设缝双肢墩曲线刚构桥抗震性能研究

双肢墩和整体式桥墩在刚构桥上使用较多,但整体墩多用于高墩,双肢墩柔性好但布置较为复杂。介绍了一种新型设缝双肢墩,并通过建立ANSYS有限元模型,分析比较4种结构形式:连续曲线梁桥、设缝双肢墩曲线刚构桥、双肢墩曲线刚构桥、整体墩曲线刚构桥的动力特性,并通过反应谱法对其进行抗震性能评估。结果表明:4种结构形式的低阶振型主要是桥墩变形,桥墩是较为薄弱的构件;采用设缝双肢墩与双肢墩的刚构桥自振频率和振型结果较为接近;两者的墩底剪力均略大于连续梁,远小于整体墩刚构桥。可见,设缝双肢墩的抗震性能与双肢墩接近,但外观上更简洁美观,适合用于曲线刚构桥上。

采用设缝双肢墩的多塔斜拉桥温度效应分析

对于塔梁墩固结的多塔斜拉桥刚构体系,为了适应其主梁因温度引起的纵向变形,并减小桥梁结构温度应力,提出新型设缝双肢墩桥墩形式。建立采用整体墩和设缝双肢墩的两种斜拉桥有限元计算模型,分析比较温度作用下,主梁、索塔的位移及主梁与塔墩应力,结果表明在不同的温度荷载组合下,设缝双肢墩多塔斜拉桥主梁和桥墩的位移及应力状况均优于整体墩斜拉桥。分析结果可给设缝双肢墩斜拉桥设计提供参考。

匝道设缝墩曲线刚构桥模型试验研究

提出的匝道设缝双肢墩小半径曲线刚构桥新结构体系,具有结构整体性好且利于抗震、城市桥梁美观等优点,还可望能彻底解决曲线桥的倾覆问题。采用有机玻璃根据相似原理设计制作3跨1/30的试验模型,通过静力加载试验测得模型的应变和挠度。运用有限元软件ABAQUS建立不同半径的实体单元模型,对比分析匝道设缝双肢墩小半径曲线刚构桥的受力不均匀性。结果表明:荷载作用在边跨跨中时,边跨箱梁底板内外侧应力、挠度、支座反力及墩身应力的不均匀性较大,且支座反力与墩身应力不均匀性大于箱梁应力、挠度的不均匀性;荷载作用于中跨时结构受力较均匀;随着半径减小,箱梁挠度、支座反力及墩身应力不均匀性皆增大。