深厚软土区桩柱式桥墩临界荷载简化计算方法

现有桩柱式桥墩临界荷载简化计算方法在大多数情况下计算误差较大,适用性有限.在利用软土区现场桩基屈曲实验结果标定的基础上,采用基于特征值屈曲分析的有限元方法对有典型桩柱式桥墩的临界荷载进行了计算并与现有简化计算方法结果进行了对比,指出了现有简化计算方法的适用范围,发现现有简化方法不适用于软土区桩柱式桥墩计算.在大量桩柱式桥墩有限元特征值屈曲分析数据的基础上,采用随机森林算法对计算结果进行分析,得到可以计算桩柱式桥墩计算长度的随机森林模型以及各影响参数重要性指数分析结果.最后以现常用简化公式为基本形式,纳入随机森林算法给出的重要参数,通过回归分析,提出了深厚软土区桩柱式桥墩临界荷载的简化计算方法.

新型装配式铁路便梁钢支墩栓接钢节点力学性能分析

本文基于对传统混凝土结构铁路通用便梁临时支墩进行设计和优化,提出一种新型装配式栓接钢箱梁结构形式的铁路通用便梁支墩,该新型结构相较于传统的铁路便梁支墩而言,具有工厂加工简单、减少施工周期、可以重复利用、具有较高的经济效益等优点,可广泛应用于下穿铁路轨道顶推施工时便梁支墩的架设。新型铁路便梁支墩采用栓接装配式结构,栓接作为整体结构的关键受力节点,其安全性和可靠性至关重要。因此本文通过建立ABAQUS有限元模型,对其整体结构及其分节段处栓接节点进行非线性及失效模式分析。分析结果表明:新型装配式钢结构便梁支墩整体未出现失稳现象,结构整体性能完好。栓接节点的受力特性为底板螺栓孔在弹性节段时承受主要荷载,在底部螺栓孔达到塑性后侧板螺栓孔开始承受主要荷载,最终底板及侧板螺栓孔同时发生剪切破坏。设计时应考虑对底板和侧板的螺栓连接部位进行加强,适当提高其抵抗冲切破坏的能力。

某高墩大跨连续刚构桥主墩优化设计研究

选择合理的桥墩型式是降低高墩大跨连续刚构桥造价的有效措施.以瓦厂特大桥的设计为背景,将原设计主墩采用的组合墩墩型,优化成单肢空心薄壁墩,通过建立各墩型的空间有限元模型,进行对比分析.结果表明:两种主墩墩型的梁部应力水平相当;单肢空心墩稳定性优于组合墩;在最大双悬臂施工状态下,采用单肢空心薄壁墩强度安全系数较组合墩小,但成桥后安全系数相当;采用单肢空心薄壁墩经济性优于组合墩,能大幅节省造价,在施工质量与工期方面具有明显的优势.研究结果可为今后山区同类的桥梁提供一定的借鉴和参考意义.

城市快速路与轨道交通合建高架桥桥墩设计研究

为节省用地和减少工期,某机场快速路工程采用城轨共建的双层高架桥结构型式,下部结构采用Y形桥墩.城市快速路与轨道交通合建高架桥是一种节省空间、提高效率、美化环境的新型桥梁结构,但也面临着复杂的受力和抗震问题.为满足公路规范和铁路规范的要求,对下横梁及桥墩采用容许应力法和极限状态法双重控制设计.在抗震设计中,考虑轨道梁无缝线路长钢轨约束的影响以及加入基础和后继结构的影响,计算结果更准确合理.计算结果表明桥梁的静动力性能均能满足规范要求,为该类桥梁的设计施工提供依据.

突堤码头双俯仰岸边集装箱起重机设计

与传统的集装箱码头相比,将岸边集装箱起重机设置在突堤式码头具有独特性。在分析常规岸边集装箱起重机、背靠背岸边集装箱起重机、双俯仰岸边集装箱起重机特点基础上,探讨了突堤式码头双俯仰岸边集装箱起重机设计的特殊性,并提出了针对其特殊性的设计方法。

CFRP约束插槽式双柱墩抗震性能研究

研究了CFRP约束插槽式双柱墩的抗震性能,利用ABAQUS软件建立考虑了钢筋循环退化效应的桥墩模型,重点分析了CFRP的厚度和约束范围对桥墩抗震性能的影响。在横向地震荷载作用下,双柱墩发生弯曲破坏,基础和盖梁的塑性铰区混凝土被压碎。CFRP厚度增加,混凝土的被动约束增强,桥墩的屈服荷载、极限荷载和耗能等抗震性能指标提高,且残余位移减小;CFRP约束在塑性铰区比约束在非塑性铰区,抗震性能改善显著。

