小剪跨比铁路圆端桥墩拟静力试验及易损性分析

为厘清小剪跨比圆端铁路桥墩横桥向的地震损伤机理,以国内某铁路沿线桥梁为参考开展3组缩尺比1∶8的拟静力试验,对滞回曲线的延性、残余位移、滞回耗能和刚度退化4个方面进行分析,以试验结果为参考使用OpenSees建立纤维截面有限元模型并进行耐震时程动力计算,以桥墩的位移延性比为损伤指标,基于试验中观察得到的4个关键节点定义无、轻微、中度、严重和完全损伤5种损伤状态之间的位移延性比临界值,通过易损性分析桥墩的损伤发展历程。研究结果表明:1)配筋率从0.3%提升至0.7%,桥墩的承载能力提高至1.37倍,极限位移提高至1.22倍,最终残余位移提高至1.55倍,耗散能量增加至1.80倍,初始刚度提升至1.08倍,最终刚度提升至1.12倍。提高配筋率可以提升桥梁抗震性能,也能增加桥梁抗震韧性。2)当桥墩配筋率由0.3%提至0.7%时,在多遇地震下,轻微损伤概率从87.2%降为29.8%;在设计地震下,中度损伤的概率从63.5%降为30.0%;在罕遇地震下,严重损伤的概率从61.7%降为16.4%。纵筋配筋率可以大幅降低桥墩的损伤概率,提升桥墩的抗震性能。3)在现行铁路规范允许的延性系数为4.8时,3个桥墩均处于严重损伤的阶段。当发生罕遇地震时,3个桥墩出现完全破坏的概率为6.4%、0和1.4%,小剪跨比圆端铁路桥墩在强震作用下具有一定的抗震安全储备。

公铁两用斜拉-悬索协作体系桥结构参数研究

为探究结构参数对公铁两用斜拉-悬索协作体系桥受力性能的影响,确定结构参数的合理取值,以甬舟铁路西堠门公铁两用大桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立该桥杆系有限元模型,计算分析辅助墩、吊跨比、矢跨比及交叉索数量等参数变化对结构竖向刚度、端吊杆活载轴力幅、桥塔弯矩等的影响,提出各结构参数的合理取值建议。结果表明:在边跨设置辅助墩能提高结构的竖向刚度、降低桥塔顺桥向弯矩和端吊杆活载轴力幅;吊跨比越大,结构的竖向刚度越小;矢跨比越大,结构的竖向刚度越大;增加交叉索对数可以降低端吊杆的活载轴力幅,但交叉索数量增至一定数量,端吊杆活载轴力幅值降低趋势趋于稳定;推荐大桥采用边跨设置2个辅助墩、跨中纯悬吊段吊跨比0.3、主缆中跨矢跨比1/6.5、交叉索9对的结构布置。

采用板梁有限元模型分析徐州和平斜拉桥动力特性

以徐州和平路跨越铁路站场斜拉桥为背景,建立了空间板梁有限元模型进行动力特性分析,将分析结果与脊梁有限元模型计算结果和实桥测试结果进行了对比.研究结果表明:宽跨比较大桥梁采用板梁结合模型较脊梁模型更准确,对同类型桥梁设计有一定的借鉴作用.

HRB500钢筋混凝土桥墩承载能力及延性性能研究

为研究剪跨比、钢筋强度及箍筋间距对混凝土桥墩承载能力及延性性能的影响,设计了4个混凝土实心墩试件(3个试件配置了HRB500钢筋、1个试件配置了HRB335钢筋),采用拟静力加载方案进行恒定轴压力作用下的低周往复加载试验,分析试件破坏特征、承载能力、延性性能、滞回曲线及耗能能力。研究表明:剪跨比较大的试件呈弯曲破坏形态,剪跨比较小的试件呈弯剪破坏形态;对于剪跨比较大的桥墩,配置HRB500钢筋的试件比配置HRB335钢筋的试件具有更高的承载能力和延性性能,配置HRB500的钢筋能够改善试件的滞回性能;增加箍筋间距能够提高配置HRB500钢筋试件的承载能力和延性性能。

高速铁路低剪跨比桥墩抗震性能对比试验研究

低矮桥墩在高速铁路中被广泛采用,该类桥墩具有低纵筋率、低剪跨比、纵桥与横桥向剪跨比差别大等特点.为比较低矮桥墩纵桥与横桥两方向的抗震性能,根据模型相似理论,以典型的高速铁路圆端形桥墩为原型,墩高取8 m、16 m 2种,设计了4个桥墩模型,分别在纵桥与横桥方向进行了单向低周反复荷载试验,得到两方向的滞回曲线、骨架曲线以及桥墩破坏形态.试验结果表明,横桥向剪跨比为1.35的模型,表现出了剪切破坏模式,延性较差;而横桥向剪跨比为2.13的模型,墩底出现了少量的弯剪裂缝,但其破坏模式仍为弯曲破坏.顺桥向桥墩模型的破坏模式均为弯曲破坏,与已有试验结果相同.当进行高速铁路低剪跨比桥墩的抗震设计时,应保证地震作用下的桥墩横桥抗剪承载力以避免发生剪切破坏.

