考虑材料时变性的服役中小跨径桥梁横向地震响应分析

构件材料性能会随服役时间的增加而退化,并导致桥梁结构抗震性能存在时变性。为探讨不同服役期下中小跨径桥梁抗震性能变化规律,以3跨预应力混凝土连续桥梁为例,通过分析材料力学性能指标时变性,量化不同服役期构件力学分析模型参数,并考虑桥墩、挡块及支座等构件力学性能退化,采用OpenSees软件建立桥梁有限元分析模型。基于非线性时程分析结果,揭示服役中小跨径桥梁横桥向地震响应时变性。研究结果表明,随着服役时间的增加,材料力学性能发生退化,使中小跨径桥梁各构件抗震能力下降;相同水平地震作用下,中小跨径桥梁主梁及挡块位移响应随服役时间的增加而降低,而桥墩损伤程度加剧,构件震害程度与不考虑构件力学性能时变性时相差较大,其中板式橡胶支座刚度及摩擦系数时变性是关键。因此,在服役中小跨径桥梁抗震分析中,有必要同时考虑桥墩、挡块及支座力学性能退化。

中小跨径简支钢板组合梁桥荷载横向分布研究

为评价经典荷载横向分布计算方法对中小跨径简支钢板组合梁桥的适用性,首先利用实桥荷载试验结果,验证了基于ABAQUS软件的三维有限元模拟方法;然后以计算跨径、主梁数量、主梁间距为研究参数,设计了108个分析模型,分别采用修正的刚性横梁法、刚接梁法、G-M法以及有限元法计算荷载横向分布影响线,进而得到单车道和多车道作用下各主梁的荷载横向分布系数;最后基于线性相关系数、横向分布影响线吻合程度指标及横向分布系数相对误差,进行横向分布线性判断及各理论计算方法的误差分析。结果表明:当钢板组合梁桥宽跨比B/L小于0.34时,各主梁在荷载作用下挠曲呈直线变形,即认为钢板组合梁桥B/L<0.34时为窄桥;利用理论计算方法计算横向分布系数时,单车道布载下,当B/L<0.2,宜采用修正刚性横梁法、刚接梁法、G-M法,当0.2<B/L<0.3,宜采用刚接梁法、G-M法,当0.3<B/L<0.75,宜采用G-M法;多车道布载下,当B/L<0.3,宜采用修正刚性横梁法、刚接梁法、G-M法,当0.3<B/L<0.45,宜采用刚接梁法、G-M法,当0.45<B/L<0.75,宜采用G-M法;提出了修正的刚性横梁法、刚接梁法、G-M法计算精度判定条件,控制理论计算结果与有限元计算结果相对误差在10%以内;研究成果可为中小跨径钢板组合梁桥的荷载横向分布计算方法选取提供依据。

圆月形独塔自锚式悬索桥总体设计

随着人们对展现城市地域特色的景观桥梁造型需求的不断增长,由于中等跨径自锚式悬索桥设计独特、极具艺术美感,备受选桥方案的青睐,成为城市地标。案例为圆月形独塔自锚式悬索桥,中等跨度;通过桥梁的方案造型,结构设计、计算分析等方面的简要介绍,为设计同类型的中等跨径自锚式悬桥提供经验借鉴。

设置摩擦摆隔震支座的中小跨径桥梁抗震计算研究

为研究设有摩擦摆隔震支座中小跨径桥梁的抗震性能,基于Midas软件建立跨径25 m、墩高7 m的现浇梁桥模型。采用不同的支座模拟方式,分别计算E1地震下的支座水平力、柱桩强度,E2地震作用下支座工作状态、隔震性能。结果表明:E1地震作用下,设有固定、横向滑动支座的桥墩承担较大水平力,支座横向水平承载力需提高,达到“抗小震”目标;E2地震作用下,支座螺栓剪断,支座、墩柱承受的水平力减小,达到“减大震”的目标;宜设置强度较高、刚度较大的桥墩用于抵抗支座螺栓剪断力。

