双肢墩横系梁施工技术研究与应用

为确保快速圆满完成施工任务,采用一种新的横系梁施工方法来保证双肢墩桥梁的快速施工,达到加快施工进度、降低工期成本、减少资源投入、创造良好社会经济效益的目的。

柔性横系梁双柱墩的抗震行为分析

基于Pushover分析方法,探索柔性横系梁对双柱式桥墩抗震行为的影响.采用弹塑性纤维单元,建立单柱墩、盖梁双柱墩和柔性横系梁双柱墩模型并进行对比分析,研究横系梁刚度变化对桥墩破坏机理、墩顶位移能力、位移延性系数以及基础受力的影响.结果表明,随着横系梁刚度的增大,墩顶位移延性能力逐渐减小,位移延性系数逐渐增大,桥墩的承载能力逐渐增大,同时提供给基础水平推力能力增大.对于规则桥墩,柔性横系梁双柱墩的墩顶最大塑性位移比单柱墩略小,可按单柱墩位移延性能力计算公式计算其墩顶位移延性能力.

横系梁对双肢薄壁高墩刚构桥稳定性的影响分析

研究目的:高墩桥梁稳定性一直是影响桥梁结构安全的关键因素,如何在保证桥梁外形美观、结构受力合理的情况下提高高墩桥梁的稳定性,是工程技术人员一直在探讨的问题。本文以京承三期清水河2#桥为工程背景,采用三维有限元分析软件SAP2000对双肢薄壁高墩刚构桥进行空间稳定性分析,并对比分析在有无横系梁的情况下最大悬臂施工阶段和成桥阶段桥梁的稳定性。研究结论:初步得出了墩间横系梁对双肢薄壁高墩桥梁稳定性的影响:墩间横系梁主要对顺桥向的桥梁稳定性贡献较大,对桥梁横向稳定性基本上没有影响;随着墩间横系梁数量的增加,对稳定性的贡献也趋于稳定。恰当地设置横系梁能有效地提高双肢薄壁高墩刚构桥梁的稳定性,但随着横系梁数量的增加稳定性提高并不明显。

横系梁对双柱墩及其基础地震反应的影响

基于OpenSees软件,研究系梁对无盖梁双柱墩及其基础的地震反应的影响。以桥墩高度、系梁数量和系梁刚度为基本参数,首先采用弹性单元建立无系梁双柱墩和系梁双柱墩模型进行时程反应对比分析,研究弹性系梁对地震作用下双柱墩墩底弯矩、基础剪力和弯矩的影响。然后利用弹塑性纤维单元建立系梁模型,研究系梁屈服耗能对减小双柱墩及其基础地震反应的作用。结果表明,增设横系梁后可以显著减小墩柱的地震反应,但会使得基础的反应稍有增加;系梁屈服会使墩柱底的弯矩有所增加,但对基础的地震反应是有利的。

横系梁对双柱式高墩桥梁抗震性能的影响

采用ETABS建立有限元模型,对铜鼓高速上的石坪高架二桥进行抗震设计,石坪高架二桥是一座跨径为40 m双柱式高墩连续梁桥,分别研究了横系梁的数量、不同位置和不同刚度,对桥墩在地震荷载作用下各个主要截面处内力以及位移的影响。计算结果表明:地震作用下的双柱式高墩桥梁下部结构的内力分配与横系梁的道数有着非常紧密的关系,并且可以通过合理的设计横系梁来增加桥梁的横向刚度,进而使得下部结构内力得到合理的分配,提高桥梁的抗震性能。在墩身的0.4,0.5,0.7倍高度处各布置一道与墩身刚度比为0.5~0.75之间的横系梁,可以减小地震对高墩桥梁的破坏。

合肥派河大桥墩柱横系梁施工技术

以合肥翡翠路派河桥墩柱横系梁施工为例,阐述了墩柱横系梁的施工技术及其方案的稳定性验算,墩柱横系梁采用从墩顶用精轧螺纹钢筋下挂横梁,在横梁下部布置钢管桩直接从承台上支撑进行施工。对墩柱横系梁稳定性计算结果证实,施工方案是可行的,对类似高墩横系梁施工具有参考作用。

基于横系梁数量变化的双柱式墩地震易损性分析

为了研究横系梁的设置数量对双柱墩的抗震性能的影响,运用基于传统可靠度的直接回归概率需求模型分析双柱式墩的地震易损性.结果表明:在横桥向地震动输入的激励和相同损伤状态下,易损性曲线会在地震动加速度峰值PGA的某一数值下发生交叉;当PGA小于交叉点加速度峰值时,双柱式墩所对应的超越概率随着墩柱间横系梁的设置数量的增加而减小;当PGA大于交叉点加速度峰值时,超越概率随着墩柱间横系梁的设置数量增加而增大.

