高烈度区高墩连续刚构桥抗震性能研究

以高烈度近场震区铁路桥为依托,采用Midascivil软件建立了不同墩高的桥梁结构力学模型,针对多遇地震及罕遇地震2种地震工况进行数值模拟,以桥墩高度为主要参数,以模型自振频率、桥墩墩顶、墩底位移及内力变化、阻尼器作用效果等方面对其抗震性能进行评价。研究结果表明:墩高增加时,桥梁整体的振型周期增大,对于多遇地震和罕遇地震无阻尼情况下墩底的弯矩纵横向弯矩变化幅度不大,而轴力增加明显;随着墩高增加,阻尼器对于桥墩墩顶墩底的弯矩减小比例较大,减震效果比较好。

基于BIM技术的城市道路施工保通方案设计

为降低道路施工对城市车辆通行造成的影响,引进BIM技术,以济南市舜泰北路道路工程项目为例,对施工保通方案的设计展开研究。使用BIM技术中的PowerCivil等软件,设计城市道路建筑物的三维建模;增设道路保通临时隔离墩,对施工段与道路车辆通行段进行合理隔离处理;根据城市道路工程施工的实际需求,进行保通方案的动态调整。设计对比实验,实验结果证明:设计的施工保通方案可以在提高车辆通行能力的基础上,降低道路施工与车辆通行的安全冲突行为发生次数,提高施工中车辆行驶的安全性。

基于一阶振型参与系数等效的减隔震桥梁地震反应简化分析方法

为了提高减隔震桥梁简化体系的精度,提出了基于一阶振型参与系数等效的简化方法,采用双自由度体系来模拟桥墩,保证简化前后桥墩结构的一阶振型质量、一阶振型刚度和一阶振型参与系数一致。为了说明该方法的合理性,分析了不同简化方法得到的减隔震桥梁前两阶动力特性,并采用非线性时程分析方法,对比了不同墩高下该方法与其他简化方法的响应误差。结果表明:相比其他简化方法,本文提出的简化方法前两阶动力特性与原结构更接近,且地震响应误差更小。

高墩大跨连续梁桥内力位移双控减隔震体系的有效性初探

为解决高墩大跨连续梁桥减隔震设计中存在墩底内力与梁端位移矛盾的问题,基于撑架连续梁结构特点和耗能减震思想提出了一种摩擦摆支座和撑架相结合的墩底内力、梁端位移双控的减隔震体系。推导了撑架结构等效阻尼比的计算公式,对比研究了4种减隔震方案的地震响应,验证了摩擦摆和撑架组合使用的优越性,并对撑架结构进行了参数分析,还分析了附加撑架结构在静力方面的优势。结果表明:在撑架等效阻尼比为9%时,静力方面连续梁支点负弯矩减小27%;动力方面墩底弯矩最大减震率为79%,墩底剪力最大减震率为83%,梁端位移最大减震率为50%。说明摩擦摆支座和撑架的组合使用,可实现墩底截面内力和梁端位移的有效控制,降低大跨连续梁的静力和动力响应。

市域铁路桥梁标准墩设计研究

目前,我国市域铁路桥梁标准墩的设计研究相对缺乏。为此,以某上海市域铁路工程为背景,开展桥梁标准墩的设计研究。首先,以花瓶墩为基础形式,结合人文景观要求,确定了镂空花瓶墩为标准墩的造型;通过静力和抗震计算确定了桥墩尺寸和基础布置;基于顶帽受力复杂的特点,建立实体有限元计算模型,计算结果表明顶帽跨中处有较大的主拉应力,因此设计时采取加强配筋的方式改善受力;针对桥址区高烈度及柔性场地的特点,提出一种新型榫形防落梁装置,计算表明设置防落梁装置的标准墩减震率可达到68%~78%,有效地提高了桥梁的抗震设防能力。

云南隔震下支墩施工方法及问题探讨

云南省在隔震工程施工工艺方面进行了大量探索与实践,总结出了成熟的施工方法。针对隔震工程下支墩采用一次浇筑法施工存在的不足提出了改进的一次浇筑法,并在改进的基础上相继提出抹浆处理法和二次灌浆法,并对改进的一次浇筑法、抹浆处理法和二次灌浆法在下支墩施工中的表现进行了对比分析。分析表明:小尺度橡胶支座(≤900mm)下支墩采用改进的一次浇筑法进行施工通常可以获得较好的工程质量且施工效率也高;而对于大尺度橡胶隔震支座(≥1000mm),为取得较好的工程质量,其下支墩宜采用抹浆处理法和二次灌浆法进行施工。

