基于群墩协同的连续梁桥抗震装置与设计方法研究

连续梁桥受到的地震作用主要由固定支座传递至固定墩,滑动支座分担的地震作用有限,导致固定墩损伤严重,而滑动墩的抗侧能力并未得到充分利用。面向群墩协同抗震的设计目标,本文提出一种新型桥墩连索装置,其采用钢索和碟簧连接相邻桥墩的盖梁,通过调整钢索和碟簧刚度,使得桥墩在地震作用下发生均匀变形,实现群墩协同抗震的目的。依托某典型连续梁桥,建立连索装置的力学模型,以群墩同时达到屈服位移为目标,得到了连索装置的最优刚度。在ABAQUS中建立该桥的非线性数值模型,通过非线性动力分析,证明了该连索装置可实现地震作用在群墩中的均匀分配,充分发挥滑动墩的抗侧能力,减小固定墩的地震损伤,有效提升桥梁整体抗震性能。

不规则波作用下大尺度方形群墩结构的相互影响

本文用谱分析方法对方柱群墩结构在不规则波作用下的相互影响进行了计算。研究了在不同入射波向时每个方墩的群墩影响系数随墩距变化的规律并与折算圆墩的结果进行了比较。入射波谱采用Ｂｒｅｔｓｃｈｎｅｉｄｅｒ谱。计算结果表明方柱墩群与折算圆柱墩群的群墩影响系数较为接近且随着墩间距的增加趋近于孤立墩情形。

准椭圆沉箱群墩结构波浪力试验研究

通过物理模型试验研究不规则波对准椭圆沉箱群墩结构波浪力的影响.试验中入射波向为0°～22.5°,平均周期为1.03～1.63s,准椭圆沉箱的相对间距L/D(L为沉箱间中心距、D为沉箱宽度)采用2.00、2.68和3.00.试验的模型比尺为1∶50.试验波谱采用改进的JONSWAP谱,试验包含72个不同的试验组次.对试验数据进行统计分析,给出了入射波向、周期、相对间距等因素与准椭圆沉箱所受波浪力之间的关系,并讨论了准椭圆沉箱侧壁开孔对结构物所承受波浪力的影响.研究结果表明,沉箱相对间距的增大可以减小沉箱承受的正向波浪力;侧壁开孔可以显著降低沉箱承受的横向波浪力.

随机波浪作用下群墩结构数模与试验比较

本文对随机波浪作用下某实际群墩码头结构的相互影响进行了数模与试验的比较.入射波谱采用JONSWAP谱,数模中假定墩柱波浪力及绕射波高服从Rayleigh分布,数模得到的群墩系数与试验结果符合较好,能较好地反映出群墩间的相互影响、静水面以上的波面峰值与试验结果在墩群布置复杂的区域存在一定的差别.

大尺度方形群墩结构的波浪荷载

本文基于二维源分布法给出了求解任意截面群墩结构波浪荷载的数值计算方法。该方法与Isaacson的孤立方墩试验结果符合较好,并与Spring和Monkmeyer的圆形群墩理论解相一致。文中对2个方形等截面群墩在不同kb时的群墩系数进行了讨论,并比较了折算圆群墩的理论群墩系数。探讨了群墩截面几何形状不同与群墩间相互影响的关系,得到了一些对海岸及近海工程中群墩结构设计有意义的成果。

群墩上的波浪浮托力

本文采用Ｂｉｏｔ固结理论，考虑了土介质的弹性变形和孔隙水的压缩性，用有限元方法计算了双墩沿波向串列和并列布置情况下的墩柱底部所受的波浪浮托力，给出了不同ＫＤ时群墩系数随墩距的变化曲线，并与试验结果进行了比较，结果令人满意。

多向不规则波对两排四墩柱串列群墩结构作用的模拟研究

实际海洋中真实的波浪是多向不规则波,两排四墩柱串列群墩结构是工程中常用的结构形式之一。通过数值计算研究了在多向不规则波浪作用下,8根大尺度墩柱(墩柱直径D与波浪波长λ之比Dλ≥0. 15)以双排四墩串列形式布置时,墩柱上的波浪爬高、墩柱所受波浪力及群墩系数的变化规律。结果表明波浪方向分布对墩柱上的波浪爬高和墩柱所受波浪力都有影响。与相同波浪条件下单排串列墩柱相比,双排结构中墩柱所受正向力减小,横向力增大。群墩结构柱间距影响复杂,当墩柱中心距离与墩柱直径之比达到10时,群墩影响较小,可忽略。