刚架拱桥横系梁加固技术研究

钦州市钦江二桥主桥为3×63m钢筋混凝土刚架拱桥,针对该桥横系梁的病害及病因,采用附加型钢梁加固法对刚架拱桥横系梁进行加固,具体做法是,旧的横系梁不用拆除,新附加的型钢梁端部通过高强螺栓与拱肋对穿连接。对该桥加固前、后动力性能和稳定承载能力进行对比分析,结合加固后桥梁成桥试验结果,得到以下结论:所采用的计算模型和实际情况相吻合;附加型钢梁加固法能够提高桥梁的横向刚度、改善桥梁的动力性能、提高桥梁的稳定承载力,可推广应用于刚架拱桥横系梁加固。

横系梁对双柱墩混凝土曲线梁桥地震反应的影响分析

为研究地震作用下,钢筋混凝土曲线梁桥中横系梁设置位置、刚度对结构受力的影响规律,以设置2道横系梁的双柱墩曲线梁桥为背景,考虑曲线梁桥的弯扭耦合效应和主梁间的非均匀碰撞效应,运用大型有限元软件ABAQUS建立桥梁的三维多尺度模型,设置6种横系梁位置工况,采用时程分析法分析不同位置横系梁对桥梁主梁、支座和桥墩的地震反应影响。最后,选择上述计算结果中较为合理的工况为背景,进一步研究横系梁刚度对桥梁地震反应的影响。研究结果表明:横系梁位置的变化对地震作用下曲线梁桥的主梁横向位移、支座受力、墩顶横向位移及墩底扭矩有比较明显的影响;横系梁沿墩柱较为均匀地分布时,对桥梁地震反应行为最为有利;适当地提高横系梁刚度可以减小桥梁的地震反应。

设置横系梁的双柱式桥墩地震易损性分析

为定量分析横系梁对双柱式桥墩抗震性能的影响,基于易损性方法研究不同形式桥墩的地震损伤概率。通过Pushover分析,提出双柱式桥墩在横向地震作用下的位移能力计算经验公式。根据得到的位移能力经验公式,确定桥墩在不同破坏状态下的损伤指标。基于Open Sees分析平台建立桥梁模型,分析横系梁高度、刚度、根数等设计参量对桥墩易损性的影响。通过对比桥墩的位移能力和地震需求,得到其在不同破坏状态下的地震易损性曲线。结果表明:设置双横系梁相对于单横系梁,桥墩破坏概率降低10%;当刚度比在0.15~1之间,增大刚度比能够明显降低墩柱的破坏概率;当横系梁高度为0.3H^0.7H时,桥墩的破坏概率会随着横系梁高度的减小而增加。研究结论可为设置横系梁的双柱式桥墩抗震性能评估及其抗震设计提供参考。

设置横系梁对双柱墩地震反应的影响

为研究设置横系梁对混凝土双柱墩横桥向地震反应的影响,基于Open SEES有限元软件,建立了无系梁以及考虑系梁的双柱墩有限元模型,应用非线性时程方法,研究了无系梁、假设系梁保持弹性以及容许系梁屈服对于双柱墩地震反应的影响,在此基础上,分析了系梁与立柱屈服强度比、刚度比以及地震动强度等因素的效应。结果表明,与要求系梁保持弹性相比较,容许系梁屈服对于墩顶地震位移需求影响不大,而可以有效减小系梁与立柱节点弯矩以及墩底截面曲率地震需求。容许系梁屈服,利用系梁耗能,不但可以有效减少系梁本身的地震弯矩需求,还可以有效改善系梁与立柱节点和墩底截面的地震反应。

横系梁对双肢薄壁墩连续刚构桥稳定性影响分析

连续刚构桥较多采用双肢薄壁墩,而双肢薄壁墩的纵向刚度偏小,稳定性较差。在设计中可通过设置横系梁的方式来改善桥墩的纵向刚度。为得到最合理的横系梁设置方案,采用空间有限元软件MIDAS CIVIL建立有限元模型,从施工和成桥两个阶段分析横系梁的设置数量及设置位置对双肢薄壁墩稳定性的影响,总结出系梁合理设置数量及位置,对同类桥梁横系梁的设置提供参考。

横系梁设置对双柱墩抗震性能的影响分析

为了研究横系梁设置对有盖梁双柱墩的抗震性能影响,采用OpenSEES软件中非线性纤维单元建立有盖梁双柱墩有限元模型,并基于拟静力分析方法对有无横系梁两种双柱墩进行对比分析.结果表明,采用OpenSEES软件中非线性纤维单元可准确、有效地模拟钢筋混凝土框架拟静力试验,在横向往复荷载作用下,双柱墩设置横系梁可降低墩顶和墩底的弯矩值,提高双柱墩的等效黏结阻尼系数.设置横系梁可提高有盖梁双柱墩的承载能力,从而增强其耗能效果.