中小跨径梁桥中组合橡胶支座的减隔震性能分析

地震作用下,中小跨径梁桥所用板式橡胶支座易出现滑动,使墩梁的位移偏大,而组合橡胶支座的耗能能力及位移能力相对高。采用拟静力试验及有限元分析探讨了组合橡胶支座、板式橡胶支座各工况下的地震响应,结果表明:中小跨径梁桥采用组合橡胶支座能够有效防止支座滑动,显著降低了桥墩弯矩与支座位移。

中等跨径变高度连续梁不同施工方案综合分析

中等跨径变高连续梁常用的施工方案有满堂支架现浇法及挂篮悬臂浇筑法等。设计时,需结合现场的施工条件、工期、经济指标等因素,采用合理的施工方案。施工方案的不同,也会影响结构尺寸及钢束的设置。现利用桥梁计算软件“桥梁博士”对同一桥梁在不同施工方案下的受力进行计算分析,并综合对比受力性能、工程造价和施工方案利弊。相关结论对类似桥梁建造工程有借鉴作用。

小宽跨比山区中小跨径桥梁设计要点研究

随着我国基础设施建设的不断推进,山区中小跨径桥梁的设计和施工技术日臻完善。本文在前人研究的基础上,进一步探讨小宽跨比山区中小跨径桥梁设计要点,以期为山区桥梁设计提供更为详尽的参考。

山区低等级公路中小跨径桥梁设计关键问题研究

随着我国公路桥梁建设的不断发展,工程规模不断扩大,对中小跨径桥梁的选择与设计提出了更高的要求。本文首先从地形地质条件、高度跨度关系、结构形式等几个角度,对桥梁的选择与设计进行了论述;其次探讨了上部结构的选取与设计,以及下部结构的选取与设计,以期为更多的工程项目提供参考。

中小跨径、低高度连续箱梁体外预应力加固技术研究

结合某实际中小跨径、低高度连续桥梁结构,对其实施体外预应力加固。当体外索穿越墩顶横梁时,采用高压水切割技术从墩顶开槽的方式,不仅有效地增大体外索的有效高度、提高了体外索的有效性,而且作业空间不受限制,作业范围得到精确控制,作业时无振动,对钢筋(钢束)无损伤,有保护桥梁结构,效率高等优点。加固后桥梁结构扰度、应力改善明显,可为其他类似工程提供参考和借鉴。

中小跨径Y型墩连续刚构桥配束设计研究

配束设计是中小跨径Y型墩连续刚构桥设计的关键工作。墩梁固结的桥墩参与分配主梁内力,配束设计时必须一同考虑主梁、桥墩及基础。采用桥梁博士和Midas Civil软件辅助配束设计,按估算钢束、布置钢束和验算钢束的步骤进行配束设计。研究表明,支架现浇施工的中小跨径Y型墩连续刚构桥可采用通长配束方案;结合钢束估算数量变化规律,依次配置支点梁端、过渡梁段、跨中截面的钢束,通过支点控制截面将合成各个梁段,能有效简化配束设计。

钢混组合梁结构比选及受力分析

对于50 m跨径的钢混组合桥梁,比较了不同结构形式的经济性指标,推荐采用装配式π形组合梁。同时,以工程为依托,介绍了50 m跨钢混组合梁桥的设计。

上跨中低速磁浮营业线的桥梁方案研究

鉴于运营过程中中低速磁浮营业线产生的电磁环境会对上跨桥梁结构以及施工设备或人员产生一定影响,同时二者交叉点附近的既有结构、构筑物、交通环境等会对上跨桥梁方案造成极大的制约。基于现有理论研究及实践结果,通过对长沙机场大道与长沙磁浮快线的交叉节点进行分析,确定了距离磁浮轨道的最小安全施工距离,制定了桥梁上跨方案并验证了该方案的科学性和可行性。通过在方案制定过程中对风险的控制和不利社会影响的规避、实施过程中的试验和监测以及运营过程中的反馈,归纳总结了上跨中低速磁浮营业线桥梁的主要影响因素以及切实可行的对策措施,以期为类似桥梁上跨方案提供参考。

