钢管混凝土高墩连续梁桥弹塑性抗震性能研究

以四川省干海子特大桥为工程依托,应用Midas Civil有限元软件构造三跨一联的钢管混凝土高墩连续梁桥计算模型。采用弹塑性时程方析法,对比分析E_(1)、E_(2)地震作用下全桥结构的内力响应分布规律、屈服机制与结构延性等抗震性能特性;同时,运用增量动力分析法(incremental dynamic analysis,IDA)进一步探究钢管混凝土格构墩的失效顺序和破环机理。结果表明:在E_(2)地震作用下,该类桥的内力分布规律特征与E_(1)相似,均为固定墩墩顶位移响应值最大,墩底为弯矩控制截面;结构的失效由柱肢混凝土开裂逐渐发展为纵向缀管部分屈服,随后柱肢钢管截面屈服破坏。该研究成果可为同类桥梁结构的抗震设计和工程应用提供理论支撑,也可为钢管混凝土组合结构桥梁的抗震设计规程提供参考和借鉴。

高墩大跨径预应力连续刚构桥稳定性研究

利用空间有限元法对钢管混凝土叠合柱特高墩预应力混凝土连续刚构桥的空间稳定性进行了计算分析,以某特大桥为例,当墩高达到180m时,最大双悬臂施工状态的结构稳定性安全储备最低。计算结果表明,结构的计算模型及几何特征对其稳定性的影响较大,且应对钢管混凝土叠合柱高墩刚构桥的主梁施工过程进行严密监控。

不同结构形式的高墩连续刚构桥地震响应规律对比及易损性分析

为探求不同高墩结构刚构桥的动力响应及易损性,以某双肢薄壁高墩(RC墩)连续刚构桥为工程背景,提出钢板连接的钢管混凝土高墩(CFS-1墩)刚构桥和双波折腹板连接的钢管混凝土高墩(CFS-2墩)刚构桥;计算动力特性,采用增量动力分析法得到不同级别地震动加速度峰值下3座桥梁的地震响应;根据3种桥墩结构不同损伤状态下的损伤指标,绘制IDA曲线,计算损伤超越概率。结论如下:3种高墩结构刚构桥前2阶动力特性差异较大,RC墩刚构桥1阶周期比CFS墩小很多且两者1、2阶振型不同;地震波加速度峰值较小时,CFS墩刚构桥墩顶位移大于RC墩,两者差距随加速度峰值增大而减小,1/2处墩高位置位移在地震动作用几秒后产生,同加速度峰值下的CFS墩刚构桥墩底弯矩明显小于RC墩;相同条件下,CFS墩刚构桥抗震性能更好。

大跨钢管混凝土超高墩连续刚构桥的动力特性研究

桥梁的动力特性是结构动力分析和抗震研究的重要基础。作为一种新型桥墩结构形式,钢管混凝土组合墩已应用到跨越峡谷的特大跨度刚构桥中。基于有限元法,以具有亚洲第一高墩的四川雅泸高速公路腊八斤特大桥为工程背景,研究了钢管混凝土高墩的结构参数对结构动力性能的影响,得出了桥墩高度、桥墩截面形式及面积等结构参数变化对动力特性的影响及规律,研究的结论可为该类桥梁后续进行的抗震分析奠定基础。