超高墩多塔混凝土斜拉桥纵向约束体系研究

为探讨不同纵向约束体系对超高墩多塔混凝土斜拉桥地震响应的影响,以墩高178m的赤石特大桥为研究对象,建立全桥有限元模型并进行非线性时程分析,研究了一致和非一致2种纵向约束方式下约束刚度对结构地震反应的影响,并综合对比了各类典型纵向约束体系下结构的抗震效果,最后根据分析结果确定该新桥型的合理纵向约束体系。研究结果表明:一致纵向约束方式下,约束刚度对结构变形的影响较内力更加突出,设计时应以控制结构变形为主,设置较刚性的纵向约束对改善结构抗震性能更加有利;非一致纵向约束方式下,边塔约束刚度对各塔地震反应的分布有重要影响,合理设置边塔纵向约束刚度对平衡结构的响应分布非常关键;对于超高墩多塔斜拉桥而言,采用全漂浮体系和弹性约束体系,抗震效果均不是十分理想,而采用固结体系和弹性-固结体系,可在不显著增大结构内力的同时大幅降低结构变形,是比较合理的纵向约束体系。

高墩多跨连续刚构桥合龙顶推力计算方法探索

预应力混凝土连续刚构桥受力合理,施工便捷,造价经济,行车舒适等优点逐渐向高墩、多跨大跨径方向发展。但由于成桥后的混凝土收缩、徐变及温度变化对其主梁和桥墩的变形将产生较大的影响。以某连续刚构桥为工程背景,充分考虑合龙方案和顶推力大小为主要因素,对高墩多跨连续刚构桥合龙顶推力计算方法进行了研究,探索了合龙顶推力的简化计算公式。研究结果表明:不同的合龙方案决定顶推力的大小及顶推效果,合理的合龙方案及顶推力大小有利于改善主梁及桥墩的变形。

多跨高墩连续刚构桥主梁合龙方案研究

随着交通事业的发展和高速公路的大量修建,连续刚构桥修建的越来越多,而且桥墩越来越高、跨径越来越大、孔数越来越多,其主梁和桥墩的变形及内力受混凝土收缩徐变长期作用及温度变化影响更大.文中以某大桥为研究背景,探讨了各种不同的合龙温度对结构产生的影响,并运用有限元软件桥梁博士建模计算出各种合龙方案的理论顶推量,推导出各合龙方案的顶推力,并针对各种合龙方案的顶推效果进行对比以确定最佳的合龙方案.

基于易损性的高墩多塔斜拉桥纵向减震控制研究

为研究常用的减震控制方式在高墩多塔斜拉桥这种新型结构中的减震效果,以一座墩高178 m的斜拉桥为例,建立了非线性有限元动力分析模型。从PEER强震数据库中选取80条实测地震波进行非线性时程分析;结合结构的特点,定义各关键构件的损伤指标;基于易损性分析理论,建立了关键构件及桥梁系统的易损性曲线;以铅芯橡胶支座和黏滞阻尼器为代表,通过易损性曲线对比研究了不同控制参数和布置形式下,位移型及速度型两类减震控制方式的减震效果;结合桥梁实际情况确定最优的减震方案。分析结果表明:由于高墩的影响,斜拉桥的支座系统、主梁和拉索的损伤概率显著增加,而索塔损伤相对轻微;由于传力机理的差异,不同布置形式下控制参数对减震效果的影响规律不同;无论是位移型还是速度型控制方式,梁端布置形式的减震效果均优于塔梁布置形式;对于相同的布置形式,速度型控制方式较位移型控制方式效果更加显著。

多跨高墩变截面梁桥的动力学特性研究

研究多跨高墩变截面梁桥的自由振动特性。计算主梁截面等效面积和等效惯性矩,将桥墩简化成弹性支承,基于Euler-Bernoulli梁理论建立了一个带有多个弹性支承的多跨高墩桥梁分析模型。将弹性支承反力看作是梁上的未知外力,计算主梁固有频率及振型,计算结果与有限元结果具有很好的一致性。分析了主梁截面变化率与桥墩高度对主梁固有频率以及振型的影响,研究结果可为多跨高墩变截面梁桥的合理设计提供参考。

近场旋转地震波对多跨高墩连续刚构桥地震易损性的影响

为研究近场旋转地震波对多跨高墩连续刚构桥易损性的影响,以某五跨高墩连续刚构桥工程实例为研究对象,首先基于改进云图法,从太平洋地震工程研究中心强震数据库中选取100条近场平动地震波,并采用频域法合成旋转地震波;然后,选取桥梁设计参数随机变量,采用拉丁超立方法抽取100个样本点并随机组合后,采用OpenSees建立100个全桥有限元模型,开展近场平动地震波和近场平动+旋转地震波作用下的动力非线性分析,获得高墩关键截面曲率响应最大值;最后以截面曲率临界值为损伤指标,研究适用于近场平动+旋转地震波作用下易损性分析的地震强度指标,并开展地震易损性分析。研究结果表明:地震动强度指标PGD和Sd max最适用于近场平动+旋转地震波作用下多跨高墩连续刚构桥易损性分析;近场旋转地震波显著增大了多跨高墩连续刚构桥的损伤概率,忽略旋转地震波的影响将严重低估多跨高墩连续刚构桥的损伤概率,并且采用截面曲率作为损伤指标无法较好地反映扭转分量地震波引起的损伤。该项目研究成果对更为全面了解多跨高墩连续刚构桥桥梁的抗震性能、完善桥梁抗震设计及加固理论具有重要意义。

