独柱墩梁桥倾覆破坏模式与计算方法研究

为弥补现有规范中以刚体转动为代表的抗倾覆计算理论的不足,在系统研究多座独柱墩梁桥倾覆破坏的基础上,总结独柱墩梁桥倾覆的4种破坏模式,提出独柱墩梁桥的倾覆破坏主要受支座挤出和箱梁整体滑移2种破坏模式控制,并形成了独柱墩梁桥抗倾覆破坏承载力实用计算方法及简化计算方法。通过2座独柱墩梁桥倾覆破坏实例验证采用实用方法和规范方法计算独柱墩梁桥抗倾覆承载力的正确性,并进行独柱墩梁桥抗倾覆影响因素分析。结果表明:现有规范中的倾覆计算方法以刚体转动为主,过大地估计了独柱墩梁桥抗倾覆能力;所提出的抗倾覆实用计算方法将独柱墩梁桥抗倾覆承载力分为端部支座抗倾覆和上部结构自重抗倾覆,可较好地模拟倾覆临界荷载;增大支座横向尺寸、减小支座厚度和加大端部支座间距可作为独柱墩梁桥的抗倾覆加固方法。

桥梁结构薄弱部位识别理论及极限承载力计算方法

为给危桥和旧桥的加固提供方法和参考,在结构试验的基础上系统研究和验证了桥梁结构薄弱部位识别理论及考虑结构非线性的极限承载力有限元计算方法。开展了构件重要性系数计算理论研究,并针对双跨圬工拱桥的重要性系数分布与发生破坏时塑性铰位置及顺序的相关性提出了桥梁结构薄弱部位识别理论;设计碳纤维布加固混凝土梁模型试验,研究了粘贴碳纤维布或钢板加固混凝土梁的实际效果,验证了采用塑性损伤模型的极限承载力有限元计算方法的正确性;以北京白河桥和温州九丈大桥为背景工程,研究了桥梁结构薄弱部位识别理论和极限承载力有限元计算方法在刚架拱桥加固中的应用。研究结果表明:重要性系数分布的局部峰值代表桥梁结构薄弱部位,各薄弱部位的重要性按照局部峰值大小依次排序;在刚架拱桥薄弱部位进行锚贴钢板加固可降低重要性系数分布的局部峰值,同时可有效提高桥梁的极限承载力。