新型方墩柱系梁托架装配技术分析

为适应桥区复杂地形地质条件,综合考虑多地震烈度带下的桥梁方墩柱多系梁施工的建设难度,保证桥梁方墩柱系梁施工质量,并提高系梁施工效率,降低施工安全风险且便于系梁模板安装及拆卸,同时使得上部结构受力合理。本文中方墩柱系梁施工采用型钢牛腿及爬锥作为承力基础的新型装配式托架结构,较常规系梁施工采用的穿心棒支架模板不同。通过Midas/Civil结合现场施工条件建立计算模型,分析得出在多地震烈度带桥区,采用新型方墩柱系梁装配式托架结构较传统穿心棒支架施工更便捷合理,且既能满足设计要求又对墩柱等永久结构损伤较小。同时降低模板安装及拆卸安全风险,且减少桥梁质量隐患,进一步实现方墩柱多系梁的优质高效施工。

斜交进流条件下闸墩型式优化试验研究

为改善象山水利枢纽部分泄水闸进水口不良水流流态,提高枢纽泄流能力,利用物理模型试验方法对泄水闸2区闸室边墩墩头型式进行优化,对比分析了5种墩头型式方案下的优化效果。研究结果表明:墩头型式采用短轴为2倍闸墩宽度的黄金分割比(短轴/长轴=0.618)的1/4椭圆曲面,基本消除了间歇性涡流和回流现象,改善了进闸水流流态,但对于堰流处于高淹没度(h_(s)/H_(0)>0.99)时的综合流量系数μ_(0)的改变幅度不大,基本在0.5%以内,相应的泄流能力提升幅度也并不显著。研究成果可为类似工程设计提供参考。

外置新型粘弹性阻尼器节段拼装桥墩抗震性能研究

为了使节段拼装桥墩可以满足在地震条件下快速修复的新要求,促进其在中高烈度地震区的推广使用,提出了一种外置于桥墩底部的新型粘弹性阻尼器用以提高桥墩的耗能能力。本文介绍了新型粘弹性阻尼器的内部结构及安装方式,并基于OpenSees有限元分析软件建立带有阻尼器的节段拼装桥墩模型,与带有接缝的节段拼装桥墩模型进行滞回对比分析。分析结果显示:外置粘弹性阻尼器能够实现震后可修复,与未安装阻尼器的节段拼装桥墩相比,粘弹性阻尼器附加给了桥墩刚度和阻尼,既提高了桥墩的承载能力,又最大限度地提高了桥墩的耗能能力。

浮式钢防撞箱受力性能数值分析

浮式钢防撞箱在船桥碰撞中具有良好的塑性吸能防撞性能。为探究影响防撞箱防撞性能的因素,该文基于有限元软件Ansys/LS-DYNA,建立了船-防撞箱-桥墩系统碰撞模型,对碰撞机理及过程进行数值模拟,探讨防撞箱与桥墩连接方式、尖舱尖角、防撞箱刚度等对桥墩所受撞击力的影响,提出撞击力曲线的三阶段划分方法。分析表明:浮式防撞箱内壁直接固结、与桥墩外壁耦合连接会降低撞击力,最大撞击力随着防撞箱与桥墩间距的增大而变大;防撞箱尖舱尖角宜取为80°~100°;防撞箱碰撞区钢板厚度存在一个最优值;最大撞击力随着非碰撞区钢板厚度的增大而变大,超过8 mm增大幅度降低。

