矩形空心桥墩抗震性能研究

为研究水平地震作用下矩形空心桥墩的抗震性能,对2个不同轴压比的桥墩进行了恒定竖向荷载下拟静力试验,同时还研究了试件刚度退化、承载能力、耗能能力和延性系数等抗震性能指标,并基于ABAQUS有限元软件对试验得出的抗震性能规律进行了验证。研究结果表明:该试验破坏模式为底部塑性铰区域的弯曲破坏;ABAQUS模拟结果与试验值有良好的吻合程度,对试验值有较好的验证与补充效果;较大的轴压比形成了更强的约束,限制了桥墩混凝土裂缝的开展,提高了桥墩的承载力和刚度;轴压比大的试件耗能能力和延性系数低。

地震下矩形空心桥墩内部动水力分析

针对地震下矩形空心桥墩内部的动水力,提出了一个近似半解析半数值方法。对于弹性桥墩结构,基于线性辐射波浪理论利用特征函数扩展法分别构造了桥墩内部二维流体的弹性振动速度势和刚性运动速度势,进而得到了相应的内部动水力,最后采用梁单元有限元方法求解耦联运动方程。与解析方法和纯数值方法相比,这一方法计算相对简单、有效。算例表明,该方法计算具有较高精度;并能为实际的工程计算节省大量的时间。

铁路矩形空心桥墩延性抗震设计简化计算方法

介绍了铁路工程抗震规范提供的钢筋混凝土桥墩延性设计简化计算方法;同时对大偏压矩形截面构件的曲率延性系数简化计算公式进行了理论推导,并结合各国规范的塑性铰等效长度计算公式,得到构件的位移延性计算公式。以大瑞线某桥为工程实例,分别采用规范提供的方法及理论推导的公式进行计算,2种方法计算得到该桥矩形空心桥墩的位移延性系数基本一致,能为今后同类桥梁设计提供一定的借鉴。

长细比对自复位矩形空心桥墩抗震性能影响分析

以探究自复位矩形空心桥墩的抗震性能为目的,在有限元软件ABAQUS的基础上,通过建立自复位矩形空心桥墩对模型进行分析.对模型施加低周往复荷载进行拟静力分析,得到墩顶侧向位移、墩顶侧向力、屈服荷载、屈服位移、极限荷载、极限位移等参数并进行分析,探究了15,17.5,20,22.5,25共5种不同长细比下矩形空心桥墩的抗震性能.结果表明:桥墩的耗能能力受桥墩长细比影响较大,屈服荷载、屈服位移、极限荷载、极限位移等桥墩相关性能也受长细比的影响;长细比不断增大时,桥墩耗能能力不断降低,下降幅度逐渐减小,桥墩的屈服荷载和极限荷载不断降低,桥墩的屈服位移和极限位移不断提高,桥墩的延性也逐渐提高.

探讨矩形薄壁空心桥墩施工技术

对矩形薄壁空心桥墩施工技术的应用进行了分析,对其制作模板、制作钢筋、安装钢筋和绑扎、混凝土浇筑和后期的拆模养护工序展开探究。

钢筋混凝土空心桥墩的多尺度建模技术优化

为获得精确和有效的钢筋混凝土空心桥墩数值模拟技术,采用数值模拟和试验研究相结合的方法,根据某空心桥墩试验结果分析建立了多尺度有限元模型;根据实体部分和梁单元部分长度建立不同比例的多尺度模型M1、M2、M3、M4、M5.对各模型在弹性阶段和塑形阶段的地震响应分别与试验结果相对比,从模型的精确性,效率和用时三方面进行分析,结果发现,随着实体结构占比的增加,位移时程曲线、加速度时程曲线和速度时程曲线都越来越接近试验结果,但是耗时和所占内存却逐渐增加;通过对精确性曲线,效率比曲线和用时曲线的对比,结果表明:M2即实体单元部分占比为0.5的多尺度模型更能模拟实际结构耗能破坏,在精确性和效率方面均能得到保证.

