连续刚构箱形-双薄壁组合式主墩及其刚度匹配设计方法

文章针对因受到建设条件制约而不得不采用主墩高度相差较大的连续刚构桥梁,应用箱形-双薄壁组合式桥墩作为主墩结构,提出了对应的主墩刚度匹配设计方法,并对刚度计算过程进行了推导,得到了组合式桥墩墩顶顺桥向抗推集成刚度的计算公式,用实桥计算示例对提出的主墩设计和传统设计的结果进行了对比。结果表明,文章提出的箱形-双薄壁组合式主墩刚度匹配设计方法能有效地避免主墩高度差引起的内力不均匀分配问题,从而改善高、低主墩连续刚构桥梁在温度、制动力等水平荷载下的力学表现,提高结构的抗震性能。

基于正交试验与神经网络模型的双薄壁高墩抗震性能分析与预测

为对双薄壁高墩的抗震性能进行分析和预测,采用正交试验设计和神经网络模型方法开展研究。研究结果表明,试验墩具有较强的耗能能力;在以承载力和延性系数为指标时,壁厚对承载力的影响最为显著;以等效黏滞阻尼系数比为指标时,轴压比对等效黏滞系数比的影响最为显著。经训练后的BP神经网络模型能较好地反映结构设计参数与抗震性能间的非线性关系,并且预测结果与试验模拟结果的误差在10%以内,表明该模型可用于双薄壁高墩抗震性能预测。

点阵结构填充双薄壁管的能量吸收性能研究

为提高薄壁结构在压载作用下吸能能力及结构轻量化水平,一种以点阵结构填充薄壁吸能构件的概念被提出。同时,金属3D打印技术的发展为非传统低密度点阵填充结构的制备提供了可能性。提出了在双薄壁管中填充周期性点阵结构的新型薄壁吸能结构。通过实验和数值模拟相结合的方法研究了点阵填充双薄壁管在轴向压载条件下的能量吸收能力。对比分析了点阵结构类型,点阵结构直径及薄壁管的厚度对结构吸能能力的影响。结果表明,在点阵填充双薄壁管结构的渐进变形过程中,由于点阵结构和双薄壁管的相互作用,结构的抗轴向破碎能力得到增强。点阵填充双薄壁管的能量吸收显著高于单个点阵和双薄壁管能量吸收之和。此外,在点阵填充双薄壁管结构的比能量吸收、破碎力效率等抗撞性能上也具有良好表现。提出的点阵填充双薄壁管结构在碰撞吸能领域具有一定的潜在应用前景,为防护结构的设计提供参考。

连续刚构桥双薄壁墩参数设计方法研究

根据主梁与桥墩共同变形协调条件 ,建立了墩顶荷载与双薄壁桥墩单墩内力之间的关系 ;应用非线性规划理论 ,考虑强度和稳定约束 ,建立了双薄壁墩的主要设计参数的罚函数 ,给出了连续刚构桥双薄壁墩参数设计方法 ,编制了设计计算程序 ,并进行了实例分析。

双薄壁墩连续刚构桥地震反应影响参数分析

为探讨双薄壁墩几何参数对矮墩连续刚构桥地震反应的影响,以某(60+100+60)m连续刚构桥(墩高15m)为依托,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,采用反应谱法及非线性时程反应法,分析双薄壁墩壁厚和双肢中心距对该桥动力特性和地震反应的影响规律。结果表明:双薄壁墩的壁厚和双肢中心距对连续刚构桥的各阶振型基本没有影响;桥梁1~5阶自振频率随壁厚的增加逐渐增大,2~5阶自振频率随双肢中心距的增加逐渐增大;随着壁厚增大,桥墩控制截面内力显著增大,双肢中心距对桥墩内力影响较小;墩顶、墩底截面的塑性转角和墩顶纵向位移随壁厚的增加明显减小,双肢中心距对截面塑性转角和墩顶纵向位移的影响很小。

双薄壁高墩曲线连续刚构桥地震响应分析

为确定双薄壁高墩曲线连续刚构桥的自振特性和最不利地震激励方向,以某大跨径双薄壁高墩曲线连续刚构桥为实例,对其进行了自振特性和地震响应分析。应用MIDAS/Civil有限元软件建立了该桥空间有限元计算模型,采用数值仿真方法研究了墩底边界约束、曲率半径对该高墩曲线连续刚构桥结构自振特性的影响,探讨双薄壁高墩曲线连续刚构桥动力特性,并按照最不利地震激励方向分析双薄壁高墩曲线连续刚构桥的地震响应。计算结果表明:对于高等级公路中的曲线半径较大的双薄壁高墩曲线连续刚构桥,曲率对桥梁的自振特性影响很小;曲线连续刚构桥第1阶振动模态一般为纵飘,考虑桩土结效应后其基本周期增大;以曲线桥割线方向和垂直割线方向作为双薄壁高墩曲线连续刚构桥的纵向、横向地震动的主要激励方向,其它地震动输入方向可作为曲线连续刚构桥地震响应分析的补充。

