竖向地震动对斜交连续梁桥的影响研究

为充分了解竖向地震动对斜交连续梁桥的影响,以某3×30m斜交连续梁桥为背景,利用OpenSees软件建立考虑碰撞效应的计算模型,采用时程分析法对比研究了在两种地震动(水平双向地震动和三向地震动)输入工况下对桥梁支座、碰撞效应,以及桥面位移、桥面转角的影响。分析结果显示:考虑竖向地震动后,全桥支座的纵、横向剪切力均有增长,各支座竖向力的变化幅度均很明显,尤其以桥台处支座最为显著;桥台处支座更容易出现剪切、挤压破坏或脱空;由于竖向地震动作用,支座的临界剪切力增大,使其约束作用增强,导致桥面纵、横向位移减小,主梁与桥台、挡块之间的碰撞效应明显减弱,桥面的旋转程度呈现较大降低。

汶川地震中斜交连续梁桥震害机理研究

汶川地震中,斜交桥区别于直桥的典型震害现象为主梁的面内刚体转动。为研究其震害机理,以2跨及3跨预应力混凝土斜交连续梁桥为研究对象,建立数值分析模型,分析碰撞效应和结构偏心效应对主梁转角的影响。分析结果表明,斜交连续梁桥在地震作用下导致梁体面内刚体转动的主要原因是梁体与桥台或桥联间的碰撞效应与结构偏心效应。

板式橡胶支座对斜交连续梁桥地震反应的影响

为充分了解板式橡胶支座对斜交连续梁桥地震反应的影响,利用OpenSees软件建立简化的斜交桥计算模型进行时程分析,研究板式橡胶支座摩擦滑移效应,以及支座动摩擦系数、剪切刚度、局部脱空等参数对斜交桥地震反应的影响。结果表明:板式橡胶支座考虑摩擦滑移后,不仅桥面位移和转角显著增大,而且出现残余位移和残余转角;随着支座剪切刚度的增大,桥面位移和转角均明显减小;随着桥墩处支座动摩擦系数的增大,桥面位移、转角均呈增长趋势,然而桥台处支座动摩擦系数的影响与之相反;桥墩处局部支座脱空对斜交桥的影响明显大于桥台支座。

强震作用下桥台对斜交连续梁桥抗震性能的影响研究

为研究强地震作用下,桥台及台后土体对斜交连续梁桥抗震作用的影响。以一座三跨连续斜交箱梁桥为依托,应用sap2000建立不同斜度的模型,针对有、无桥台两种工况,采用非线性时程分析方法,研究了纵向不同地震动强度输入下,桥台及台后土体作用对不同斜度的连续梁桥主梁和桥墩位移的影响规律,并对桥墩的延性性能进行分析。研究结果表明:桥台及台后土体的存在会抑制主梁的纵向位移,大大增加主梁梁端的横向位移,地震动幅值越大,这种作用越明显;桥台及台后土体作用会减小墩顶纵向位移和墩底纵向弯矩,降低桥墩纵向位移延性需求,提高桥墩纵向安全性,斜交角越大,该影响效果越小;桥台作用对桥墩的横向反应几乎无影响。建议在桥梁抗震设计时应考虑桥台以及台后土体的作用,并针对不同斜度的连续梁桥采取相应的抗震措施,以提高其抗震性能。

斜交连续梁桥地震位移响应及典型参数规律研究

为了揭示斜交连续梁桥的地震破坏规律,提高这类桥梁抗震设计的针对性,选取汶川震害中某典型斜交连续梁桥为原型,以支座摩擦系数、斜交角、主梁跨数、墩高为参数构建了15个分析桥例。考虑支座滑移、挡块退化、桥台伸缩缝碰撞等非线性因素,基于OpenSEES开源程序建立模型,采用非线性时程分析方法研究了斜交连续梁桥地震位移响应特点及其参数影响规律。研究表明:由于支座滑移且缺乏自复位能力,斜交连续梁桥的典型地震响应为主梁的双向耦合位移和平面旋转;梁端纵、横向残余位移均随着斜交角的增大而先增后减,主梁平面转角则先增后减,最大平面转角出现在斜交角为45°时;连续跨数增多会导致梁端纵、横向位移先减后增,单跨的平面转角是4跨的11.1倍;随着墩高的增加,梁端纵、横向位移不断增大,主梁平面转角呈先减后增的变化规律,墩高为16m时出现最小值。

桥台对斜交连续梁桥抗震性能的影响研究

以一座三跨连续斜交箱梁桥为背景,应用SAP2000建立全桥有限元模型,采用非线性时程分析方法,研究了纵向地震输入下,桥台及台后填土对不同斜度连续梁桥上部主梁及墩柱内力和位移的影响。结果表明:对于斜交连续梁桥,桥台能够减小主梁惯性力,约束主梁及墩柱的纵向位移,但会增大其横向位移,且斜交角度越大,纵向约束效果越弱,横向位移越明显;桥台作用一方面会加剧斜交连续梁桥上部主梁的旋转效应,另一方面会使得两个桥墩出现不均衡受力,斜交角度越大,旋转效应越明显,不均衡受力也越明显。建议在进行抗震设计时,应考虑桥台的作用,对不同斜度的斜交连续梁桥进行个性化设计,以提高斜交连续梁桥的抗震性能。

