带柱墩的筏板基础的设计方法和应用

该文提出带柱墩的筏板基础设计方法,取消传统独立扩展柱基加防水板基础的褥垫层,考虑防水板的分担作用。通过理论分析和有限元计算,获得不同地基条件、不同筏板厚度及不同基础尺寸情况下,筏板分担的基本规律。同时,给出该方法的适用范围,供设计人员参考。

基于ABAQUS的钢筋混凝土柱墩双塑性铰研究

为研究钢筋混凝土柱墩的抗震性能,进行了箱型截面混凝土柱墩水平双向往复拟静力试验,利用ABAQUS有限元分析软件在PQ-Fiber子程序的基础上进行了pushover数值模拟,模拟结果与实验基本吻合。在实验基础上截断部分钢筋进行双塑性铰的模型分析,表明可以在墩底形成双塑性铰,通过对比单双塑性铰柱墩的骨架曲线、滞回曲线、应变曲线等,表明双塑性铰柱墩承载力没有明显变化,而极限变形能力明显提高,桥墩的抗震能力得到增强。

层状地基中桥梁柱墩基础地震响应振动台试验研究

为确保层状地基中桥梁柱墩基础在地震作用下的安全,对层状地基中桥梁独柱墩和双柱墩的横、顺桥向地震响应进行试验研究。以南沙至中山高速公路沙仔滘特大桥为背景,通过振动台试验,分析不同超越概率地震波激励下桥梁柱墩基础自振频率、墩顶位移和桩身弯矩。结果表明:顺桥向地震激励下独柱墩和双柱墩第一阶自振频率接近,且对小于5 Hz的低频地震波有放大效应;横桥向地震激励下双柱墩第一阶自振频率大于顺桥向地震激励。对于独柱墩,地震输入结束后墩顶位移随时间衰减,桩身弯矩在桩顶和软硬土层交界面处出现峰值,且桩顶弯矩远大于软硬土层交界面处桩身弯矩,大震作用时更为明显。对于双柱墩,顺桥向地震激励下墩顶位移和桩身弯矩远大于横桥向地震激励,桩身弯矩规律与独柱墩类似;横桥向地震激励下,桩身弯矩呈“剪刀形”变化,墩顶、墩底、桩顶和软硬土层交界面处均出现弯矩峰值,墩底和桩顶位置产生不平衡弯矩。

复杂水域大跨度宽幅矮塔斜拉桥柱墩复合式现浇支架0#块施工技术分析

近年来,我国的大跨径连续梁桥数量大幅增加,结构的稳定性显得尤为重要,O#块支架是保证“T”构悬壁现浇期间结构安全及稳定的重要临时工程。然而在进行墩旁支架工程时,时常会遇到支架体系布设困难、支架体系的承载性能不足等问题。现以苏滁现代产业园滁州大道跨清流河大桥工程桥梁施工为背景,分析复杂水域大跨度宽幅矮塔斜拉桥柱墩复合式现浇支架0#块的施工技术。

城市高架桥之高独柱墩横向位移探讨

结合城市高架高独柱墩顶部发生横向位移这一现象,对高独柱墩顶部横向荷载产生的原因进行初步分析,并应用三维非线性屈曲分析,阐述组合荷载所引起的大变形及混凝土徐变效应与墩顶横向位移之间的关系,提出了设计、施工类似结构时应注意的事项。

独柱墩弯桥抗倾覆稳定性分析

现浇箱梁独柱墩弯桥具有整体性能好、抗扭刚度大以及视觉通透、外形美观等优点。但结构的受力特点又决定了其抗倾覆稳定性对结构的安全性能存在极大影响。通过对某独柱墩连续箱梁弯桥结构抗倾覆稳定性进行验算,分析其原因,为消除相应桥型的安全隐患提供了依据。

轨道交通“桥建合一”高架车站大悬臂独柱墩结构设计研究

贵阳市轨道交通1号线窦官高架车站为“桥建合一”结构体系,桥墩采用大悬臂盖梁独柱墩。两种不同的受力体系组合在一起。“桥建合一”高架车站受力复杂,对空间框架体系的收缩、徐变,以及温度力的影响进行分析,并对大悬臂预应力混凝土盖梁受力进行介绍。其设计方法和成果可为同类高架车站提供设计参考。

70m跨单桩独柱墩混凝土连续梁0#块现浇支架设计

研究目的:目前,我国越来越多的公路桥梁采用独柱连续箱梁结构形式,而采用大直径的单桩与独柱墩相结合的下部结构较为少见。尤其是下部结构为深水基础的单桩独柱墩桥梁,其0#块施工具有一定的技术难度。本文对嘉绍大桥70m跨连续箱梁0#块施工进行现浇支架设计,为同类桥梁提供一种全新的施工思路。研究结论:通过对嘉绍大桥70m跨连续箱梁0#块现浇支架的设计,解决了传统桩柱式、碗扣式、膺架式等类型的支架无法满足此类桥梁0#块现浇施工的难题。本设计表明本类现浇支架结构完全可以满足此类桥梁0#块现浇施工的要求,是一种全新的施工方法,支架结构较为新颖,投入少,施工速度快,可为同类桥梁的施工提供借鉴。