地震作用下中等跨径RC连续梁桥系统易损性研究

中等跨径混凝土连续梁桥是一种广泛应用的桥梁结构形式,地震作用下该类桥梁的破坏主要体现在桥墩、桥台和支座位置。以一典型多跨连续梁桥为例,考虑材料强度和上部结构容重等不确定性因素的影响,运用拉丁超立方抽样方法建立了10个桥梁样本。根据场地类型从PEER强震数据库中选取100条地震波来模拟地震动的不确定性,并与10个桥梁样本随机组合。对结构进行非线性时程分析后得到结构的响应,并分别定义了各构件的四种极限破坏状态,采用传统可靠度概率方法形成了桥墩、桥台和支座的易损性曲线,并运用联合失效概率方法研究了结构的系统易损性。研究结果表明:该类型桥梁的支座比墩柱、桥台更容易遭受地震破坏,尤其是桥台处活动支座;采用一阶界限法和二阶界限法计算的结构系统失效概率均大于各构件破坏概率,显然用结构系统易损性来评估桥梁抗震性能更为合理。

中小跨径公路桥梁抗震设计理念

总结汶川地震中不同桥型的性能表现,重点比较简支梁桥与连续梁桥、梁桥和拱桥的受损情况,并基于实际震害经验,提出桥型选择的一些原则;基于抗震计算无法得到结构响应精确值的事实,建议抗震设计中采取"多道设防,分级耗能"的抗震设防理念,重点讲述保险丝式单元的应用,提出桥梁抗震设计的"一可三易(可控、易检、易修、易换)"原则,即"损伤部位及损伤程度可控,损伤部位易检,损伤构件易修,破坏构件易换",基于"多道设防,分级耗能"和"一可三易"原则,建议中小跨径梁桥在破坏性地震作用下,支座作为保险丝式单元优先损坏,桥墩可出现易修复的塑性铰,桩基不能损伤。最后对一个实际工程,阐述孔跨布置的选择理念、桥墩抗剪能力的计算过程及双层抗震挡块的构造措施。研究成果可解决实际桥梁抗震设计工作中的部分问题。

钢阻尼滑板支座体系在常规桥梁中应用探索

目前中小跨径装配式组合梁桥的支座形式多采用普通板式支座,其抗震效果不够理想。为了很好的满足桥梁结构抗震设计要求,同时又具有良好的经济性,本文在已有减隔震体系的基础上,提出一种新型减隔震体系,即钢阻尼滑板支座体系,该体系具有经济性和减隔震性能良好的优点。并对一实际工程的中小跨径桥梁进行了理论验证,结果表明钢阻尼滑板支座体系减隔震效果良好,可以较好的满足桥梁结构抗震设计要求,具有广阔的运用价值。

基于中性轴的混凝土梁桥监测方法与指标研究

中小跨径桥梁数量多分布广,混凝土梁桥占比极高,其结构安全性和耐久性十分重要.为评估此类桥梁的结构性能和安全储备,提出基于通用结构参数中性轴位置的监测方法,建立相应的指标体系与评估理论框架.基于理论分析与有限元仿真分析,研究加筋混凝土梁在不同预应力下的中性轴指标在弹性、开裂、强化阶段的参数特性和退化规律.在实桥上针对中性轴指标设计健康监测系统,根据大量实测应变响应数据估计中性轴指标并进行统计分析,映射混凝土梁桥的结构行为.结果表明,中性轴指标体系能够有效表征桥梁结构的性能退化和损伤发展,可指导设计与管理养护,具有较好的实用和推广价值.