矩形薄壁空心桥墩技术的应用

随着我国经济发展的不断加快,人们对桥梁工程的安全性、稳定性、经济性的要求越来越高,积极使用新材料、新工艺、新技术,是提高桥梁工程项目建设科学合理性的关键所在.矩形薄壁空心桥墩得以比较广泛的应用.

矩形空心墩地震动水效应的求解

针对地震下弹性矩形空心桥墩上的动水力,提出了一个近似半解析半数值方法。基于线性辐射波浪理论利用特征函数扩展法分别得到了空心墩内部和外部水体作用于桥墩有限节点上的动水力表达。于是,得到由梁单元有限元方法形成的矩形空心墩桥梁结构与水耦合振动的运动方程。与纯数值方法相比,这一方法计算相对简单、有效,可求解结构整体响应。算例表明,该方法计算具有较高精度。

基于振动台试验的空心桥墩地震易损性分析

为有效评估钢筋混凝土矩形空心桥墩的损伤状态,基于空心桥墩的振动台试验结果,结合有限元数值模拟,利用考虑墩顶相对位移的损伤指标,以地面峰值加速度PGA为地震动强度参数,对钢筋混凝土矩形空心桥墩进行增量动力分析。由此,获得空心桥墩在不同峰值加速度作用下发生某种损伤的超越概率曲线,对桥墩进行损伤评估。研究结果表明:考虑墩顶相对位移的损伤指标能够对钢筋混凝土空心桥墩的损伤程度作出有效评估,通过超越概率曲线可以直观地判断出桥墩发生某种破坏状态的概率。本研究对钢筋混凝土矩形空心桥墩的抗震性能设计以及损坏评估修复具有一定的参考价值。

截面空心系数对空心桥墩抗震性能的影响分析

为了研究空心桥墩的墩高及空心截面对其抗震性能的影响,选用有限元软件OpenSees建立三组不同墩高、截面空心尺寸及类型的空心墩模型。引入空心系数来表示截面空心尺寸。采取Pushover拟静力分析方法进行数值模拟,根据基底剪力—位移曲线,分析空心桥墩的抗震性能。结果表明随着墩高增加,空心桥墩承载力明显下降,但变形能力增加。截面空心系数对空心桥墩的抗震性能影响明显,在0.2~0.4之间承载力明显提升,但空心系数持续增加,承载力增幅降低。空心系数相同时,方形空心截面的空心墩承载力极限优于矩形空心截面的空心墩,但变形能力下降。考虑到经济效应,建议空心桥墩抗震设计时,考虑空心系数在0.3~0.6之间的矩形空心桥墩。

薄壁空心桥墩施工技术

对矩形薄壁空心桥墩施工技术的应用进行了分析，对其制作模板、制作钢筋、安装钢筋和绑扎、混凝土浇筑和后期的拆模养护工序展开探究。

基于振动台试验的桥墩复合损伤指标研究

为更准确描述钢筋混凝土矩形空心桥墩的损伤情况,提出一种综合考虑位移和能量的复合损伤指标。基于9个空心桥墩试件的振动台试验结果,分别计算出各试件的位移损伤指标、弹塑性耗能差率损伤指标以及复合损伤指标,通过对三种损伤指标结果对比以及多地震波作用下结果的统计分析,验证了复合损伤指标的适用性;进一步应用复合损伤指标考察了桥墩配箍率、轴压比、配筋率三种参数的变化对空心桥墩损伤性能的影响。研究结果表明:复合损伤指标值介于位移和弹塑性耗能差率损伤指标值之间,且与单一损伤指标相比,复合损伤指标的离散程度较小;应用复合损伤指标对空心桥墩的损伤进行参数分析可知,当轴压比、配筋率一定时,桥墩的损伤程度随配箍率的增大而降低;当配箍率、配筋率一定时,损伤程度随轴压比的增大而提高;当轴压比、配箍率一定时,损伤程度随配筋率的增大而降低。由此说明,复合损伤指标能够反映参数变化对桥墩损伤性能的影响,具有良好的适用性。