移动恒载作用下无缝桥梁搭板的力学响应研究

桥梁一般均需设置伸缩缝以满足温度变形的要求,由于伸缩缝均设置在桥面接缝处,长期受到结构集中变形、外部环境侵蚀和汽车荷载的反复冲击作用,成为桥梁结构中最薄弱的部位,最易遭到破坏。桥梁伸缩装置易损难修,是国内外公认的难题。文章对车辆荷载作用下对我国典型无缝桥梁搭板的力学行为进行分析研究,找出不同脱空长度、斜度下,搭板应力最不利位置,以期为我国无缝桥梁搭板的受力特性分析提供参考。

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.

半整体桥梁近台端搭板的受力性能分析

传统的有缝桥梁,由于桥台伸缩缝的存在,使搭板不受主梁伸缩、挠曲变形的影响,然而半整体桥梁取消了桥台伸缩缝,其需考虑上述影响.为了分析半整体桥梁近台端搭板端部的内力影响程度,首先应用ABAQUS/MIDAS建模,得出端部水平力对搭板的内力影响最大;其次提出影响系数的概念,即搭板顺桥向任意截面的端部水平拉应力与竖向荷载作用产生的拉应力的比值;最后分析了搭板顺桥向控制截面的影响系数.结果表明:半整体桥梁近台端搭板端部的水平力在内力计算中不容忽视,搭板设计需综合考虑竖向荷载和端部水平力的叠加作用.

钢箱边界效应振动台试验研究

为分析桩的动力响应和钢箱的边界效应,设计一个带有泡沫边界、滑动边界以及摩擦边界的钢箱,并进行桩土相互作用的振动台试验.试验结果表明:1)惯性效应作用下,桩顶的地震响应最大;2)钢箱不同埋深处,地震响应不一,底部最小,中部大于底部和上部;3)泡沫边界会影响土体内介质的加速度响应——无泡沫边界情况下土体内介质的加速度响应偏大.所以,在进行桩土动力相互作用的振动台试验时建议增设泡沫边界.

温度荷载下半整体无缝斜桥搭板的力学性能研究

为研究半整体无缝斜桥搭板在温度荷载下的受力性能,用ABAQUS软件建立了搭板的有限元模型,并依托浙江湖州贯边桥工程的实测数据校准该模型.通过改变斜交角、基层和搭板垫层类型,对半整体无缝斜桥搭板在极端温度荷载作用下的平面内受力性能进行了研究.结果表明：当斜交角在15°~60°间,半整体无缝斜桥搭板的最大应力均发生在近桥端的顶层钝角处,建议设计时该角部位置的钢筋配筋率应大于其它角部的配筋率;在温度荷载下,基层选用沥青碎石或水泥碎石对搭板的最大应力影响很小;选用砂土作为垫层时,能较大程度地减小搭板内的应力,在进行半整体无缝斜桥的设计时,宜选用砂土作为搭板的垫层.

扩孔微型桩抗震性能试验研究

对6根具有不同扩孔参数的微型桩进行室内足尺低周循环侧向加载试验,得到滞回曲线和骨架曲线,并计算耗能能力和延性系数,对其抗震性能进行评估.所得结论可为新型抗震型半整体式桥台桥梁的实际应用打下基础,对整体式桥台桥梁支承桩的扩孔技术也有一定借鉴意义.

扩孔微型桩侧向受荷性能试验研究

为了研究扩孔微型桩的受力性能,对5根具有不同扩孔参数的微型桩进行了室内足尺侧向受荷试验,分析了扩孔参数对微型桩桩身弯矩和侧向位移的影响得出,明显的桩身弯矩变化主要发生在第一个反弯点20 D(桩径)之前,且最大弯矩值出现在埋深6 D处;不同扩孔参数对桩身弯矩影响不明显;桩身侧向位移随着埋深的增加呈逐渐减小的趋势,且水平位移主要发生在埋深10 D内;扩孔后,微型桩在侧向荷载作用下更易变形。扩孔内填料越松散,扩孔孔径越大,桩身侧向位移越大。在埋深3 D^4.5 D扩孔深度内,扩孔深度对桩身侧向位移影响不明显。研究所得结论为研究微型桩的扩孔问题打下基础,并为整体式桥台桥梁支承桩的扩孔技术提供借鉴。