爆炸荷载下高性能混凝土防护钢筋混凝土矩形墩动态力学响应研究

为揭示高性能混凝土(High-Performance Concrete,HPC)防护钢筋混凝土矩形墩在爆炸冲击荷载作用下的动态力学响应及损伤机理,以某跨大堤连续刚构桥钢筋混凝土矩形墩为研究对象进行有限元分析。基于K&C和C&S材料动态本构模型,采用ANSYS/LS-DYNA建立HPC防护前、后的钢筋混凝土矩形墩数值分析模型,对比分析爆炸荷载作用下HPC防护前、后钢筋混凝土矩形墩的动态力学响应,研究防护层厚度(20、30、40 cm)、TNT当量(275、300、325、350 kg)、TNT爆炸距离(10、9、8.5 m)对桥墩抗爆性能的影响。结果表明:HPC防护层能够提升钢筋混凝土矩形墩抗爆性能;采用40 cm厚防护层时,桥墩未出现大面积损伤;TNT当量是影响桥墩损伤特征的重要因素,TNT当量增至350 kg时,桥墩变形、箍筋及主筋应力均显著增加;同等防护条件下,桥墩损伤区域随TNT爆炸距离的减小而显著增加。进行桥墩抗爆防护设计时,应以TNT当量和TNT爆炸距离等条件为基础,设置合理的设防目标。

软土地区铁路桥梁桥下堆载安全敏感性分析

针对软土地区铁路桥梁桥下堆载导致桥墩侧偏问题,以深茂铁路江茂段某32 m简支铁路桥梁为背景,采用非线性有限元软件MIDAS GTS建立桥下堆载力学模型,采用控制变量法,选取桩基类型、墩身高度、软土厚度、堆载高度等因素对铁路桥墩墩顶侧向水平位移的影响进行安全敏感性分析。结果表明:在相同边界条件下,摩擦桩对应的墩顶侧向水平位移小于柱桩;铁路桥梁墩顶侧向水平位移受墩高的影响较小;铁路桥梁墩顶侧向水平位移与软土层厚度呈强相关性,软土厚度越大,墩顶侧向水平位移越大;铁路桥墩墩顶侧向水平位移受堆载高度影响显著,根据变形限值反算出的堆载安全距离,与堆载高度呈二次函数关系。当在软土地区遇到同类桥墩侧偏情况时,可根据得出的相关结论初步判定导致铁路桥梁变形的主要敏感因子,以及堆载与铁路桥墩间的安全距离。

野芷湖特大桥受损桥跨检测分析及维修加固技术

南大联络线野芷湖特大桥为南湖至大花岭联络线上一座特大桥,桥跨布置为40×32m简支梁+(28+56+28)m连续梁拱组合梁+45×32m简支梁,上跨野芷湖区及南环铁路。该桥在运营过程中,因人为弃土堆载,导致26号～31号桥墩横桥方向发生了水平位移。通过外观检查、无损检测、脉动试验和桩基钻芯取样等方式,采集数据,综合评估显示桥梁下部结构受损严重,需要维修加固。为能在短时间完成加固并恢复铁路营运,成功优化了施工组织,采用快速设置临时墩技术、顶升T梁(解除钢轨和轨枕间扣件)技术、在维持铁路临时运营状态下快速完成桩基础、墩身拆除和重建技术,以及由临时墩向新建门式墩进行二次体系转换等技术,顺利完成该桥维修加固。

软土地区大面积堆载对邻近高架桥墩的影响分析研究

结合杭州某高速公路桥梁周边景观地形堆载项目,采用数值有限元方法,对大面积堆载引起的桥墩变形进行研究。考虑有效应力和超孔隙水压力,分析了堆载高度、堆载坡率、堆载与既有桥墩距离的相关因素,依据设计规范对桩基位移控制标准,确定了合适的堆载高度和堆载距离,可为类似工程提供相关经验。