整体式桥台桥梁抗洪性能参数分析

通过建立整体式桥台桥梁(永春上坂大桥)的有限元模型,将分析结果与实桥静载试验结果进行比较分析,验证模型的正确性;然后通过改变有限元模型桥的斜交角、跨数、桩基尺寸、桩侧土的类型、桥台高度等结构参数和阻水面积,定量研究不同参数变化对整体式桥台桥梁抗洪性能的影响.分析结果显示:斜交角、阻水面积、桩基尺寸及桩侧土类型的变化对桥梁抗洪性能的影响较大;整体式桥台桥梁的跨数对结构抗洪性能有一定影响,当桥梁跨数小于4时,改变跨数会较明显地影响桥梁的抗洪受力性能,而当桥梁跨数超过4时,跨数的变化对桥梁的抗洪受力性能的影响极小;另外,桥台高度的变化对整体式桥台桥梁的抗洪受力的影响也较小.     

桥台高度对整体式桥台桥梁内力的影响分析

整体式桥台桥梁是一种无伸缩缝且主梁与桥台连为一体的新型桥梁结构,目前在国内实际工程中应用较少而且未形成一套完善的设计体系,其结构设计仍处于技术摸索阶段。采用Midas/Civil有限元软件建立3×16 m中等跨径整体式桥台桥梁的二维弹簧框架模型;并依托实际工程——富裕工业园跨线桥试验数据,对有限元模拟方法和模型的受力性能进行了验证。在不同地质条件和温度荷载作用下,通过调整有限元模型探讨了桥台高度在3~6 m变化时对中等跨径整体式桥台桥梁结构受力性能的影响。计算表明,在3~6 m范围内,适当改变桥台高度不会对设计造成太大影响,这为中等跨径整体式桥台桥梁的结构设计提供了参考依据。     

整体式桥台无缝桥梁设计

利用平面杆系有限元程序--桥梁博士软件来分析整体式桥台无伸缩缝桥梁,计算其内力,并据此内力来估算上部和下部结构的配筋面积,进行整体式桥台无缝桥梁的设计.     

整体式桥台桥梁的台后被动土压力研究

在美国NCHRP提出的台后土压力系数曲线的基础上,以福建省永春上坂整体式桥台桥梁为工程背景,分析了台后土压力的大小及分布情况,并对其影响因素进行了探讨.研究结果将有助于整体式桥台桥梁的设计和建造.     

半整体式桥台结构设计与工程应用研究

为了解决公路桥梁桥头及伸缩缝等处普遍存在的跳车病害,结合工程实例桥,分析了半整体式桥台桥梁结构设计的特点,对实例桥梁进行了长期变形测试.实测结果与计算结果良好吻合,验证了结构设计和理论分析的合理性.测试结果表明,半整体式桥台桥梁结构型式性能优越,可减少桥梁运营期间的养护工作量.相关研究成果可应用于公路中小跨径桥梁工程.     

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,通过实体有限元模型在代表性工况下提取边界条件,施加到全桥的梁格模型中,完成整体式桥台桥梁的计算与设计,具体流程如下:在实体有限元模型中,建立简化的"单梁+单桩"模型,并采用以"m"法确定刚度的土弹簧模拟结构-土相互作用;计算模型整体升温下的梁端轴力和形心处线位移及跨中加载下梁端弯矩及角位移,换算成2个具有一定距离的线弹簧,作为边界条件施加在全桥的梁格模型上。在梁格模型中,得到全桥在多种工况下的内力及承载力结果,完成对整体式桥台桥梁的设计。在非岩石类地基中,当结构-土相互作用采用"m"法模拟时,简化手段与设计方法的可行性得到了验证。     

两座半整体式无缝桥梁比较分析

以云南省一条高速公路上的两座半整体式无缝实桥为例从设计、施工、经济和运营等方面对其进行对比分析.结果表明:两者均消除了桥梁伸缩装置问题,均具有经济、行驶顺畅等优势,在100m温度跨长范围内,半整体式全无缝桥梁更具优势.     