高速公路匝道桥独柱墩加固的实施及评价

近十多年来,全国各地不断有独柱墩曲线梁桥横向倾覆倒塌事故的发生,造成了恶劣的社会影响。对独柱墩桥梁全面排查、展开横向抗倾覆性能的验算和评估,并采用合适的加固措施,且具有很强的工程实际应用价值。

板式筏板基础中抗冲切柱墩的布置及计算分析

对于板式筏板基础,柱下受力较为集中的部位冲切计算有时不能满足要求,工程设计中常采用布置柱底、柱墩的方法来解决。因此,针对柱墩的几种类型、受力形态,以及布置计算方式、程序计算进行探讨,并根据规范合理分析柱墩配筋。

浅谈带柱墩的筏板基础在山区高层建筑建设中的应用

结合当今高层建筑发展,通过具体工程实例,探讨了带柱墩的筏板基础在工程中的应用,以推广改良后的筏板基础型式,积累对高层建筑基础选型的经验。

大直径桩结合无柱墩防水板技术分析

地下室结构设计是一个量大面广的工程项目,即使对地下室结构选型做出较小的优化,也可能给工程带来较大的经济效益。近期在实践工作过程中所提出大直径桩结合无柱墩防水板结构型式,着重对采用一柱一桩(大直径)多层地下室情况下防水板进行分析。

提高独柱墩桥梁抗倾覆能力的措施

为防范独柱墩桥梁发生倾覆事故,通过改变桥梁结构、调整中墩支撑偏心距以及增设上下部结构连接装置三种方式,探讨提高独柱墩桥梁抗倾覆能力的途径。文中通过有限元计算,探讨了合理的桥宽(B)与支座间距(d)比值和中墩支座预偏心对改善联端支座不均匀受力的效果。通过对提高独柱墩桥梁抗倾覆方案的探讨,为选择抗倾覆加固方案提供参考。

高震区双柱墩设计

以拉萨市北环线东绕城路2号隧道南出口高架桥为例,按照现行《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ 166—2011)提供的相关计算公式与有限元的计算结果进行比较分析,探讨了双柱式梁桥利用反应谱方法进行抗震计算,E2反应谱计算时桥墩纵横向和纵向位移计算方法及塑性铰区域抗剪验算。防止桥墩出现剪切破坏,确保桥梁工程在地震过程中有足够的抗震能力和合理的安全度。

林区桥梁墩柱加固虚拟仿真实验教学探索与实践

以林区桥梁墩柱加固为例,基于现代教学理念以及虚拟仿真技术设计桥梁墩柱加固虚拟仿真资源,并实现在线共享。实验解决了土木类大型实验经费高、周期长、存在一定安全隐患的难题。结合虚拟教研室的建设,采取浸入式、自主式、交互式、探究式、反馈式教学方法相结合,探索开展虚拟综合性实验设计、实施以及教学评估,构建了混合教学模式下虚拟仿真实验教学体系。教学实践证明,通过虚拟仿真实验教学有利于混合式教学模式下学生的自主探究以及创新实践,全方面地提升了学生综合素质。

爆炸荷载下预制节段拼装双层钢管混凝土墩柱的动力响应数值模拟

为提升装配式公路桥梁的抗爆防护能力,提出了一种新型预制节段拼装双层钢管混凝土(PS-CFDST)组合墩柱.基于非线性显式动力分析程序LS-DYNA建立了新型PS-CFDST墩柱在爆炸荷载作用下动力响应分析的精细有限元模型,并通过已有试验结果验证了模型的准确性.对爆炸荷载作用下PS-CFDST墩柱的动力响应进行数值模拟分析,研究了PS-CFDST墩柱在爆炸荷载作用下的破坏过程、损伤机理和耗能机制.运用参数化分析方法,研究了爆炸距离、节段数量和预应力水平等关键参数对PS-CFDST墩柱动力响应的影响,并在此基础上提出了PS-CFDST墩柱的抗爆设计建议.结果表明:PS-CFDST墩柱除通过材料塑性损伤耗能之外,节段接缝界面滑移耗能机制对耗能贡献可达40%以上;增大墩柱可接近距离是提升墩柱抗爆安全性的有效手段,增大预应力有利于减小柱中最大水平位移和墩底剪切滑移,从而提升PS-CFDST墩柱的抗爆性能.

