多跨连续梁-刚构桥地震易损性分析

为研究多跨连续梁-刚构桥地震易损性,基于OpenSEES平台,建立实际桥梁非线性地震反应分析模型。通过增量动力分析,建立不同桥墩、支座及桥台等桥梁构件易损性曲线,分析了全寿命周期内桥梁关键抗震构件桥墩的时变地震易损性,采用界限法估算桥梁结构系统的失效概率,研究算例桥梁的系统易损性。结果表明:在同一损伤状态下,1^(#)与4^(#)桥墩较易出现损伤,5^(#)桥墩其次,2^(#)和3^(#)桥墩的概率最小,即墩高、材料强度及墩顶约束均会影响其易损性;桥台处支座相比于桥墩处支座,更易产生损伤;两桥台易损性曲线斜率较大,其发生同一损伤的概率无明显差别;全寿命周期内耐久性损伤后桥墩轻微损伤、中等损伤及严重破坏的超越概率显著增大,中等损伤状态下的超越概率分别增大3.1%、11.3%、20.9%、29.1%、34.1%,严重损伤状态下分别增大3.9%、13.5%、25.1%、33.4%、35.4%。桥梁系统易损性大于各构件,采用单个构件易损性来评估桥梁易损性会高估桥梁抗震性能。

不同荷载模式下锈蚀钢筋力学性能研究

基于不同荷载模式下锈蚀钢筋力学性能试验,分析了单调拉伸荷载、重复荷载及疲劳荷载作用下锈蚀钢筋的力学性能,对锈蚀钢筋力学性能在不同荷载模式下退化程度进行了对比研究,并给出了锈蚀钢筋力学性能退化计算式。试验表明,随着锈蚀率的增大,疲劳荷载及重复荷载下锈蚀钢筋力学性能退化比单调荷载下更为明显,伸长率及弹性模量退化相对严重,疲劳及重复荷载下锈蚀钢筋由软钢逐渐向硬钢转变,而坑蚀是导致这一现象的主要原因之一。坑蚀是应力集中源,同时也是锈蚀钢筋混凝土结构损伤累积源,建议对锈损结构疲劳及抗震性能评估应考虑这一因素的影响。

多跨连续刚构桥梁地震易损性损伤指标计算方法

以多跨连续刚构桥梁为例,考虑刚构墩顶约束建立有限元非线性动力分析模型,进行损伤指标计算方法研究及其不确定性分析。研究结果表明,可采用基于柔度法的纤维单元模拟桥墩、非线性连接单元模拟球型支座以及零长度单元模拟桥台;选取相对位移延性比及相对位移量定义桥墩、支座及桥台在地震作用下的破坏状态及对应损伤指标。建立一种基于桥墩弯矩-曲率分析确定不同构件破坏状态、量化其损伤指标并综合考虑地震动和损伤指标不确定性的地震易损性分析方法,该方法可为桥梁地震易损性分析提供参考。

深槽地基土加固方法对防渗墙的影响研究

以龙开口水电站坝基防渗墙工程为例,采用精细化有限元法,针对砂卵石层开挖施工工序,建立防渗墙墙后砂卵石地基在直接开挖、灌浆固结及设置旋喷桩加固三种加固方案下的有限元分析模型,研究不同加固方案下防渗墙变形、内力及应力的变化规律,分析不同开挖方案对防渗墙安全性的影响。分析结果表明:直接开挖方案和灌浆固结方案防渗墙最大变形为0.5~3.7 mm,最大正弯矩为300~1 000 kN·m,最大负弯矩为-2 100^-800 kN·m,最大剪力为800~1 300 kN;设置旋喷桩加固方案防渗墙最大变形为0.2~0.3 mm,最大正弯矩为100~150 kN·m,最大负弯矩为-300^-200 kN·m,最大剪力为300~400 kN。三种方案中直接开挖方案变形最大,最大变形不到防渗墙左侧宽13.6 m的万分之三;加固砂卵石层地基可显著降低防渗墙的变形、内力及应力,显著提高防渗墙的安全性。研究结果为龙开口水电站坝基深槽砂卵石层的开挖加固方案提供了理论基础,在保证防渗墙安全可靠的前提下优化了地基土加固方案的设计。

材料耐久性损伤对混凝土构件抗震性能影响

通过试验验证有限元分析合理性,采用非线性分析方法并考虑钢筋锈蚀后黏结滑移性能退化,并从碳化率的角度,研究材料耐久性损伤对钢筋混凝土构件抗震的影响。研究结果表明:混凝土碳化对构件承载力、刚度及延性影响较小,碳化对构件滞回性能的影响主要体现在滞回曲线饱满程度降低,随碳化率的增大耗能能力退化明显,当保护层混凝土完全碳化时,耗能性能约降低28%。钢筋锈蚀对构件滞回性能影响较大,承载力、延性及耗能性能均随锈蚀率的增大而降低;考虑黏结滑移后,构件开裂前滞回性能变化不大,随着荷载增大,考虑黏结滑移要比不考虑黏结滑移时构件刚度及延性退化更为严重,但对承载力及耗能退化影响较小。综合考虑碳化及钢筋锈蚀对钢筋混凝土构件抗震性能的影响,建议在抗震区控制构件碳化深度及钢筋锈蚀,限制保护层混凝土碳化率不大于60%及锈蚀率不大于10%,从而保证结构良好的抗震性能。

装配式桥梁墩柱预制施工技术研究

当前,我国社会经济已进入了一个新的历史时期,交通事业也取得了长足的发展。桥梁是交通运输的重要设施之一,给我们的生活工作带来了极大的便利。然而,在公路桥梁建设规模持续扩大的今天,我们也面临着环境和生态保护的任重。在“低碳、环保”的思想理念下,对我国桥梁建设事业提出了更高的要求。在建筑工业化当中大力发展预制装配式桥梁结构成为了一大重点,预制装配式结构的应用可以有效实现桥梁事业绿色发展的要求。为此,本文在全面了解装配式桥梁优点的基础上,结合具体案例,对装配式桥梁墩柱预制施工技术要点进行了分析与探讨。

桥梁火灾后力学性能退化研究

以某高速公路空心板桥为工程背景,根据火灾后该桥表观检测、荷载试验及有限元分析,研究了火灾后烧损桥梁的力学性能退化规律。由于桥梁烧损区域相对较小且火灾持续时间较短,承载能力变化不大,整体受力安全;但桥梁烧损后,刚度退化较为明显,当火灾温度低于400℃时,桥梁烧损后刚度相对较小,高于400℃时,刚度退化速率增大。研究成果可为桥梁火灾后鉴定及加固提供技术依据。