深厚软土地区河道开挖高铁桥墩围护方案研究

在建湖杭高铁余杭特大桥39~45号墩、宁杭高铁京杭运河特大桥37~42号墩建设占用了德清县曹家横港处部分河道,需在高铁间及高铁桥梁下原位恢复河道。桥址为深厚软土地区,为降低河道开挖对高铁桥梁的影响,提出宁杭高铁桥梁与河道间采用钻孔灌注桩进行隔离、湖杭高铁桥梁两侧及桥下河床底采用水泥搅拌桩置换加固、增加河床铺砌,以维持挖方荷载平衡并提升河床底承载力的方案。采用PLAXIS 3D软件建立有限元模型,分析河道开挖时高铁桥墩围护方案对高铁桥墩变形的影响,并在施工中进行监测。结果表明:采用该高铁桥墩围护方案,河道开挖到河床底且施工河床铺砌的最不利工况下,高铁桥墩位移计算最大值为1.61 mm(竖向)、实测最大值仅0.8 mm(横向),小于规范规定的2 mm限值,该方案可行。

顶管侧穿桥墩防护方案优化分析

文章依托无锡地铁4号线青石路站1号出入口通道段矩形顶管施工工程,基于Midas Gts Nx有限元分析软件,建立浅埋矩形顶管侧穿高架桥墩模型,研究了超浅埋矩形顶管在无防护与打设隔离桩主动防护措施下侧穿桥墩对桩基、土层变形受力影响情况,综合对比两种条件下的土体沉降变形、地表竖向变形、承台桩、桥墩轴力变形差异,评估打设隔离桩对桥墩桩基防护效果,同时配合使用注浆处理方法对防护方案作进一步优化。

基于摩擦摆支座的矮墩连续梁桥隔震性能研究

以一座地震高烈度区矮墩连续梁桥为分析对象,结合桥址所在区域的场地条件和地震动参数,采用摩擦摆支座进行减隔震设计。通过Midas Civi软件建立有限元分析模型,采用非线性时程分析法,分析了不同支座约束边界条件下的动力特性和地震响应。结果表明:摩擦摆支座可以延长结构周期,使结构的内力、位移分布更为均匀,具有良好的减隔震性能。

高墩大跨度铁路简支钢桁梁桥的减震性能分析

采用时程分析方法,研究了具有减隔震支座的铁路高墩大跨度简支钢桁梁桥的减震性能,探讨减隔震技术在高墩桥梁中的适用性。通过数值分析研究了采用铅芯橡胶支座、盆式橡胶支座和双曲面支座时的减震效果。计算结果表明,在铁路高墩大跨度简支钢桁梁桥上使用减隔震支座具有一定的减震效果。

再生骨料混凝土的抗冻性研究

研究了再生骨料取代率、改性骨料、粉煤灰掺量、硅灰掺量以及引气剂的掺入对再生混凝土抗冻性的影响。结果表明:随着再生骨料取代率的增加,再生混凝土的抗冻性有所下降;改性骨料能在一定程度上改善混凝土的抗冻性,有机硅防水剂改性后的再生骨料效果较好;随着粉煤灰取代水泥量的增加,再生混凝土的抗冻性明显下降;硅灰和引气剂掺加都能较明显地改善再生混凝土的抗冻性。

高墩自复位隔震机理

为了探讨桩基础高墩自复位隔震机理,用2个弹簧模拟桥墩的提离摇摆,考虑限位钢筋的影响,基于某铁路高墩桥梁,采用非线性时程分析方法,输入3条强震记录,讨论高墩摇摆反应随提离弹簧刚度、基础宽度及参数λ变化的规律。研究结果表明:提离弹簧刚度越小桥墩的摇摆振动越剧烈、摇摆反应越大,墩顶位移随λ的增大而减小、有明显的线性关系,墩底弯矩随λ的变化相对复杂。通过基础宽度、λ及墩-承台的接触刚度调整均可以实现对桥墩摇摆反应的控制。

桥墩高度对桥梁隔震性能的影响研究

以我国近海交通工程某隔震连续梁桥为研究对象,通过考虑影响隔震桥梁隔震性能的主要因素,建立其简化隔震计算力学模型,并采用有限元程序对隔震桥梁模型进行地震动时程响应模拟,以验证所采用简化力学计算模型的合理性。根据该模型研究桥墩高度对混凝土桥隔震性能的影响,分析表明:随桥墩高度逐渐增加,桥墩质量相应增加,桥梁结构自振周期延长,隔震桥的第二阶自振周期趋近于第一阶自振周期。对于低墩桥梁而言,桥墩高度对桥梁隔震性能影响显著,随着桥墩高度的不断增加,桥墩高度对桥梁隔震性能仍具有影响,但其影响程度逐渐下降。

限位装置对桩基础高墩摇摆反应的影响

提出了限位装置的模拟方法,完善了桩基础高墩摇摆隔震的分析模型.基于某铁路高墩桥梁,输入3条强震记录,采用非线性时程分析方法进行了限位装置的影响分析.讨论了限位装置初始间隙及屈服力的变化对墩顶位移与墩底弯矩的影响规律.结果表明,限位装置减小墩顶位移的同时会增大墩底弯矩,墩顶位移受限位装置初始间隙的影响较大,墩底弯矩受限位装置初始间隙的影响较小,桩基础高墩的摇摆反应受限位装置屈服力的影响较大.