高速铁路斜交连续梁桥施工控制技术探讨

随着对高速铁路高速度、高舒适性、高安全性、高密度连续运营等方面要求的提高,高速铁路桥梁结构也面临着强度、稳定性、刚度和耐久性等方面的考验。因此一般在对高速铁路中大跨径桥梁施工前,将对桥梁施工控制技术方案严格夯实,确保桥梁线形的顺畅、美观及结构的安全。

斜交跨线连续梁桥换梁施工受力分析

为研究斜交跨线连续梁桥换梁施工阶段的受力情况,对某斜交跨高速桥梁换梁施工进行了数值模拟。分析了换梁过程中主梁内力及桥梁挠度变化量,对不同施工阶段桥梁的受力情况进行了研究。结果表明,连续梁换梁施工存在着由连续体系转变为简支体系的体系转换,随着桥梁上部结构分段拆除,主梁的内力及挠度均有所增加,且在最终变为简支结构时达到最大;新钢梁在架设拼装过程中应力变化不大,施加二期荷载后,梁体应力虽有较大程度的增加,但成桥阶段是钢桥的受力控制点。

地震作用下斜交连续梁桥碰撞效应分析

了解强烈地震下上部梁体结构与桥台间碰撞效应对斜交连续梁桥的地震反应影响十分重要,以唐子河大桥为原型,建立了不同斜度的斜交连续梁桥非线性有限元计算分析模型.利用非线性时程分析方法,对比研究了不考虑碰撞效应和考虑碰撞效应两种情况下的斜交连续梁桥地震反应特征规律.结果表明:梁体与桥台间的碰撞效应会使斜交连续梁桥的上部结构产生扭转位移,且随着斜度的增大而增大;考虑碰撞作用的桥墩最大扭矩明显大于不考虑碰撞作用的桥墩最大扭矩.在斜交连续梁桥的抗震设计过程中如不考虑这种碰撞作用,会低估桥墩的地震扭矩效应,增大下部墩柱结构的设计风险.

斜交角对公路连续斜交梁桥地震反应的影响分析

以标准跨径的两跨公路连续混凝土斜交桥为研究对象,建立动力有限元计算模型,分别进行了常遇地震影响下的反应谱分析和罕遇地震影响下的非线性时程分析,探讨了斜交角变化对连续斜交桥地震反应的影响,并得到了影响规律。

某斜交连续梁桥裂缝成因结构分析

在调查和检测了某预应力混凝土斜交连续梁桥病害的基础上,针对斜交桥的受力特性,建立空间杆系梁格有限元模型,并依据原设计1985版规范和2004版新桥规两个版本的规范体系,分别对原结构进行验算,并对原桥承载能力进行评定;然后采用梁格模型和实体模型模拟基础变位对结构的影响,研究了基础变位对结构的影响及分析裂缝的形成原因。

整体式斜交连续梁桥抗震性能

采用SAP2000软件建立了某整体式斜交连续梁桥的三维有限元模型,通过非线性时程分析,研究了整体式斜交连续梁桥在地震作用下的受力特性及抗震性能,并探究了跨数、斜交角、台后土密实度和墩高等主要结构及基础参数对该类桥梁地震响应的影响。研究结果表明:整体式斜交连续梁桥中震害变形主要集中于桥台桩,桩顶截面在峰值加速度为0.4g的地震作用下形成塑性铰时,墩顶支座无破坏,且桥墩几乎无损伤;桥台桩位移及纵桥向弯矩的最大值均位于桩顶,而横桥向弯矩最大值可能位于桩顶或桩身反向弯矩峰值处;随着跨数的增加,整体式斜交连续梁桥的地震响应尤其是墩顶支座剪切应变及桥面转角明显增大,当跨数由单跨增加到4跨时,地震响应均增加了1倍以上,墩顶支座剪切应变甚至增加近2倍;随着斜交角的增加,桩顶纵桥向位移、桩顶截面屈服面函数值及中跨转角明显增大,斜交角为60°时,桩顶纵桥向位移增加了3倍以上,斜交角为45°时,墩顶支座剪切应变最大;随着台后土密实度的增加,各构件纵桥向位移响应与墩顶支座的纵向剪切变形降低,桥台桩、桥墩纵桥向位移及墩顶支座纵向剪切变形分别减小了12.9%、9.3%和9.5%;随着墩高的增加,墩顶位移明显增加,而支座剪切应变明显降低,但桩顶位移及桩顶截面屈服面函数值几乎不变;当墩高从4 m增大到9 m时,墩顶漂移率增大了42.1%,墩顶支座剪切应变减小了57.5%。

钢筋混凝土斜交刚构连续梁桥的实验与数值分析

本文利用三维光弹性法和ANSYS软件分析了铁路斜交刚构连续梁桥在一期、二期自重载荷和两种不同工作载荷下的梁体应力分布,数值研究中分别针对实验模型和建筑实物建立计算模型,并将计算结果与实验结果进行了比较.结果表明,桥梁的应力分布呈明显的不对称特征,有其自身的独到之处.

