方法;提出了墩顶块倒角优化设计方法和一种新型的墩顶块形式。研究结果表明:墩顶块顶板、底板和腹板应力增大系数参考值为1.05,横隔板为1.10,倒角为1.55;只要墩顶块有限元模型尺寸足够大,加载方式对墩顶块关心位置计算结果的影响可以忽略;对连续梁墩顶块而言,倾斜隔板墩顶块各部分应力峰值较竖直隔板墩顶块有了很大的改善。     

大跨径连续刚构桥合龙顶推力研究

连续刚构桥在收缩徐变、温度等作用下主梁下挠和主墩的平面变形较为严重.在合龙前对悬臂段施加顶推力能部分消除这部分的影响,改善结构受力.本文以某大跨径连续刚桥为工程背景,对合龙顶推力进行研究,因实际合龙温度和设计合龙温度存在温差,需对设计顶推力进行温度修正.     

轻型墩桥梁结构被动控制研究

针对地震作用下轻型墩墩顶位移控制设计问题，提出采用多重调谐质量阻尼器（MTMD）对其位移进行控制，以降低对轻型墩的延性要求．首先将被控结构简化为单自由度体系，建立结构-MTMD系统力学模型和运动方程，分析MTMD各设计参数对动力放大系数的影响规律．在此基础上，针对某一轻型墩桥梁设计MTMD，进行不同地震波作用下的减震时程分析，并与调谐质量阻尼器（TMD）的振动控制效果进行比较．     

基于能量法的刚构桥合龙顶推位移计算方法

为进一步明确刚构桥合龙顶推过程中高桥墩的力学特征,文章根据最小势能原理,应用Rayleigh-Ritz法推导刚构桥合龙顶推位移计算公式,以某刚构桥合龙顶推施工过程为例,对Rayleigh-Ritz解析解进行对比分析,揭示参数变化对顶推位移影响规律,阐明Rayleigh-Ritz解析解与静定解之间的差异。研究结果表明：采用能量法计算的刚构桥合龙顶推位移计算结果与有限元法分析结果最大偏差为3.6%;由于重力二阶效应和墩顶偏心力矩对顶推位移的影响程度不同,Rayleigh-Ritz解析解与不考虑重力二阶效应结果较为吻合,静定解计算结果偏小;刚构桥墩高增大,Rayleigh-Ritz解析解与不考虑重力二阶效应结果、静定解的偏差均变大,最大分别为15.1%、29.8%。重力二阶效应和墩顶偏心力矩对墩高变化的敏感性不同,一般刚构桥不能忽视墩顶偏心力矩,超高桥墩顶推位移计算需重点考虑重力二阶效应的影响。     

顶推施工连续梁施工中墩顶水平位移控制分析

结合某顶推施工连续梁的桥墩顶水平位移的观测与监控,分析了顶推施工过程中,墩顶水平位移过大、正负位移交替出现以及出现水平负位移较大的原因,并采取了相应措施,有效地解决了墩顶水平位移偏大的现象。     

船舶撞击靠船墩结构的瞬态动力分析

为了解靠船墩结构在船舶撞击作用下的动力响应,以江苏某船闸靠船墩结构为例,采用大型有限元分析软件ABAQUS中的Explicit模块,建立了船舶、靠船墩及地基土的三维有限元模型,对船舶撞击靠船墩过程进行瞬态动力分析,得到了高、低水位两种不同工况下撞击力的时程曲线和靠船墩的应力位移等结果。研究结果表明,在两种水位工况条件下,船舶撞击靠船墩时最大压应力均位于船舶与靠船墩接触面上,在靠船墩底板及墩身背水面均产生拉应力,且底板前齿的拉应力较大;在低水位工况下,靠船墩应力大于高水位工况,靠船墩受力更为不利。     

墩高对不对称高墩连续刚构桥力学特性的影响（英文）

对不同墩高下的不对称高墩连续刚构桥成桥阶段进行了力学特性研究,获得了高墩连续刚构桥在不同墩高下的主梁和桥墩的内力、位移变形特性.研究结果表明,桥墩墩高的变化对主梁内力、主梁竖向位移、墩内力、墩横向位移均产生不同程度的影响,其中对跨中主梁竖向位移和墩顶剪力的影响较大,主梁竖向位移随着墩高的增大而增大,最大位移处平均增幅14.3%,墩顶主梁剪力随着墩高的增大而减小,平均变化率37.1%.