非高斯波浪作用下深水高墩的非线性随机振动

首先,建立非高斯波浪作用下深水高墩的随机动力学模型,采用泊松白噪声激励模拟非高斯随机波浪过程,利用达朗贝尔原理和伽辽金方法推导深水高墩的运动方程。然后,通过径向基神经网络法求解广义FPK方程,获得系统的瞬态响应概率密度函数。最后,考察不同结构参数对系统响应的影响,并采用蒙特卡罗模拟(MCS)验证理论解。结果表明:理论解与模拟结果吻合良好;浸入比和质量比增加均会放大高墩的响应;采用高斯模型会使结构设计偏于保守。

近场地震作用下库区深水钢筋混凝土高墩地震易损性分析

为研究近场地震作用下库区深水钢筋混凝土高墩的概率损伤特性,以90 m高的矩形空心薄壁钢筋混凝土深水高墩为研究对象,综合考虑桥墩设计参数和近场地震动的随机性,基于OpenSees软件建立深水高墩有限元模型,开展不同水深的7种工况(水深:0、15、30、45、60、75、90 m)下,顺桥向和横桥向近场地震激励的增量动力非线性分析。以截面临界曲率值为损伤指标,研究深水高墩的易损性。结果表明:各工况下,轻微损伤、中等损伤和严重损伤阶段的损伤概率均随地震波峰值加速度的增加而增大,并且当峰值加速度达到1.0g时损伤概率达到最大,而完全损伤阶段的损伤概率则在峰值加速度为0.5g时出现峰值点;近场地震顺桥向激励时,墩身中上部和墩底区域均较容易损伤,而横桥向激励时仅墩底区域较容易损伤;当水深超过45 m后,高墩最大损伤概率变化不大且截面曲率概率需求基本一致,45 m水深为深水高墩显著水深。因此,应重点分析水深达到高墩高度一半时深水高墩的损伤情况。

深水高桩嵌岩桥墩抗撞能力分析

以2007年6月15日广东九江大桥船撞倒塌事故中被撞深水高桩嵌岩桥墩为研究对象,采用更新拉格朗日列式考虑结构几何非线性,Hognestad模型和Mander模型分别模拟无约束和受约束混凝土,理想弹塑性模型模拟钢筋作用;考虑桩基和周围介质的非线性作用,采用P-Y、T-Z和Q-Z弹簧模拟计算了单个高桩桥墩的抗撞能力,揭示了桩顶与承台结合处截面为深水高桩桥墩的薄弱环节。在此基础上,分析了桩基直径、河床冲刷与淤积程度、桩基倾斜角度、桩身配筋率、水下砂土内摩擦角对深水高桩桥墩抗撞能力的影响。

合福铁路古田溪特大桥设计

古田溪特大桥是新建合福铁路重点控制桥梁工程之一,该桥集高墩大跨、深水基础于一身,兼具山区铁路与高速铁路双重特点,设计施工难度大。研究其桥式方案选择及设计施工要点,通过分析无缝线路特性,合理确定主桥桥式方案;结合施工组织,总结了主跨梁部结构、主桥桥墩及主墩基础的设计施工要点。车桥耦合动力仿真分析结论表明,当车速不超过该桥设计车速350 km/h时,安全性指标均在限值以内。

基于IDA分析的深水高墩连续刚构桥地震损伤评价

为研究深水高墩连续刚构桥的地震易损位置及损伤程度,以某库区深水高墩连续刚构桥为对象,采用塑性铰模型,考虑地震动水效应,建立结构非线性有限元模型。采用频数分析法,选取50条典型强震记录为输入,基于IDA分析,从地震易损性分析的角度去评价深水高墩连续刚构梁桥的抗震性能,对比分析了高水位与无水情况下桥墩和支座的整体易损性曲线、桥墩墩身易损位置及其对应的损伤概率分布情况。结果显示:考虑水体时,桥梁构件损伤概率会显著增大,桥梁主墩的易损位置由墩底附近向墩身上部位置移动;支座处的损伤概率在各相应损伤等级中比桥墩高,且相比于主墩,边墩更容易发生损伤;边墩损伤位置主要集中于墩底附近,而主墩损伤位置位于墩底附近及墩身上部。结果表明,抗震设计时,需重点关注以上边主墩易损伤位置的受力及支座位移情况。

流固耦合作用对深水空心桥墩的自振特性影响研究

根据势流体理论的完全数值法,利用有限元软件ADINA创建了经典的深水圆形空心高墩—水流固耦合数值分析模型,分析考虑桥墩壁厚不同时,内域水、外域水及内外域均有水时不同水位下动水效应对桥墩自振频率的影响规律。研究结果表明:墩-水耦合效应使得桥墩的自振频率均减小,且墩内外域均有水时减小率最大;桥墩壁厚越薄动水效应对桥墩自振频率的影响越大;上部结构质量会减弱墩—水耦合作用对桥墩结构相应频率的影响;当桥墩的入水深度等于桥墩高度的1/2时,桥墩第一阶自振频率减小率很小,但其第三阶自振频率减小率较大。研究成果对于深水桥梁的抗震设计具有借鉴意义。

