设缝墩多塔斜拉桥动力特性分析

设缝墩多塔斜拉桥是一种新的结构体系。建立设缝墩和整体墩斜拉桥有限元模型,分析比较两个模型自振频率与振型。结果表明,两个模型的一阶振型相同,均为主梁反对称竖弯+塔墩反向纵弯+纵飘;设缝墩斜拉桥相比整体墩斜拉桥模型,其基频降低16%,说明设缝墩多塔斜拉桥纵向柔度明显增大,适应纵向变形,有利于结构抗震和温度作用。

钢筋混凝土设缝墩抗推性能试验与分析研究

钢筋混凝土设缝墩是一种抗推柔度较大的新型桥墩,适用于连续刚构体系桥。该文制作了3个不同填料的钢筋混凝土设缝墩和1个整体墩模型,通过静载试验和数值分析,研究其在水平与竖向荷载共同作用下的极限承载力、延性及抗推柔度。试验采用单调加载直到模型破坏,检测了模型的应力变形、裂缝开展与破坏形态;采用计算软件,考虑混凝土与缝内填料的接触作用,建立结构有限元三维模型进行分析。研究结果表明:缝内填料与混凝土之间出现滑离;各设缝墩的极限水平承载力基本相同,比整体墩水平承载力降低约16%;4个模型墩的抗推延性系数为5.5～7.1,延性较好,整体墩与橡胶板设缝墩的延性大于空缝墩和竹夹泡沫板设缝墩;3个设缝墩抗推柔度比整体墩大有提高,设缝墩抗推柔度为整体墩的2.4～3.5倍,橡胶板设缝墩和空缝墩抗推柔度较高;设缝墩抗推柔度随缝宽增大逐步减小。

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。

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。

匝道固结体系曲线箱梁桥弯扭性能分析

针对高速公路及城市匝道中的混凝土曲线箱梁桥存在的支座脱空、箱梁横移与侧倾等一些问题,提出采用设缝墩与箱梁固结的新体系,该体系由于取消了墩上支座、梁墩固结,结构整体性好,可有效解决前述问题,且有利于结构抗震。通过有限元计算,对比分析了固结体系曲线梁桥和曲线连续梁桥的主梁弯、扭性能。结果表明固结体系曲线箱梁的最大弯矩和扭矩均小于连续曲线梁。