薄壁拉筋矩形钢管混凝土墩柱抗震性能研究

相比圆钢管混凝土墩柱,矩形钢管混凝土墩柱的惯性矩大、稳定性强,但其对填充混凝土的约束较差。为探究端部拉筋和加载方向对矩形钢管混凝土墩柱抗震性能的影响,开展2根方形和2根矩形钢管混凝土墩柱的拟静力试验,分析比较端部拉筋以及加载方向对桥墩的刚度、承载力、耗能、刚度退化以及残余变形的影响规律。并采用ABAQUS有限元软件建立拉筋钢管混凝土桥墩精细三维实体-壳单元模型,有限元模型中混凝土单元引入裂缝,钢材引入韧性损伤以考虑更准确的拉筋钢管混凝土桥墩的抗震性能退化规律。研究结果表明:与传统钢管混凝土桥墩相比,端部拉筋约束钢管混凝土墩柱的屈服荷载、水平峰值荷载、累计耗能和弹性刚度分别提高49.3%、42.8%、24.1%和15.1%,抗震性能优于传统钢管混凝土桥墩。与弱轴加载相比,强轴加载时桥墩的屈服荷载、峰值荷载累积耗能和弹性刚度分别提高了45.1%、44.9%、51.7%和7.1%,表明强轴加载时更易发挥抗震性能。采用有限元软件建立的钢管混凝土桥墩精细三维实体-壳单元模型与试验结果吻合良好,反映了循环荷载下拉筋钢管混凝土桥墩的塑性大变形阶段承载力退化现象和滞回曲线“捏拢”效应。有限元模型计算的裂缝高度位置与试验结果基本一致。研究结果可为进一步优化钢管混凝土墩柱的设计提供参考。

经验知识监督的RC墩柱力学性能神经网络分析方法

基于试验或数值模拟的单一墩柱力学性能分析方法难以兼顾计算精度和效率,纯数据驱动的分析方法存在可解释性差和对数据依赖性强等问题。为此,本文通过研究钢筋混凝土(RC)墩柱力学性能试验数据、经验知识和机器学习的融合机制,提出了经验知识监督的RC墩柱力学性能神经网络(knowledge-guided neural network,KGNN)分析方法。首先,建立了包含761组RC墩柱拟静力试验样本的数据库;随后,基于经验知识分析了RC墩柱主要特征对其力学性能的影响规律,构建了相应的数学表征方法;最后,将RC墩柱试验数据及经验知识融入人工神经网络架构和训练过程,建立了高精度、可解释、可通用且不依赖大量训练数据的RC墩柱力学性能KGNN分析模型。本文提出的KGNN分析方法与纯数据驱动神经网络(BPNN)的结果对比表明:BPNN在测试集上表现更好,在分析墩柱承载力时均方根误差(E)和拟合系数(R^(2))分别为0.070和0.978,KGNN模型的E和R^(2)分别为0.108和0.942;但由于BPNN所预测的墩柱特征对承载力的影响规律与经验知识并不吻合,即未能准确反映墩柱特征与其力学性能间的关系,BPNN模型发生了过拟合;而KGNN方法不仅可以快速准确获得RC墩柱力学性能,且预测规律与经验知识吻合较好,具有更高的可靠性和实用性。因此,融合试验数据与经验知识的神经网络有望成为一种新的RC结构力学性能分析方法。

内嵌加劲耗能钢板的箱形钢墩柱拟静力试验及数值分析

地震作用下钢桥墩根部易发生屈曲破坏且震后难以快速修复。基于可恢复功能理念与钢桥墩的受力特征,提出一种具备震后易恢复功能的新型箱型钢桥墩。此新型桥墩通过设置可更换的加劲耗能壁板以增强结构的耗能与变形能力,且震后能够快捷更换受损的耗能壁板以恢复桥墩力学性能。为研究设置加劲耗能壁板的箱型钢墩柱的抗震性能,选取耗能壁板上加劲肋的布置形式、轴压比及耗能板强度等作为影响参数进行拟静力试验,且通过有限元数值模拟,综合探讨此类新型试件在地震作用下的力学性能;并对比分析新型桥墩的受力特点和破坏机理,为此类钢墩柱的数值仿真提供理论基础。结果表明,增设内嵌耗能钢板后,试件的抗震性能得到较大改善;提高耗能板强度后,试件的水平承载力得到较大提高,但其延性与变形能力下降;有限元模拟结果验证了新型钢桥墩良好的抗震性能。在试验研究、理论分析与数值仿真的基础上提出此类新型钢桥墩承载力建议公式,并应用试验结果验证了公式的准确性。

嵌入式钢管混凝土墩柱-盖梁承插节点抗震性能研究

预制装配桥梁采用工厂化预制、现场拼装的施工方法,具有施工质量高、建设周期短和环境扰动少等优点。为满足预制装配桥梁下部结构的建造需求,结合了超高性能混凝土(ultra high-performance concrete,UHPC),提出一种新型的嵌入式钢管混凝土(concrete-filled steel tube,CFST)墩柱-盖梁承插连接节点。开展1∶3缩尺的拟静力试验,揭示节点的损伤发展和失效模式,探究承插深度对节点抗震性能的影响规律,并基于ABAQUS建立节点的精细化数值分析模型。研究结果表明:1.2倍CFST直径的承插深度可保证损伤发生在节点区域以外,盖梁保持弹性状态,通过分析滞回曲线、承插能力和耗能能力等抗震性能指标,验证了新型节点良好的抗震性能;基于试验结果验证了节点数值分析模型可以合理精度预测节点的整体地震响应和承载能力。研究工作可为预制装配桥梁下部结构在中高烈度区的工程应用提供参考。