液压滑模技术在多跨桥梁中的应用

液压滑模施工技术是多跨桥梁钢筋混凝土工程的一种施工方法,具有机械化程度高、施工速度快、占用场地少、安全有保障、综合效益好等特点。结合工程实例,从高墩多跨桥梁液压滑模构造和工作原理出发,并与其他施工方法进行对比,阐述了液压滑模技术的优点以及防止滑模偏移的措施,以助该技术的推广应用。

多跨高低墩连续刚构桥主梁合龙顶推力取值方法

为研究多跨高低墩连续刚构桥中跨合龙顶推力的取值方法,论文基于依托工程建立了空间梁单元有限元模型,根据力学原理讨论了顶推力取值的目标,分析了主墩位移及控制截面内力改善程度,提出了顶推力取值方法。研究结果表明:通过位移补偿法确定顶推力值可行;对于多跨高低墩连续刚构桥,因为多个桥墩之间刚度的差异,顶推力对主墩受力的改善程度不完全相同。顶推力可显著减小运营阶段边主墩的墩底永久性弯矩,大幅降低墩身的应力水平。顶推力对承载能力极限状态下桥墩弯矩极值具有显著削峰作用,有效提高了桥梁运营性能。

高墩多跨连续刚构桥施工技术与应用策略

随着我国经济的快速发展,高墩多跨连续刚构桥的施工越来越多。对高墩多跨连续刚构桥的具体施工技术及难点进行分析,阐述了在施工中应该注意的问题,提出相应的应对策略,以期能够对高墩多跨连续刚构桥的施工提供参考。

多点多维随机地震作用下高墩大跨桥梁动力反应分析

为了克服传统Monte Carlo模拟方法由于高维随机变量所带来的巨大挑战,本文建议了一类空间相关多点多维(mD-nV)全非平稳地震动随机场的降维模拟方法,并结合概率密度演化理论,实现了多点多维随机地震作用下高墩大跨连续刚构桥动力反应精细化分析。首先,推导了基于相干函数矩阵的多点多维全非平稳地震动随机场本征正交分解模拟公式;然后,引入随机函数的约束形式,建立了多点多维全非平稳地震动随机场的降维模型;最后,以高墩大跨连续刚构桥为工程对象,采用动力时程分析并结合概率密度演化理论,实现了桥梁结构精细化动力反应分析。结果表明本文提出的降维模型具有较好的适用性,同时,高墩大跨刚构桥在多点多维地震作用下会引起桥墩在三方向的位移反应,因此,在进行结构抗震分析时,应充分考虑多点多维随机地震输入对结构动力反应与损伤失效机制的影响。

浅谈山区公路桥梁的设计与分析

本文以一条山区一级公路桥梁设计为例,依据实际地形地质,通过桥梁方案比选,在40m跨径的T梁与90m跨径的连续刚构之间进行的桥型比选,最终选用50+4×90+50m的多跨连续刚构作为推荐方案,通过施工图设计和计算,总结经验,以相关工程提供借鉴。

山区高墩梁式桥动力特性及抗震性能研究

高墩梁式桥在跨越深沟峡谷地形时优势明显,在我国山区公路建设中较为常见。当桥梁位于高地震区时,地震作用复杂,对桥梁的抗震设计要求较高。以山区某高墩多跨梁式桥为工程背景,在现行抗震设计规范的基础上,采用时程分析法对其典型桥跨进行抗震性能分析,得到了高墩联跨梁式桥的地震响应特性和发展规律,分析了有效提高该类桥抗震性能的具体方法。研究成果可为同类桥梁的抗震设计提供参考。

多维多点平稳虚拟激励下高墩桥梁碰撞动力可靠度分析

动力可靠度研究是动力分析的一个重要发展方向。我国西南部山区地质地貌变化较大,地震频发,桥梁结构为其重要的生命线工程。适应于山区山高谷深的高墩大跨桥梁在强震作用下主梁的碰撞问题是一个重要的研究课题。结合西南部山区高墩大跨桥梁,运用高效准确的虚拟激励法来研究此类桥梁在各谱值地震动下的主梁碰撞动力可靠度,研究结果表明:当地震动加速度谱值小于0. 5g时,结构不碰撞;当加速度谱值大于0. 5g时,结构碰撞动力可靠度下降明显,即在强震作用下,桥梁结构发生碰撞,为了保证桥梁安全,需要做好减隔震措施。