大跨度桥梁边墩横向减震体系的地震易损性分析

在大跨度桥梁中,边墩的竖向恒载与中墩相比往往较小,导致支座滑动摩擦力较小,因此,摩擦型耗能减震支座无法有效控制地震位移.针对以上问题,提出了滞回型钢阻尼器和滑动支座配合使用的桥梁边墩减震体系.然后,以一座大跨度钢桁架拱桥为例,建立了全桥有限元模型,以支座位移、墩底弯矩以及拱脚立柱的应力为工程需求参数,采用云图法建立概率地震需求模型,分析了该大跨度桥梁的边墩横向地震易损性.结果表明,采用滞回型钢阻尼器和滑动支座的桥梁边墩减震体系可有效降低桥梁上、下部结构各主要控制部位的横向地震易损性.

铁路柔性桥墩横向抗震加固方法的理论探讨

铁路桥墩的抗震加固是工程中常见的问题之一。针对铁路柔性桥墩横向抗震条件相对较差的情况,基于隔震及减震控制的原理,提出了两种抗震加固方法—墩顶隔震法和相邻桥墩组合振动控制法。建立了相应的计算模型,推导了其振动及控制方程,并进行了理论上的分析研究。研究结果表明:这两种方法都能有效地减小桥墩地震响应,从而达到对桥墩进行抗震加固的目的。

新型内置挤压铅消能件竖向隔震墩的设计原理与减震性能分析

提出一种内置挤压铅消能件竖向隔震墩(VIPL),阐明其构造、特点及核心部件的设计理论;采用数值仿真分析方法分析VIPL的减震性能及其相关参数的影响,结果表明,VIPL的构造和原理可行,其通过弹性层适当延长结构的竖向自振周期,减小共振效应,通过内置挤压铅消能件提供竖向阻尼,具有明确的减震机理;VIPL的竖向刚度较普通钢筋混凝土支墩降低,其挤压铅消能件在极小的竖向位移下就能发挥耗能作用,具有良好的滞回耗能性能;适当增大挤压杆突轴尺寸和增加内置挤压铅体的数量,可有效增大消能件的阻尼力,显著提高VIPL的耗能能力。

复合隔震墩隔震性能的振动台试验研究

通过对农村民居特点的研究,提出一种新型、经济、简单、可靠的隔震技术—钢筋-沥青复合隔震墩。根据相关理论设计了相应的隔震墩试件。通过地震模拟振动台试验输入El Centro和Taft地震动与结构地震反应的对比,研究了钢筋-沥青复合隔震墩模型的振动特性。试验结果表明,隔震墩加速度折减系数在0.34～0.55之间,可有效吸收地震能量并适用于不同抗震设防烈度地区,对地面运动加速度峰值高达1.5g的罕遇地震情况也有明显的减震效果,是一种廉价的实用技术。

桩基础高墩摇摆隔震分析模型研究

建立了桩基础高墩摇摆隔震的分布Winkler弹簧模型,与振动台试验结果的比较表明,分布Winkler弹簧模型可以较好地模拟桥墩的摇摆隔震。基于分布Winkler弹簧模型,提出了桩基础高墩摇摆隔震的两弹簧分析模型及提离弹簧刚度的取值方法。基于某铁路高墩桥梁进行了分布Winkler弹簧模型、两弹簧模型及转动弹簧模型的比较。结果表明,两弹簧模型的时程曲线与分布Winkler弹簧模型吻合较好,两弹簧模型得到的墩顶峰值位移及墩底峰值弯矩大于分布Winkler弹簧模型,而转动弹簧模型的结果则小于分布Winkler弹簧模型。

隔震桥梁地震响应非线性分析

使用铅芯橡胶支座(LRB)作为隔震设备,分析了一个典型3跨连续梁桥在4种地震作用下的系统响应。采用Bouc-Wen模型模拟LRB的力变形非线性行为,使用有限单元方法建立系统刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵,使用龙格库塔法求解非线性方程。研究的重要参数包括桥墩的刚度、支座的屈服强度及屈服后周期,评价的主要依据是主梁振动加速度、桥墩支座位移、桥台支座位移及桥墩底部剪力和弯矩。结果表明:桥墩刚度对地震响应的隔震效果有很大的影响,随着桥墩刚度的减小,隔震效果降低,而LRB对桥墩刚度较大的桥梁有很好的隔震效果;LRB的屈服强度和屈服后周期均对隔震效果有一定的影响,不同的地震激励对系统的影响不同,对某种地震激励,存在一个最优的LRB屈服强度。