多向不规则波浪作用下群墩结构所受波浪力的实验研究

实际海域中波浪是多向不规则的,波浪的方向分布宽度对作用在结构物上的波浪力具有显著的影响。为了研究方向分布对大尺度群墩结构所受波浪力的影响规律,该文通过物理模型实验模拟了多向不规则波浪与群墩结构的相互作用。通过对波浪荷载的时间过程线进行统计分析得到了作用在墩柱上的正向力、横向力。实验结果表明波浪的方向分布对群墩结构中墩柱所受横向力具有明显的影响。多向波浪作用时,墩柱所受横向力随着方向分布宽度的增大有显著的增大趋势,且后排墩柱受方向分布宽度的影响较前排墩柱更明显。

多向不规则波浪作用下群墩结构上爬高的计算研究

波浪的方向分布对波浪的传播及其与工程结构物的作用都具有明显影响,目前现有的研究大多是基于单向波浪进行的。为了研究方向分布对群墩结构上的爬高影响,基于规则波浪与群墩作用的理论解,结合多向不规则波浪的造波方法,建立了多向不规则波浪与群墩作用的计算模型,同时进行了物理模型试验对模型的有效性进行了验证。系统地对群墩周围及表面上的波浪爬高进行了计算分析,结果表明,方向分布对波浪爬高具有较大的影响,且不同位置处的影响并不相同,在实际的工程设计中如果按照单向波浪计算,可能低估或者高估群墩周围的爬高。

规则波作用下准椭圆沉箱群墩波浪力试验分析

为了更好地推广准椭圆箱结构形式,了解该结构的水动力特性,采用物理模型试验研究规则波对准椭圆沉箱群墩结构的波浪力,结果表明,与正向波浪力相比,群墩效应对横向波浪力的影响更大,结构侧壁开孔对消减沉箱横向力效果明显,但对消减沉箱正向力作用有限,对大型结构准椭圆沉箱,波浪非线性的影响不容忽视,群墩代替单墩进行准椭圆沉箱的水动力研究与设计是必要的。

跨航道钢箱梁桥群墩一体化围堰施工技术研究

结合跨元和塘通航河道钢箱梁施工,提出了群墩一体化围堰施工技术,该技术是采用先填后挖的作业方式,摒弃了常规方法。施工中首先利用大围堰将施工区域与河岸连接成整体,然后进行换土回填,使河岸与河内群桩区域填土高度一致,大型机械及作业人员可直达现场,为材料运输及施工提供极大便利,大大节约时间,降低施工风险。填土施工结束后,再进行逐桩开挖施工,同时采用降坡开挖技术,有效减少拉森钢板桩的用量和作业时间,确保承台基坑开挖的安全。

高墩-群桩体系临界荷载计算

考虑桩-土相互作用对上部高桥墩稳定性的影响,基于力效相等原则,通过力法原理,将群桩基础进行等代以模拟桩土作用,导出了单肢高墩-群桩体系在竖向荷载作用下的屈曲临界荷载计算公式.通过工程实例验证了本文方法的可行性,分析了桥墩刚度和高度对体系稳定性的影响.结果表明:桥墩的刚度和高度是影响体系屈曲性能的两个重要因素,但当墩高及其刚度值超过某一界值,体系的临界荷载趋于一定值,即结构的屈曲破坏不是一个材料破坏的问题,而是体系存在一最优墩桩刚度比和长度比,使得墩-桩-土三者共同工作最协调.

