基于荷载试验的预应力混凝土刚构桥承载能力评估

为了检测高墩大跨宽体箱梁刚构桥的桥梁承载能力及其动力特性,了解桥梁的健康状况,分析是否能满足设计及使用的要求。以凤凰特大桥为工程背景,建立有限元分析模型,通过静载试验和动载试验的结果与计算模型理论值进行对比和分析。在静载试验下,该桥的挠度校验系数为0.710~0.884,应变测点校验系数为0.603~0.800,相对残余应变和相对残余变位均小于20%。动载试验下桥梁左右两幅自振振动频率最小值为4.103 Hz,实测桥跨最大冲击系数为0.039。凤凰特大桥主桥左幅、右幅静载试验结论表明桥跨在正常使用状态下的承载能力能够满足公路-Ⅰ级汽车荷载的使用要求,动载试验结果表明,受检桥跨的实测自振特性及动力响应满足设计要求。

某宽幅连续箱梁桥承载能力评定

目的评定宽幅连续箱梁桥在试验荷载下的承载能力及其动力特性,确定桥梁的使用情况,为桥梁的运营养护提供可靠的资料。方法采用现场加载试验的方法及有限元数值模拟分析,以福贡木尼玛大桥为工程背景,基于静载试验测定各个工况下桥梁的应力和变形,并结合动载试验测定桥梁的自振特性及车辆对桥梁的冲击效果,最后将实测值与有限元结果进行比较和分析。结果该桥挠度校验系数介于0.62~0.80,应变校验系数介于0.48~0.80,相对残余应变最大为19.1%,第一阶竖向自振频率为1.17 Hz,最大冲击系数为0.022。结论静载试验数据表明桥梁强度和刚度均满足设计要求,相对残余位移也未超限,桥梁的变形恢复能力较好;动载试验数据表明桥梁桥面较平整。

基于IDA的隔震连续梁桥地震易损性研究

为研究隔震连续梁桥的地震易损性,提供该类桥梁的抗震设计依据,本文以一座(55+4×90+55)m的连续梁桥为研究对象,采用摩擦摆隔震支座进行隔震改造。选取典型桥墩,利用OpenSees软件分别建立了隔震桥墩和非隔震桥墩的有限元动力分析模型。根据场地类型合理选取了20条人工合成地震波,并采用增量动力分析方法(IDA)得到了隔震前后的桥墩以及隔震支座的地震响应。定义了构件破坏的4种损伤状态,并以桥墩的位移延性比和隔震支座的相对位移作为各自的损伤指标,利用线性概率地震需求函数进行回归拟合分析,计算了非隔震桥墩、隔震桥墩和隔震支座在不同损伤状态下的损伤概率,建立了三者的地震易损性曲线并进行了对比分析。分析结果表明:与非隔震桥墩相比,不同损伤状态对应的隔震桥墩的易损性曲线较为平缓,且超越概率均明显降低,表明隔震支座在一定程度上消耗了地震能量,保护了结构;隔震支座的损伤概率比桥墩高,表明隔震支座在地震中比桥墩更容易遭受破坏,这符合抗震设计的初衷。

摩擦摆支座对斜拉桥地震易损性的改善研究

为了研究使用滑移摩擦摆隔震支座对斜拉桥抗震性能的影响,通过Opensees分别建立采用普通支座的斜拉桥模型和采用滑移摩擦摆隔震支座的斜拉桥模型。对比和分析这两种结构各构件的地震易损曲线,并从地震易损性的角度对隔震斜拉桥的抗震性能进行评估。在考虑了摩擦摆滑移支座后,斜拉桥各支座在地震荷载作用下发生各种破坏的概率显著增加,同时支座发生不同破坏形式的概率非常接近;在横向地震荷载作用下,考虑摩擦摆滑移支座的影响后,随着PGA的增加,斜拉桥支座发生不同形式破坏的概率上升明显,同时各支座发生各种破坏形式的概率非常接近且其变化规律大致相同。发现采用摩擦摆隔震支座的斜拉桥相比采用普通滑移支座的斜拉桥,桥墩、桥塔在纵桥向和横桥向的易损性均有明显地改善作用,桥墩和桥塔构件发生严重损伤和完全破坏的概率接近于零,说明摩擦摆支座能够有效耗散地震能量,保护主体结构。