独柱式桥墩在横向地震下的倒塌机理分析

在城市桥梁中大量采用的独柱式桥墩 ,由于其自身的结构弱点 ,在横向地震作用下易于倒塌。为了采取有效的抗震构造措施 ,保证独柱式桥墩大震不倒 ,必须弄清其破坏倒塌机理。通过日本阪神高速线高架桥的倒塌分析 ,对独柱式桥墩在横向地震下的破坏倒塌机理进行了分析研究。

增设抗倾覆钢托梁加固独柱式混凝土桥墩有限元模拟分析

为了研究增设抗倾覆钢托梁体系加固独柱式混凝土桥墩的承载能力和受力机理,结合实际工程,通过有限元软件ABAQUS对抗倾覆钢托梁加固体系进行模拟计算,分析了抗倾覆钢托梁在单侧最不利荷载作用下,各部分结构的应力分布,并分析了抗倾覆钢托梁体系分别在单侧和双侧同时加载的极限承载能力,最后对抗倾覆钢托梁进行抗倾覆稳定性计算。计算结果表明,抗倾覆钢托梁在单侧最不利荷载作用下,各部分结构均处于弹性阶段,还有较大的安全盈余。抗倾覆钢托梁在单侧和双侧的极限承载能力分别为3100.29 kN和21154.87 kN,在单侧加载达到极限承载力时,抗倾覆钢托梁各部分结构虽然未进入塑性阶段,但是抱箍底部锚栓附近的混凝土已经发生较大的受拉破坏,不适合继续承载。在双侧同时加载达到极限承载力时,钢托梁各部分结构均进入塑性阶段,且钢托梁的顶板会发生较大的塑性变形。增设抗倾覆钢托梁加固后,该桥在各种工况下的横向抗倾覆稳定验算满足要求。

独柱式墩桥梁稳定性分析

独柱式桥墩具有美观、桥下净空易于保证的特点,但会带来倾覆稳定性问题。文中针对独柱式墩桥梁的倾覆稳定性问题,结合某工程实例,运用MIDAS/Civil对全桥进行仿真分析,对采用独柱式桥墩的小半径曲线弯桥在公路-Ⅰ级、1.3倍公路-Ⅰ级及1.2倍重车荷载三种工况下的结构抗倾覆稳定性和结构整体稳定性进行分析验算。

抗倾覆钢托梁与混凝土桥墩界面螺栓抗剪承载力

依托广州市长洲立交B匝道桥1^(#)独柱墩加固工程,制作了4个推出试件,研究由螺栓连接的钢-混凝土界面抗剪性能,将试验值与各国规范和相关文献公式进行对比,并对钢托梁结构螺栓连接进行承载能力验算。推出试验分析了钢-混凝土界面不同处理方式、群钉效应的影响,根据推出试件的抗剪极限荷载、钢-混凝土之间相对位移等数据,绘制了荷载-位移曲线。试验结果表明,钢-混凝土界面采用刷胶处理(环氧树脂)和灌注苏博特Ⅱ号(环氧砂浆)均能大幅度提高试件的界面抗剪极限承载能力,其极限承载能力约为不做界面处理试件的145%。但采用钢-混凝土界面刷环氧树脂的方法,其胶层厚度难以准确控制,且没有较好的延性,破坏过于突然,不利于工程应用。通过试验值与相关公式计算值对比,认为美国规范安全储备较小,欧洲规范最为保守。建议运用欧洲规范剪力连接件抗剪承载力计算公式作为螺栓连接件的抗剪承载力验算依据。计算结果表明,该钢托梁结构的螺栓能够有效抵抗外荷载作用下产生的剪切作用和弯矩作用,加固设计合理可行。

关于天津大道墩柱的受力特征及钢筋合理性布置的探讨

该文结合空间有限元计算程序Midas FEA的计算结果,对天津大道的独柱花瓶式异型桥墩受力特征进行分析,对墩帽钢筋的合理性布置进行探讨,以期指导设计。

梁家湾特大桥抗震设计

长悬臂盖梁单柱墩+单承台结构在保证高架桥路面车辆通行的同时能有效兼顾地面交通,近年应用广泛。但对较宽桥梁,独柱墩有较大缺陷,偏载作用下横向安全性降低。另外独柱墩抗推刚度较大,其抗震性能是桥梁设计的控制因素和难点。笔者结合《城市桥梁抗震设计规范》对梁家湾特大桥进行系统的抗震设计,准确模拟桩土作用和高阻尼板式橡胶支座,采用反应谱法计算地震力,完成E1 地震作用下桥墩强度检算,E2 地震作用下桥墩墩顶位移验算(考虑刚度折减),桥墩塑性铰区域抗剪承载能力、承台和桩基进行了能力保护构件设计。

本桓线太子河二号桥设计

通过对本桓线太子河二号桥设计 ,为位于河中反向曲线斜桥的设计拓展了思路 。

水平双向地震作用下钢桥墩损伤区域长度研究

钢板局部失稳是典型的钢桥墩地震破坏形式之一,因此在进行结构地震反应分析时需要考虑钢板局部变形对计算结果的影响。为了研究钢桥墩结构的地震损伤特征并为建立合理的杆系-板壳混合单元模型提供依据,以矩形截面钢桥墩为对象,采用板壳有限元模型和修正双曲面滞回本构模型分析了结构在水平双向反复荷载作用下的破坏过程,讨论了加载路径对桥墩承载力、延性以及极限状态下局部变形特性的影响;通过结构参数分析拟合了钢桥墩地震损伤区域长度预测公式;通过全板壳单元模型和杆系-板壳混合单元模型的桥墩弹塑性地震反应分析结果对比,验证了损伤区域长度预测公式的适用性。结果表明:钢桥墩在单方向上的承载能力和延性特性与荷载作用路径有关,沿正方形加载时结构的延性最小,沿斜方向加载时结构的承载力最小;荷载作用路径对钢桥墩极限状态下的损伤区域长度影响不明显;矩形截面钢桥墩地震损伤区域长度主要与截面宽度及横隔板间距有关,根据这2个参数建立的钢桥墩地震损伤域区域长度预测公式能够正确反映结构在水平双向地震作用下发生局部失稳的范围。该公式可为钢桥墩地震损伤范围预测以及合理混合单元模型的建立提供参考依据,但预测结果偏于保守,精度仍有待于进一步提高。