分层海洋介质中本征声线的快速计算

本文提供一种在恒定水深的水平分层海洋中快速计算本征声线的方法．该方法引入声线跨度的概念，将本征声线分解为若干声统跨度的组合，并以声线常数为自变量建立声线组合方程．利用牛顿下山法送代求解该方程得到本征声线，极大地提高了计算效率．给定海深、声速剖面、声源距离、深度及接收器深度等参数时，应用本方法可以计算出若干条本征声线的出射角、到达接收位置时的入射角和传播时间．若附加声源的辐射频率和海底底质等信息，还可以计算出到达声线所携带声波的声强与相位．这样应用经典射线声学的方法就可简明描述声场分布．本方法已在IBMPC微机上实现．它对许多海洋射线声学问题的研究有所助益，在深海远程目标定位、衰落信道中编码信号的传播预报等方面预期有广泛用途．

墩梁半刚性连接的钢-混组合梁整体桥设计

湖州北刘屋桥为墩梁半刚性连接的钢-混组合梁整体桥,桥长38.2m,桥宽12.14m,跨径布置为(0.5+12+0.6+12+0.6+12+0.5)m。该桥主梁采用耐候工字钢和现浇混凝土桥面板组成的钢-混组合梁;在主梁与盖梁之间设置橡胶衬垫以适应主梁的弯曲变形;在盖梁中设置外包橡胶套的钢棒,并与端横梁现浇成整体,形成墩梁半刚接并取消墩上支座;采用整体式桥台去除伸缩缝,实现全桥无伸缩缝和支座。采用MIDAS Civil软件建立该桥有限元模型,分析其受力性能,结果表明:恒载作用下,采用整体式桥台,能更有效地发挥混凝土桥面板和钢梁各自的材料性能;桥墩位置无论采用墩梁铰接还是墩梁半刚接,均不影响整体桥主梁应力分布;温度荷载作用下,墩梁半刚接整体桥与墩梁铰接整体桥在墩顶位置处的应力分布有所不同。

钢板梁桥上部结构标准化设计研究

为了能更好地适应新型工业化生产方式,提高中等跨径钢桥的设计建造水平,针对公路钢板梁桥,对其上部结构的各项参数进行标准化设计,同时对正交异性钢桥面板进行不同参数组合下的优化分析。在此基础上,运用模块化思想对钢板梁的纵向、横向标准设计进行了研究和比较。研究结果表明:中等跨径钢板梁桥桥面系标准部件中顶板厚度采用16 mm、U肋高度采用260 mm、铺装层厚度采用70 mm时桥面系受力最佳;相对于仅纵向分段的设计方案,钢板梁桥采用纵、横向的标准设计可以获得较多的标准化部品,且部品之间可互换使用,通用化程度较高,能够实现更多的组合方案,同时由同一种规格的标准部品组合的不同规模钢桥经强度验算都能满足结构承载力要求。

可液化河谷场地不同形式梁式桥的地震反应

场地液化对河谷场地中不同结构体系、不同基础形式的梁式桥的地震反应可能具有不同程度的影响.针对该问题,以典型可液化河谷场地三跨梁式桥为背景,建立了二维场地-桥梁结构一体化有限元模型,包括群桩基础简支梁桥、群桩基础连续梁桥和桩柱式基础简支梁桥3种桥型,并进行非线性地震反应分析.从场地和桥梁震后变形、桩基础变形分布、桥墩漂移率、滑动支座位移和桥台伸缩缝位移等方面,探究不同形式梁桥的地震反应规律,重点揭示场地液化对不同形式梁式桥地震反应的影响规律.结果表明:场地液化会显著增大群桩基础简支梁桥的落梁风险,群桩基础连续梁桥受场地液化的影响次之,桥台处的落梁、台梁碰撞风险也较大,而桩柱式基础简支梁桥受场地液化的影响较小.