波浪作用下矩形沉箱墩群受力规律试验研究

墩柱式透空码头在波浪作用下的结构受力较复杂,对于矩形沉箱墩,国内现行的港口工程规范只解析了波浪正向和45°斜向作用下单个沉箱所受水平总力,并无墩群中波浪力衰减规律的计算方法,已有研究也少见相关成果。以茂名某重力墩式散货码头工程为例,通过开展三维物理模型试验,研究波浪作用下矩形沉箱墩周围的波高分布及沿程衰减规律、代表性沉箱墩所受水平、侧向和浮托总力及倾覆力矩沿程衰减规律。结果表明:本工程首先受到波浪作用的5个沉箱墩范围内波高衰减幅度最大;不同沉箱所受波浪力的沿程衰减幅度,呈现出与波高沿程衰减一致的规律;规范中的圆柱形墩的群墩系数计算方法不适用于矩形沉箱墩群结构。

滩地墩群对河道行洪影响的试验研究

相对于一般桥梁少量大型桥墩主河道阻水,滩地墩群对河道水流流态的影响研究较少。对此,以广中江高速公路桂洲水道跨堤段为例,在来水来沙及河演分析的基础上,以重力相似Froude准则设计河工变态物理模型,通过数学模型计算成果对模型进行率定验证,选取有代表性的水文组次,进行物理模型试验,分析工程前、后附近河段水位、流速及流态变化,归纳总结滩地墩群工况下河道水流运动特征及规律,研究桥梁建成后对河道行洪、排涝、堤防安全及河势稳定的影响,并提出防治与补救措施。研究成果可为滩地墩群阻水研究提供借鉴。

墩柱群结构上的波浪力

应用格林定理,本文首先考虑了单一波作用下任意形状墩柱群结构上的线性波浪力,然后利用线性叠加和传递函数法计算了二维不规则波作用下墩柱群结构上的波力力谱。在此基础上编制了可以解决一般墩柱群结构线性波力计算程序CGLWF。

在墩柱群周围波浪变形的数值模拟

我们曾经将基于Boussinesq方程的波浪数学模型用于研究海岸带非线性波浪的传播变形以及与建筑物的相互作用 ,数学模型采用有限差分法解出。为进一步验证模型的正确性和使用价值 ,又将模型用于解决浅水区域的墩柱群周围的波浪变形。结果得出较为精确的波浪分布 ,并表明保持适当间距的墩柱群可以有效阻挡波浪的传播 ,削减波浪强度 ,起到良好的防波效果 ,可望成为重力式防波堤的

空心薄壁高墩群爬模法施工工艺

结合内昆铁路老煤洞特大桥施工实例 ,对空心薄壁高墩群采用爬模法施工的特点及设计要点作了介绍 ,提出了具体的施工工艺及质量标准要求。

圆端形薄壁变坡空心高墩群模板设计及施工组织

结合某铁路桥梁圆端形薄壁变坡空心高墩群施工实例,介绍了圆端形薄壁变坡空心高墩“一模到顶”满配式模板和圆端可调翻模两种模板配置形式及设计思路,计算确定了两种形式模板配置数量,分析了两种形式模板的特点。实践证明,“一模到顶”满配式模板、圆端可调翻模两种模板配置形式均适合连续高墩群施工;圆端可调翻模虽设计复杂、加工精度要求更高,但其经济性更好、适用性更强。

道路桥梁百米高墩群施工技术

随着我国道路桥梁方面的迅速发展,大跨径预应力连续刚构桥由于其具有大跨、高墩的能力,施工中省料、省工、省时。近年来,这种桥型已获得愈来愈广泛的重视,本文主要针对高墩群谈施工技术要点。

多向不规则波浪与大尺度双墩结构作用的研究

群墩结构是海洋工程中常见的结构形式,而实际海洋中的波浪是多向不规则波浪。研究波浪的方向分布对于大尺度群墩作用具有重要的意义。基于Linton和Evans提出的规则波与群墩作用理论,建立了多向不规则波浪对大尺度群墩作用的计算方法。通过与物理模型试验结果的对比,对数值计算结果进行了验证。进一步计算了多向不规则波浪与两个串列和并列墩柱布置的群墩作用时,墩柱所受的波浪力及群墩系数。结果表面波浪的方向分布对波浪力和群墩系数都有明显的影响,尤其是对横向力,实际工程应用时应考虑波浪的方向分布特性。