双薄壁高墩系梁设置方式对连续刚构桥地震响应的研究

为研究横系梁的设置方式对双薄壁高墩连续刚构桥地震响应的影响,基于OpenSEES建立了全桥三维非线性纤维模型,采用时程分析法,对比研究了4种横系梁工况。结果表明:横系梁对桥梁动力特性影响很大,有无横系梁的桥梁第一阶周期相差1倍以上;横系梁越强,墩身剪力的增幅越大,高墩纵向曲率和弯矩在横系梁附近的突变越显著;横系梁较强时,墩身纵向位移分布接近线性,最大位移在墩顶,增大了桥台支座的变形需求。从兼顾桥梁地震内力和变形两个方面而言,横系梁的设置均不宜过强。

高烈度区实体双薄壁矮墩连续刚构桥抗震设计

研究目的:以高烈度区实体双薄壁矮墩连续刚构桥为研究对象,以桥梁下部结构的整体抗震性能为分析重点,基于三水准设防目标,提出实体双薄壁矮墩连续刚构桥的延性抗震体系选择方法,系统探讨实体双薄壁矮墩的截面尺寸、纵筋配筋率与结构抗震性能的关系。研究结论:(1)对于高烈度区连续刚构桥实体双薄壁矮墩,应根据桥墩的剪跨比判断其破坏模式,并选择相应的延性抗震类别和设计方法;(2)在多遇地震激励下,主墩截面尺寸及配筋设计由纵桥向地震反应控制,随着墩壁厚度的增加,主墩控制截面纵桥向弯矩显著增大,且增幅显著大于横桥向激励的结果;(3)在横向罕遇地震激励下,因实体双薄壁矮墩横桥向的剪跨比较小,桥墩横桥向只能采用完全弹性或基本弹性结构,导致桥墩及桩基的配筋率显著增大,成为控制桥梁下部结构设计的主要因素;(4)纵向罕遇地震激励下,壁厚增大,主墩塑性转角需求减小,在壁厚与纵筋配筋率的三种组合条件下,主墩塑性铰区截面塑性转动能力均能达到"大震不倒"的抗震性能需求,且其变形能力安全储备基本相当;(5)该研究成果可为类似桥梁的抗震设计提供参考。

连续刚构桥双薄壁墩与单柱式墩结构行为对比分析

连续刚构桥因其良好的受力性能,近些年来得到了广泛的运用,其墩的截面形式出现了单柱式墩和双薄壁墩。该文就这两种截面形式的墩,进行力学方面的理论对比分析,同时结合工程实例,利用有限元建模,分析两种截面形式下,桥梁结构在应力、位移等方面的差异,从而为连续刚构桥梁的设计提供一些参考。

弹塑性连接梁在双薄壁高墩连续刚构桥中的应用

针对罕遇地震中弹塑性杆件塑性变形而耗能的现象,探讨了在双薄壁高墩连续刚构桥中设置弹塑性连接梁的减震方案。分别计算了是否设置弹塑性连接梁的两个桥式,比较了在大震作用下墩柱的弯矩、剪力、位移变化情况。结果显示若设置连接梁,墩柱弯矩幅值在强震中下降幅度较大,剪力有所增加而位移幅值变化不明显。

双薄壁高墩连续刚构桥稳定性分析的Ritz法

对双薄壁高墩刚构桥结构形式与尺寸进行了参数化拟合,用基于势能驻值原理的R itz法导出了最不利施工状态(最大悬臂状态)下结构临界荷载的计算公式,为结构设计时进行尺寸与墩梁刚度比的优化提供了一种便捷的途径。通过本研究的方法与用ANSYS软件数值法的计算结果对比分析,证明了本研究方法的正确性。通过对某特大桥最不利施工状态时的稳定性分析及墩身参数分析,提出了该类桥型适宜的墩身坡度。

双薄壁墩连续刚构桥墩间距计算方法

为了合理地选择双薄壁墩的墩间距,通过分析挂篮、施工机具、浇筑块件的动力效应和梁体受到的不均匀静载所产生的不平衡弯矩确定墩间距的下限值;通过分析强度约束确定墩间距的上限值.工程实例验证了墩间距范围计算公式的正确性和适用性.