库区桥梁深水高墩地震时动水压力对比研究

通过采用Midas-Civil建立三维的空间梁单元模型计算的结构内力与按规范计算的内力比对研究,得出按有限元计算的桥墩地震动水压力较大,建议库区深水高墩的地震动水压力按有限元模型计算。

深水超高墩大跨连续刚构桥方案设计

通过对漭街渡特大桥主桥方案的设计构思、桥跨布置以及结构设计进行介绍与分析,得出该桥的施工重点和难点,其结果可为同类桥梁的设计提供有益的参考。

地震下深水矩形高墩流固耦合动力响应分析方法对比研究

为了研究深水矩形高墩在地震作用下流固耦合动力响应分析方法的差异性,文中以一典型深水矩形空心高墩为例,分别采用势流体单元的流固耦合完全数值法及动水附加质量法建立深水高墩结构动力分析模型,对比分析势流体数值模型和公路规范动水附加质量模型的动力特性与地震响应。结果表明,仅考虑外域水和墩顶结构附加质量的影响且结构迎水面尺寸较小时,公路规范附加质量模型与势流体模型的振动特性和动力响应结果比较接近;相比二阶和三阶模态周期,两模型的一阶模态周期相对差异较小;相比势流体模型,公路规范模型计算的地震响应偏大,其中墩底最大剪力差异最大。

深水圆形高墩结构振动特性和动力响应分析方法对比研究

墩身动水附加质量对深水高墩结构的振动特性与地震动力响应影响较大,为研究动水附加质量计算方法的适用范围,利用有限元分析软件ADINA,分别基于势流体单元的流固耦合完全数值法以及基于Morison方程的动水附加质量法建立了深水圆形高墩结构的动力分析模型,通过对比分析两类模型的振动特性和地震响应,探讨动水附加质量模型的准确性及其适用范围。研究结果表明,水深宽度比对动水附加质量模型计算的深水高墩结构振动特性和地震响应的精度有明显影响,合理控制水深宽度比可以保证动水附加质量模型的精度。

深水高墩承台双壁钢围堰外侧封底技术研究

深水高墩大部分嵌入河床基岩内的承台采用双壁钢围堰施工时,一般采用围堰内侧封底,需凿除的河床量大,封底混凝土使用量也大,工期也长。为此,结合柳江双线特大桥工程,创新研究了深水高墩承台双壁钢围堰外侧封底技术(获发明专利),即利用钢结构作业平台钻孔成桩机械凿除河床至承台底标高,双壁钢围堰外侧按一定间距布设深入钢围堰底部的双孔压浆管,围堰外侧底部用角钢连接高度1 m的铁板形成封底槽,浇筑外封底混凝土后进行压浆补漏。实践表明:采用双壁钢围堰外侧封底技术,封底密贴,效果良好;减少了河床凿除量及混凝土使用量,缩短了工期,可供类似工程参考。

深水桥梁空心高墩流固耦合振动特性与地震响应分析

为研究动水压力对深水高墩结构振动特性与地震响应的影响规律,以一典型深水圆形空心高墩为例,采用基于势流理论的完全数值法,建立了深水圆形空心高墩-水流固耦合数值分析模型,探讨了在墩身仅外有水、仅内有水以及内、外均有水3种情况下,桥墩结构的振动特性与地震响应的变化规律。研究结果表明:墩-水耦合作用使得桥墩结构各阶振型周期有所增大,墩身内、外均有水时增幅最大;随着水深的增大,桥墩结构的地震响应总体上是增大的,且内、外均有水时增幅最大;上部结构质量总体上降低了动水压力对结构地震响应的影响;当水深小于墩高一半时,桥墩低阶振型周期变化很小,但其高阶振型周期变化较大;高阶振型对高墩底部地震剪力贡献较大,因此,当水深不大时应当重视动水压力对高墩底部地震剪力的影响。

地震作用下深水高墩刚构桥梁的动力响应分析

高墩大跨连续刚构桥梁的抗震性能是桥梁设计人员重点关注的问题.当高墩处于深水之中,由于桥墩外围的水和桥墩体内的水将由于震动而同时对桥墩产生作用,对其进行动力响应分析更为困难.在计算墩水耦合效应时采用Westergaard理论,对一座连续刚构桥梁的地震动力响应进行了反应谱分析和时程分析.研究结果认为考虑墩水耦合效应后,桥梁的地震动力响应的变化不明显.

高墩深水桥梁钻孔平台拆除施工安全控制要点

公路、铁路高墩深水桥梁钻孔平台拆除施工的顺利进行必须要确保机械的安全使用和从业人员在施工过程中的安全与健康,最大限度地控制危险源,尽可能地减少事故造成的人员伤亡和财产损失,认真落实"安全第一、预防为主、综合治理"的安全生产方针。本文结合石泉汉江大桥4#墩平台拆除施工的安全控制措施探讨高墩深水桥梁钻孔平台拆除施工安全控制要点,以期为同类拆除工程安全控制提供参考。