侧向堆土作用下桩柱式桥墩延性性能研究

为了研究建造在高陡坡位置上的桩柱式桥墩在堆土作用下的侧移性能及桩体关键截面的曲率延性,解决常规水平受力桩模型假设的局限性,采用土体应变楔模型半解析方法分析了侧向堆土作用下桩-土系统非线性行为。将桩柱式桥墩采用等效悬臂梁模型进行仿真,分析了天然状态和饱和状态的堆土楔形体对于桥墩的作用影响规律。比较了有堆土和无堆土两种工况下桩柱的变形特征。结合工程实例,研究了桥梁运营状态时,在温度变化、混凝土收缩、徐变影响力和汽车制动力作用组合下桩柱发生非弹性位移时的局部曲率延性能力。结果表明:根据堆土楔形体模型,堆土场形成的滑坡作用在桥墩上的侧向弯矩对其承载能力影响显著;有无堆土对桩身轴力影响不显著,但对剪力影响显著,剪力曲线特征转折点(最不利剪力位置)由于堆土的存在发生上移;采用土楔形体模型以及柱式桥墩等效悬臂梁模型可以成功估算柱式桥墩基础在侧向堆土作用下的塑性铰位置,以及桩柱的横向极限承载力。总结了桥下堆土在导致桥墩倾斜过程中的影响,并对桥下堆载的放置提出了建议。

厦门至漳州高速公路高架桥桥梁美学设计

厦门至漳州高速公路全长约18 km,为厦门市重要交通枢纽工程。该高速公路高架桥穿过海沧工业区,景观轴线视点丰富,其设计不仅需满足受力安全要求,还需满足桥梁美学需求。梁型设计方面,选取与周围环境相融合且造型优美的斜腹式箱梁代替厦门市区常见的鱼腹式箱梁,并通过不断调整其腹板斜度及变化处倒角半径对斜腹式箱梁断面进行优化,实现梁型的轻盈、柔美。桥墩设计方面,经比选,全线高架桥选取造型轻盈、视线通透的直立花瓶墩,墩群之间富有较强的节奏感和韵律美。桥梁色彩、夜景及灯光设计等方面,选取浅灰色作为主色调,采用LED线型灯装饰桥梁轮廓,采用投光灯装饰桥墩,将桥下照明设施设置于主梁斜腹板上,使桥梁现代、时尚,并最终实现桥梁景观与自然环境的和谐统一。

大型椭圆墩式码头波浪力计算与试验分析

椭圆墩式码头为一种较为新型的墩式码头结构形式,目前水运工程相关规范对大型椭圆墩式码头的波浪力计算等尚不完全适用。基于水运工程规范中墩柱波浪力计算理论,结合工程案例和试验数据进行对比研究。结果表明:1)对于大型椭圆墩式码头,小尺度桩体横向波浪力实测值小于计算值,大尺度墩体纵向波浪力实测值大于计算值。2)对于小尺度桩体,水运规范计算方法不能反映边墩与中墩的波浪力差异,边墩横向波浪力实测值略小于中墩。对于大尺度墩体,规范计算不能充分反映出边墩和中墩的纵向波浪力差异。3)对于重要工程,建议波浪力以物模试验结果为准。

预制混凝土节段拼装桥墩抗车撞性能数值研究

预制节段拼装桥墩存在施工周期短,对交通和环境影响小等优势。随着经济的快速发展和城市化进程的加快,车辆撞击桥墩的事件增加,在极端情况下可能还会导致桥梁整体倒塌。然而,关于这种结构形式的抗车辆撞击性能研究仍较为匮乏,因此,非常有必要开展这方面的研究。该文基于显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA对车辆撞击预制混凝土节段拼装桥墩开展数值模拟工作,在保证数值模型合理性与准确性的基础上,探究几何与构造等因素对节段拼装桥墩抗车辆撞击性能的影响,具体包括截面类型、预应力筋以及剪力键布置等。结果表明:圆形截面相比于方形截面具有更好的抗车辆撞击性能;周边布置预应力筋相较于中心布置能够给节段拼装桥墩提供更好的抗车辆撞击性能;圆柱形混凝土剪力键能够通过提高节段拼装桥墩的整体性来提升节段拼装桥墩的抗车辆撞击性能。基于研究结果的综合考虑,对于实际工程应用问题,应将预制拼装桥墩按圆形截面设计,并采用周边布置预应力筋及节段中心布置剪力键的形式。

软土地区铁路桥梁桥下堆载安全敏感性分析

针对软土地区铁路桥梁桥下堆载导致桥墩侧偏问题,以深茂铁路江茂段某32 m简支铁路桥梁为背景,采用非线性有限元软件MIDAS GTS建立桥下堆载力学模型,采用控制变量法,选取桩基类型、墩身高度、软土厚度、堆载高度等因素对铁路桥墩墩顶侧向水平位移的影响进行安全敏感性分析。结果表明:在相同边界条件下,摩擦桩对应的墩顶侧向水平位移小于柱桩;铁路桥梁墩顶侧向水平位移受墩高的影响较小;铁路桥梁墩顶侧向水平位移与软土层厚度呈强相关性,软土厚度越大,墩顶侧向水平位移越大;铁路桥墩墩顶侧向水平位移受堆载高度影响显著,根据变形限值反算出的堆载安全距离,与堆载高度呈二次函数关系。当在软土地区遇到同类桥墩侧偏情况时,可根据得出的相关结论初步判定导致铁路桥梁变形的主要敏感因子,以及堆载与铁路桥墩间的安全距离。