V形墩及双薄壁墩连续刚构桥设计的探讨

通过对V形墩连续刚构及双薄壁墩连续刚构两个桥型方案的分析和比较,从桥梁造价、边界条件、墩壁结构尺寸、墩壁间距等方面对其设计进行了总结,对同类型桥梁设计有一定的参考价值。

高承台下自由桩长对双薄壁墩连续刚构桥地震响应的影响

为探究高承台下自由桩长对双薄壁墩连续刚构桥地震响应的影响,基于OpenSees程序建立了实桥有限元模型并进行弹塑性时程分析,通过对比不同自由桩长模型的时程曲线、峰值响应及滞回特性,分析了自由桩长对桥梁地震响应的影响。结果表明:自由桩长增加会减小桥梁刚度;地震作用下,随自由桩长增加,主梁、支座及自由桩顶的水平位移增大,且支座位移增幅大于主梁和桩顶的位移增幅,墩底内力及变形减小;地震作用下,桥梁边墩的横桥向曲率大于中墩,矮墩的纵桥向曲率大于高墩,边墩的内肢墩较外肢墩更易遭受破坏。

考虑行波效应的双薄壁连续刚构桥地震响应分析

为了明确双薄壁连续刚构桥在地震作用下的抗震性能,以某跨度布置为(68+116+68)m的双薄壁连续刚构桥为工程实例,应用MIDAS软件建立了全桥空间有限元模型。基于非一致地震动输入方法,分析了行波效应作用下双薄壁桥墩不同肢间距对连续刚构地震响应的影响。结果表明:对于中矮墩双薄壁连续刚构桥,随着肢间距的增大,结构自振周期减小,体系刚度增大。随着视波速的增加,结构地震响应逐渐接近一致激励下的结果,可知行波效应对不同肢间距双薄壁刚构桥的影响程度相近。相对于一致激励结果,行波效应对下部结构的地震响应有减小作用,而上部结构受行波影响程度较大,行波效应后跨中轴力相对于一致激励下的结果增加3倍左右,因此在该类桥梁的设计中应重点考虑行波效应对上部结构的影响。

三滩黄河大桥双薄壁桥墩的设计参数优化

根据双薄壁桥墩连续刚构桥特点及三滩黄河大桥实际情况 ,确定了由不同工况组成的计算方案 ,文中通过大量有限元分析 ,研究了双薄壁墩各设计参数与桥墩刚度的改变对结构的应力、位移、稳定性等方面的影响 ,同时根据优化分析结果 ,建立了主跨跨径、墩高。

轨道交通连续刚构桥双薄壁墩受力优化方法分析

由于连续刚构桥双薄壁墩外侧墩柱处于较为不利的受力状态,为了研究该部位的受力优化方法,以某轨道交通50 m+74 m+50 m连续刚构桥为研究对象,建立三维梁单元有限元模型,分析了该桥双薄壁墩的受力特性。从对主梁和桥墩受力状态影响的角度,分别介绍体系转换前后在中跨合拢段施加顶力和在边跨合拢段施加压重两种方法对改善连续刚构桥双薄壁墩受力状况的作用。与施加顶力相比,施加压重对墩身轴力的改善效率更高,但是在改善轴压效果近似相同的前提下,该方法对改善墩身弯矩和剪力的效果要小于施加顶力。施加顶力和边跨压重均会对主梁内力产生不容忽视的影响。

双薄壁墩承台拉压杆模型计算

桥梁承台从受力特征上看多属于深梁,即使在弹性阶段承台截面内力分布也不遵循平截面假定。拉压杆模型计算方法充分考虑了承台的受力特性和传力机理,避开了常规材料力学公式对深梁结构不能反映结构材料非线性应变与剪应力不均匀分布的不足。根据以往设计经验,并结合工程实例,提出计算双薄壁墩承台强度计算的新思路。

双薄壁变截面空心桥墩翻模施工技术

结合幸福河大桥施工,文章介绍了双截面变截面空心桥墩的施工方案的选择、翻模的设计、施工工艺以及施工控制测量,同时对施工过程提出一些想法。

双薄壁墩连续刚构桥抗震分析

对西藏昌都双薄壁墩连续刚构桥的动力特性进行了分析,并按照规范选取3条E2地震加速度时程曲线对桥梁结构进行抗震性能分析。