双柱框架式桥墩横系梁的合理布置方式研究

双柱框架式桥墩在山区中等跨径桥梁中应用广泛,但目前对其上横系梁的布置方式还是凭经验进行设计,缺少客观依据。该文以一采用双柱式框架墩的三跨连续梁桥为例,基于不同墩高下横系梁不同布置时结构静动力性能的参数分析,研究了不同墩高下墩底横系梁和中横系梁的不同布置对下部结构及整体结构受力的影响规律。结果表明：双柱框架式桥墩应设置墩底横系梁;墩高小于10m时,只需设置墩底横系梁;墩高介于10~50m之间时,在设置墩底横系梁的同时,应加设1~3道中横系梁。

横系梁对高墩大跨连续刚构桥地震响应优化分析

高墩大跨连续刚构桥的稳定性主要取决于桥墩的刚度。随着桥墩上横系梁的增加,桥梁的整体抗推刚度将会变大,稳定系数得到提高。而连续刚构桥需要较小的抗推刚度,故合理设置横系梁是非常必要的。本文以实际工程马过河大桥为例,建立了四个不同的计算模型。计算结果表明,随着横系梁的增加,桥梁周期降低,整体刚度变大。基于不同目标函数下的地震响应结果表明,布置一道横系梁对连续刚构桥的抗震效果最优。

横系梁对超高墩大跨连续刚构双幅桥抗震性能的影响分析

为研究横系梁对超高墩大跨连续刚构双幅桥抗震性能的影响,以云南山区某超高墩大跨连续刚构双幅桥为例,考虑桩土相互作用,采用MIDAS Civil软件建立桥梁结构模型,改变横系梁的位置、截面尺寸及数量,计算桥梁结构的地震响应并进行对比分析。结果表明:增设横系梁可以较好地改善超高墩大跨连续刚构双幅桥的横向抗震性能;在整体墩与双肢薄壁墩分界处设置横系梁对提高结构抗震性能效果最佳,其中横系梁同桥墩刚度比在0.40~0.67内,对改善结构抗震性能最有利;根据桥墩的高度适当增加横系梁数量对结构抗震有利,在该桥双肢薄壁墩顶部和整体墩与双肢薄壁墩分界处设置2道横系梁效果较好。

柔性横系梁钢管混凝土双柱墩抗震性能分析

基于Pushover分析方法与滞回分析,探索柔性横系梁对钢管混凝土双柱式桥墩抗震性能的影响,采用非线性纤维梁柱单元,建立单柱墩、柔性横系梁双柱墩和刚性横系梁双柱墩模型,并进行计算对比分析,研究横系梁刚度的变化对墩顶位移能力、位移延性系数及滞回性能的影响。结果显示,随横系梁刚度增大,墩顶的位移延性能力减小,位移延性系数增大,桥墩水平承载能力提高,同时滞回耗能性能提高。

横系梁对薄壁空心高墩连续刚构桥施工阶段稳定性的影响

结合沁水河特大桥工程实例,开展横桥向系梁对薄壁高墩连续刚构桥施工阶段稳定性的影响研究,运用有限元软件建模计算出横桥向系梁施加前后"T"构的失稳特征值系数,并分析了横桥向系梁施加的利弊。

横系梁对曲线连续刚构桥抗震性能影响研究

为研究地震作用下不同横系梁设置方式对曲线连续刚构桥抗震性能的影响,采用MIDAS Civil有限元软件建立全桥模型,采用反应谱分析法,分别计算横系梁在不同数目、不同刚度以及不同位置时桥墩地震响应规律。结果表明:横系梁数目的增多使墩身剪力增大、位移减小;横系梁同桥墩的刚度比在0.35~0.64时,抗震性能的改善最显著;横系梁位置的改变对抗震性能的影响较小。依据以上结论,提出了优化的横系梁设置方法,通过弹塑性时程分析验证了该方法能够在一定程度上优化结构的受力特性,提高结构的整体稳定性,改善结构的抗震性能。

高陡斜坡段双柱式桥墩横系梁对侧向刚度的影响分析

建立了高陡斜坡段双柱式桥墩三维非线性有限元计算模型,研究在考虑桩土效应下横系梁布置根数、布置位置对墩顶水平位移的影响.结果表明:横系梁的布置根数和布置位置对墩顶水平位移有较大的影响.设置1道横系梁时,横系梁宜布置在0.3 H的位置;设置2道横系梁时,横系梁宜布置在0.1 H和0.5 H的位置;设置3道横系梁时,横系梁宜布置在0.1 H、0.4 H和0.8 H的位置.研究结果可为此类桥梁下部结构设计提供参考.