基于承载力等效的RC桥墩动力相似性研究

相似理论是研究原型结构和模型结构相似关系的重要基础。目前钢筋混凝土桥墩的振动台试验大部分以缩尺模型为主,但缩尺后材料性能的相似关系难以保证。为弥补相似理论的不足,根据截面承载能力等效的原则,对截面配筋进行优化设计,以保证材料性能的相似关系。以Ⅷ度区为代表建立缩尺比为1∶4的原型及模型钢筋混凝土桥墩结构的有限元模型,通过施加不同烈度的3种地震动进行动力时程分析。结果表明,在同种地震动下,模型桥墩的墩顶位移和墩顶漂移率与原型桥墩大致相同,误差较小;且随着地震动加速度峰值的不断增大,误差在逐渐减小,验证了承载力等效方法可有效分析缩尺钢筋混凝土桥墩的动力相似性。

RC矩形空心墩的新型滞回模型及参数识别方法

为了准确模拟RC(reinforced concrete)矩形空心桥墩的刚度退化特性,为桥梁震后可恢复性能研究提供理论基础,进行了不同设计参数的14个RC矩形空心墩模型拟静力试验.通过引入峰值位移影响系数体现刚度退化与峰值位移的关联,建立修正的Bouc-Wen-Baber-Noori(BWBN)滞回模型;基于粒子群-引力搜索混合智能优化算法(combination of particle swarm optimization and gravitational search algorithm,PSOGSA)识别实测滞回曲线对应的滞回参数,并建立桥墩设计参数与滞回参数间的对应关系,进而总结滞回参数的经验预测方法.研究结果表明:修正的BWBN滞回模型曲线与实测滞回曲线吻合程度高,相关性系数在0.98以上,且新型滞回模型能准确地反映出桥墩侧向刚度随墩顶位移退化的特性;PSOGSA算法能精确地识别实测滞回曲线的模型参数;采用经验预测方法得到的模型曲线与实测滞回曲线的相关性系数为0.83,该方法适用于缺乏实测滞回曲线的桥墩.

钢管混凝土箱形叠合超高墩设计与静力性能分析

为了解钢管混凝土箱形叠合超高墩的设计理念和结构静力性能,以金阳河特大桥为背景,分析该类桥墩各部分作用和受力特性,并开展静力性能研究。该类桥墩内部的钢管混凝土格构柱为主要受力结构,并作为外包钢筋混凝土施工的劲性骨架;各柱肢钢管外包薄层钢筋混凝土以提高桥墩承载力;连接各柱肢的钢筋混凝土腹板参与抗剪。采用MIDAS Civil软件分析对比钢管混凝土箱形叠合超高墩和钢筋混凝土薄壁空心超高墩的静力性能。结果表明:最大悬臂施工阶段和成桥阶段,钢管混凝土箱形叠合超高墩的一阶弹性稳定系数大于钢筋混凝土薄壁空心超高墩;从墩顶向墩底分段增大钢管管径和壁厚,可使钢管和外包混凝土应力沿墩高方向不变;外包混凝土应力远小于钢筋混凝土薄壁空心超高墩,可采用较薄的低强度混凝土。

钢筋混凝土矩形桥墩的延性抗震分析

利用各种材料的弹塑性应力—应变关系求解结构任意截面的弯矩—曲率关系是桥梁结构延性抗震分析的关键所在。针对钢筋混凝土矩形桥墩,将纵向钢筋等效为钢环,将截面等效分解为多个截面的组合体,推导出了计算弯矩—曲率关系(M-φ曲线)的简便计算公式;结合分段近似求解位移的计算公式,利用C语言编制了P-Δ曲线的计算程序。通过理论计算与荷载试验结果的比较分析,不但证明了简便计算方法的精确性和实用性,还初步探讨了不同类型的材料应力—应变关系对桥墩弹塑性力学分析结果的影响,验证了我国现行《公路桥梁抗震设计规范》中建议的材料模型的可靠性。