常规桥梁搭板内力计算方法在SIAB中的适用性

探讨了常规有缝桥梁搭板内力计算方法在半整体式桥台桥梁(SIAB)中的适用性.首先,介绍常规有缝桥梁搭板的内力计算方法,根据SIAB的构造特点,分析搭板近台端受到结构温变变形和收缩徐变引起的水平力、弯矩和剪力的影响;然后,建立SIAB搭板的有限元法(FEM)模型,并分析这些内力对SIAB搭板内力计算的影响程度.分析结果表明:剪力、弯矩的影响很小,可以忽略不计,但水平力的影响很大,搭板在进行内力计算时需加以考虑.最后,提出了简支梁修正法,并与既有有缝桥梁搭板内力计算方法做了对比.结果表明:有缝桥梁搭板内力计算方法不适用于SIAB搭板内力计算的结论.     

整体式无缝桥梁新技术初步试验研究

传统的无缝桥梁搭板末端常出现路面裂缝或路面接缝。针对这个问题,在某一采用沥青混凝土铺装的中小整体式无缝桥梁,我们提出了采用斜置搭板和加筋接线路面结构等两项新措施,取消了搭板末端的路面接缝,而梁体的伸缩变形在接线路面以下被安全吸纳.有限元模型计算揭示了斜置搭板与接线路面的相互作用问题;室内小尺寸模型试验初步验证了加筋路面的受力变形机理,并探讨了加筋材料的选择问题,推荐使用土工格栅.我国第一座整体式无缝实验桥梁4年安全运营和长期监测结果均表明这种设计思路的有效和可行.     

整体式桥台曲线箱梁桥的概念设计

提出了整体式桥台曲线箱梁桥结构体系的概念，并针对该桥型概念设计中关于设计原则、总体布置与构造、关键构件设计等若干核心问题进行总结和分析，提出了相关建议:合理边中跨比取0.45?1 .0，高跨比取1 / 1 7?1 /20;台高H宜控制在H/I= 1 . 5?2（I为桥台的纵桥向厚度）；采用钢筋混凝土矩形桩时，桩基长细比宜控制在40?80，而当采用圆形桩时，桩径≤1 .0 m等。研究结果有助于整体式桥台曲线箱梁桥的设计与应用。     

整体桥扩孔微型桩－土相互作用拟静力试验

为研究不同扩孔参数对整体桥扩孔微型桩受力性能的影响,以扩孔微型桩为研究对象,通过单向循环位移荷载进行控制,进行5根不同扩孔参数下微型桩的拟静力试验研究;同时对微型桩的桩顶位移-荷载曲线、弯矩分布、桩身位移和土抗力等进行分析.结果表明:扩孔内填料刚度越小,微型桩变形能力越好,在3.0D～6.0D(D为桩径)埋深范围内,其土抗力也越小,且对于桩身位移影响也较小,但桩身弯矩增大;相比于浅扩孔,深扩孔的微型桩承载能力小,但变形能力好和桩身弯矩较大;扩孔孔径越大,桩身土抗力越小,桩身弯矩越大,且对桩身侧向位移影响较大;扩孔深度和扩孔孔径一般控制在3倍桩径时可有效提高微型桩的变形能力.     

实测模态下三跨整体桥精细化基准有限元模型

以一座新建的整体式桥台桥梁(简称整体桥)为工程背景,建立服务于健康监测的精细化基准动力有限元模型.将设计阶段基于梁格法建立的全桥三维模型与采用梁-壳单元的精细化模型作为初始有限元模型,把环境激励下获取的实测模态信息(自振频率与振型)作为参照,基于参数灵敏度分析修正了上述两种结构模型.结果表明：尽管两种模型修正后都可以获得与实测模态尤其是频率值较好的吻合度,但修正后的梁格模型的模型参数严重偏离其真实的物理意义,难以作为长期监测的基准模型;而修正后的精细化梁-壳单元模型的模型参数物理意义明确,可以作为计入环境因素影响(如温度、湿度等)的结构长期监测的基准模型.该研究还基于动力试验和模型分析结果讨论了整体桥特有的结构-土相互作用的问题.     