试论斜交连续梁桥支座选型对其抗震性能的影响

地震带来的危害很大,特别是对高层建筑以及桥梁的危害。探讨斜交连续梁桥支座选型对其抗震性能的影响,对桥梁抗震性能的提升有着积极意义。本文对某斜交连续梁桥分别采用普通板式橡胶支座、抗震盆式支座、高阻尼橡胶支座、铅芯橡胶支座进行E2水准地震动力时程分析,得到一些基本结论。

顶推法施工的斜交连续箱梁桥的落梁分析

该文以张家界澧水大桥为工程背景,对顶推法施工斜交连续箱梁桥的落梁进行空间仿真分析,与现场取得的实测数据进行了比较,并对影响落梁时千斤顶所施加反力的各参数进行了分析,可为相应工程提供参考。

斜交变截面连续箱梁桥的有限单元法

从薄壁箱梁单元出发，采用带刚臂的偏心结点，导出一种能考虑斜桥弯扭特性结点偏心的薄壁箱梁单元刚度矩阵．通过一有机玻璃三跨双室斜支承模型试验分析，并与粱格分析方法结果对比，表明该方法是有效的．

三跨斜交连续小箱梁桥动力特性分析及试验

本文以三跨连续斜交小箱梁桥为例,应用有限元软件Midas civil分别建立了斜交角度为0~60°(步长为5°)的全桥模型。分析了不同斜交角度对桥梁结构固有振型和频率的影响,对现有桥梁规范中用于连续梁桥冲击系数计算的基频的计算公式给予修正。分析表明:三跨连续斜交小箱梁桥前两阶竖弯频率均随斜交角度的增大而增大,其中1阶竖弯频率所受影响最为显著,当斜交角度大于25°时,斜交角的影响不能忽略,其增大值最大可达31.6%;而第3阶竖弯频率受斜桥弯扭耦合效应的影响,随斜交角度的增大其频率变化不超过0.9%,在计算正、负弯矩处基频时应予以考虑。简支转连续与整体浇筑两种方法施工的结构动力特性区别不大,全桥模型中是否设置桥墩对结构频率影响不大。实桥动载试验验证了本文所提出的基频修正公式是合理的。

三跨连续斜交T梁桥的动力特性研究

为深入了解连续斜交梁桥的动力特性,以一座三跨连续斜交T梁桥为工程实例,建立了不同斜交角度的三跨连续斜交T梁桥的Midas Civil空间梁格模型,分析了斜交角的变化对结构的振型分布和自振频率的影响变化规律,并以斜交角作为影响因素,对现行《公路桥涵设计通用规范》中连续梁桥冲击系数计算采用的基频通用公式进行了修正.研究表明:三跨连续斜交T梁桥的竖弯振型分布在自然振型的不同阶数中,随着连续斜交梁桥斜交角度的增大,结构的弯扭效应变得更加明显,使得竖弯振型的分布也产生了变化;竖弯振型对应的自振频率均随斜交角的增加而增大,当斜交角度大于30°时,基频计算应计入斜交角影响;现场实桥动载试验表明本文提出的基频修正公式是比较合理的,对于此类结构的工程设计具有重要的参考价值.

梁格理论在某斜交连续梁结构分析中的应用

研究目的:针对T型宽实体连续板梁桥受力复杂的结构特点以及用常规的结构分析方式难以对结构的受力行为进行较好把握的问题。研究方法:应用梁格理论对某斜交T型宽实体连续板梁桥进行结构计算简化,利用刚度等效的原则对原结构进行结构模拟以及运用有限元的分析方法对结构进行离散,同时利用通用有限元程序软件SAP2000对简化的粱格模型进行结构模拟分析。研究结果:为求解分析宽、斜受力复杂的连续梁、与此结构类似的箱梁以及实体板梁提供了一种实用简便的分析计算方法。研究结论:通过具体的工程实例计算,并与板壳模型计算结果进行比较,证明了该理论在工程应用中具有较好的使用价值。

三跨斜交连续小箱梁桥动力特性分析

以三跨连续斜交小箱梁桥为例,应用有限元软件Midas Civil分别建立了斜交角度为0~60°(步长为5°)的上部结构模型,分析了不同斜交角度对桥梁结构固有频率和振型的影响,对现有《公路桥涵设计通用规范》中用于连续梁桥冲击系数计算的基频计算公式给予修正。分析表明:三跨连续斜交小箱梁桥前三阶竖弯频率均随斜交角度的增大而增大,其中一阶竖弯频率所受影响最为显著,当斜交角度大于15°时,斜交角的影响不能忽略,其增大值最大可达103%。此外基于正桥模型得出的等跨等截面三跨连续梁桥的前三阶竖弯频率的比值关系(π^(2)∶3.44^(2)∶4.3^(2))在斜交角度小于15°时仍然适用;当斜交角度大于15°时,两者误差逐渐增大,最大可达57.8%,因此该比例关系不再适用于大角度斜交梁桥。本文提出的计算连续梁桥冲击系数的基频修正公式经实桥试验验证是正确的。