一方向为短肢墙的高层住宅楼抗震性能分析

在高层板式住宅楼中,一个方向设置门窗洞口后剪力墙数量较少或截面长度较短,另一个方向分室、分户剪力墙数量较多。由于结构两个主轴方向剪切刚度差别较大,合理调整结构布置可以使结构两个方向的基本周期和地震作用下最大层间位移角基本相当,但地震作用下结构两个主轴方向的变形特征仍存在明显差异,分别为弯剪型和弯曲型。另外,地震作用下各墙肢轴力分布不均匀,而规范中对剪力墙的轴压比计算不考虑地震作用参与组合且采用同样的限值,不能真实地反映剪力墙延性;补充双向地震作用分析并控制墙肢名义拉应力则可以有效地提高剪力墙延性。罕遇地震动力弹塑性分析结果亦表明,剪力墙损伤程度与考虑多遇地震作用组合下轴压比和设防地震作用名义拉应力大小一致。

基于CFD模拟的大型低扬程泵站低驼峰式出水流道水力优化研究

低驼峰式出水流道结构设计不当易引发偏流现象,将严重影响大型低扬程泵装置的安全稳定运行。依据浙江省某泵站的有关参数,采用三维数值计算的方法,对泵站整体模型水流流场进行模拟,并通过物理模型试验进行计算可靠性验证。结果表明,湍流模型Realizable k-ε的计算结果与试验结果最接近;泵站低驼峰式出水流道空间流线随过流断面的扩散而扭曲,其扭曲程度随流量的减小而加强;在低驼峰式出水流道中设置中隔墩有助于优化流场,但会使低驼峰式出水流道的水力损失增加;通过对不同几何参数的中隔墩进行多方案比较,发现在低驼峰式出水流道中设置长为3.90D、宽为0.10D的中隔墩流场优化效果最佳。研究结果可为同类型泵站工程优化设计提供一定借鉴。

可恢复系梁对双柱墩桥梁抗震性能的影响

为研究桥梁在地震后的可恢复性,文中提出了一种适用于双柱式高墩桥梁的可恢复耗能系梁,以石坪大桥高架公路二桥为研究对象,对结构进行非线性时程分析。基于ANSYS软件建立双柱式高墩模型,分析了不同阻尼参数下双柱式高墩结构的地震响应参数,确定了最优阻尼参数。对可恢复系梁设置前后结构的抗震性能对比,得出设置可恢复系梁后,桥墩结构的墩顶位移、墩底剪力、墩底弯矩均有所降低。

新形势下桥梁高墩模板及扣件式钢管脚手架施工安全管理研究

高墩模板和扣件式钢管脚手架是桥梁施工的常见工具,其经济合理性、安全可靠性对保证工程项目顺利开展发挥着至关重要的作用。文章分析了新形势下桥梁高墩模板及扣件式钢管脚手架的施工安全现状,阐述了常见的安全事故及原因,提出了桥梁高墩模板及扣件式钢管脚手架的施工安全措施,旨在为类似工程项目提供借鉴。

新型桥墩局部冲刷研究

由桥墩引起的局部河床冲刷一直是国内外学者关注的研究课题 ,因其因素复杂 ,研究大都采用了半理论半经验的方法 ,六十年代由铁道部科学研究院研究的桥墩局部冲刷公式就是采用了这种方法 ,公式中的经验系数包括墩型系数是借助大量的实验室实验资料和天然资料的分析得到的 ,该公式多年来对我国铁路与公路桥渡勘测设计起着重要作用。但近年来出现了新的大尺度墩形 ,需要研究其墩形局部冲刷系数。通过实验室实验对原公式中的墩形系数进行了扩充研究 ,填补了近年来跨江、跨海大跨度桥梁设计中发展的两种新型桥墩局部冲刷墩形系数。采用与原有墩形系数相同的实验方法和水沙实验条件 。