整体式桥台H形钢桩基受力性能试验研究

为研究温度或地震荷载作用下H形钢桩基的受力性能,分别开展了平衡与非平衡土压力状态下H形钢桩基-土相互作用拟静力试验研究,对比分析了整体桥H形钢桩基桩侧土抗力、桩身应变和弯矩等.结果 表明,不平衡土压力会对正向加载下的桩基受力性能产生显著影响,但对负向加载下的影响不大.桥台-H形钢桩(AHP)试件和台后不平衡土压力下H形钢桩(UHP)试件正向加载时的桩侧土抗力、桩身应变和弯矩显著大于负向加载,而平衡土压力状态下的H形钢桩(HP)试件正向与负向加载时的桩侧土抗力、桩身应变和弯矩基本一致.AHP试件的桩侧土抗力、桩身应变和弯矩最大,UHP试件次之,HP试件最小,故AHP试件更快进入弹塑性状态.     

桥梁工程检测技术研究

对桥梁检测中传统的试验方法,以及桥梁检测试验中的静载试验和动载试验的基本内容和方法进行了详细的介绍,通过试验和分析可以实现对桥梁结构的受力性能和工作性能做出较准确的分析评价.还介绍了国内外一些新的桥梁检测技术的现状和最新发展趋势.     

桥梁结构荷载试验分析与研究

对金砂-汕樟立交桥的荷载试验结果进行分析,根据设计资料建立三维有限元模型,对相应工况进行模拟,通过模型计算值与实测挠度、应变与频率各参数的对比和分析,了解桥梁结构在各种作用力下的实际受力状态和工作状况,判别已建桥梁符合设计标准,满足使用要求。测试结果可以为有限元模型修正提供依据,同时也为桥梁使用状态评估、健康监测提供较可靠的基准模型。     

单节段装配式桥墩抗震性能试验研究

与传统整体现浇桥墩相比,装配式桥墩具有工期短、环境影响小、施工质量高等优点.装配式钢筋混凝土桥墩的抗震性能是其设计时需要考虑的关键问题之一.试验设计了一组现浇式及两组装配式桥墩试件,采用拟静力试验方法从破坏形式、水平承载力、位移延性与累积耗能等方面研究其抗震性能.试验结果表明:与整体现浇式桥墩相比,装配式桥墩的水平承载力与前者接近,位移延性与累积耗能能力稍差,残余位移偏大;钢套筒连接装配式桥墩的位移延性与累积耗能能力优于金属波纹管连接装配式桥墩.     

新型节段拼接箱梁桥抗剪性能试验研究

针对预应力混凝土箱梁桥施工质量不易保证的问题,提出梁端预制拼接的施工方法,采用精细化加工的箱梁锚固端节段,通过剪力键与混凝土箱梁的现浇节段纵向拼接,从而避免由于施工原因造成的预应力箱梁桥长期性能退化。作为拼接箱梁桥受力的关键构件,梁端承受剪力作用的结合面的受力最为不利,因此本文采用足尺模型试验和有限元计算的方法,对新型节段拼接混凝土箱梁桥抗剪性能进行研究。试验、有限元计算和参数分析结果表明,所建立的有限元模型能较好地模拟节段拼接箱梁桥在试验荷载作用下的抗剪性能;带剪力键的箱梁节段结合面是该类型桥梁受力最薄弱的部位;试验模型在试验荷载的作用下,其主要破坏模式是在箱梁节段之间传递剪力的剪力键发生破坏;桥梁抗剪极限承载力与剪力键尺寸成正比,与腹板剪力键和顶板剪力键的数量成正比,但与底板剪力键的数量关系不大。     

粘滞阻尼器参数对悬索桥抗震性能影响研究

以某悬索桥为分析对象,采用有限元仿真分析方法,研究了粘滞阻尼器不同参数对该桥抗震性能的影响.针对不同粘滞阻尼器阻尼系数以及阻尼指数组合,采用时程分析方法,比较分析了结构主要构件和部位的内力及位移地震响应结果.根据分析结果,并考虑结构实际应用情况,确定了合理的粘滞阻尼器参数.