矮塔斜拉桥刚度参数的影响行为

以广东省佛山市石湾特大桥为项目背景,参照国内外其他矮塔斜拉桥的设计参数,研究矮塔斜拉桥刚度参数特性,通过改变主梁刚度(梁高)、塔刚度、斜拉索面积和墩梁连接方式等设计参数,分别分析刚度参数对主梁内力和位移、塔的内力和位移、拉索应力幅和拉索活载系数的影响,确定其比较合理的取值范围。

长联高墩大跨不对称连续刚构桥设计与施工研究

研究目的:在山区不对称峡谷设置桥梁时,可采用长联高墩大跨不对称连续刚构桥。这种桥型与刚构连续体系相比,具有稳定性好、施工相对简单、桥型美观、养护维修方便等特点。本文结合工程实例,对具有这种特征的桥梁从结构受力与变形特点、合龙顺序与合龙措施、大的边中跨比值对结构的影响、T构悬臂施工阶段安全性等方面作了分析研究,以期能供类似桥梁工程设计施工时参考。研究结论:长联高墩大跨不对称连续刚构桥梁部弯矩、桥墩的水平位移、桥墩截面弯矩等均不对称,合龙段顶推能使结构墩顶、墩底弯矩有明显的减小,其减小幅度与桥墩刚度以及桥墩离不动点的距离有关,合龙时是否施加顶推力对箱梁弯矩影响很小。对于这种桥型,需要合龙顶推时,中跨→次边跨→边跨的合龙顺序有利于减小合龙成本,加快施工进度。顶推时合龙段处普通钢筋、临时锁定杆件等不能焊死,必须保持水平向的活动。当边中跨比值偏大时,应采取有效措施防止腹板开裂。由于全桥合龙后受力需要,在边主墩的双肢之间不设永久横撑,但为了保证没有设置永久横撑的高桥墩在T构悬臂浇注阶段的稳定性,可考虑设置型钢临时横撑。

铁路钢盖梁混凝土柱组合门式墩设计研究

本文以某铁路组合门式墩为依托工程,比选不同梁柱约束体系对其力学行为的影响,确定最优方案。根据梁柱两端固结组合门式墩的结构特点,采用空间杆系有限元分析方法,对其盖梁跨高比、墩柱高宽比及关键部位进行了研究。研究结果表明:梁柱两端固结的约束体系刚度大,用钢量较省,铁路尤其是高速铁路应优先采用;梁柱两端固结组合门式墩的钢盖梁最大挠度随跨高比的减小而减小,并逐步趋于稳定;位于非地震区时,梁柱两端固结组合门式墩高宽比宜大于3且应取高值,位于地震区时,高宽比宜在3~5之间且应取低值;角隅构造应优先采用底板左右断开的处理方式;墩柱连接构造推荐采用锚栓式连接构造。

短肢剪力墙力学性能分析

根据短肢剪力墙的受力特点,导出了短肢剪力墙中连梁高跨比应满足的条件,从而给出短肢剪力墙的判别依据,以供工程设计参考。另外,还对某些文献中的一些观点提出了不同看法。

山区连续刚构桥高墩边跨现浇段施工方案

河头一号大桥主桥为(70+120+70)m预应力混凝土连续刚构桥,为解决该桥高边墩长边跨梁段的施工难题,对落地支架法、墩顶吊架法及挂篮不对称浇筑结合墩顶托架法3种施工方案进行对比分析。分析结果表明,中跨合龙后采用挂篮不对称悬臂浇筑一个边跨梁段,在边墩顶设置托架现浇施工边跨剩余直线段的施工方案经济性较好、工期相对较短、施工操作便捷、对结构受力较为有利,作为高墩长边跨连续刚构桥的施工方法较为适宜。

薄壁空心墩有效刚度试验研究

有效刚度是基于位移的抗震设计方法的重要参数,也是建立混凝土桥墩双折线模型和分析桥墩动力特性的物理基础,为快速评估混凝土桥墩的抗震性能提供了简化方法。鉴于圆端薄壁空心墩与矩形空心墩乃至实心墩的性能差异,现有文献和规范中存在大量基于实心墩试验的有效刚度计算公式,这些公式对圆端薄壁空心墩的适用性有待深入研究。通过5个圆端型薄壁空心墩拟静力试验,观测并分析轴压比、配箍率对圆端薄壁空心墩有效刚度的影响规律。基于国内外有效刚度计算公式与试验结果的对比分析,研究表明:圆端型薄壁空心墩有效刚度随轴压比、剪跨比增大而增大,配筋率、纵筋及混凝土强度等对其有一定影响;与现有成果相比,所提公式的计算效果更好,适于估算圆端型薄壁空心墩的有效刚度。

南昌朝阳大桥波形钢腹板多塔斜拉桥结构设计

波形钢腹板PC组合箱梁适用于不同结构形式的桥梁,相比普通混凝土箱梁具有显著的耐久性和经济性,波形钢腹板斜拉桥将波形钢腹板组合箱梁应用到斜拉桥中,充分发挥了2种结构的特点。南昌朝阳大桥主桥通航孔桥为(79+5×150+79)m波形钢腹板PC组合箱梁六塔连续单索面斜拉桥,上层布置双向8车道,下层布置人行和非机动车道。通过分析研究,该桥选择了较小的跨中比;由于塔数多,由中塔到边塔传递路径长,边跨设置辅助墩效应小,因此未设辅助墩。采用塔梁固结、梁墩分离的结构体系,箱梁宽43.84m,设置钢横隔板;斜拉索为单索面,扇形布置。桥塔外形呈"合"字形,桥塔处设置双支座。采用拉索减震支座作为上部结构的减隔震装置,布置在2个边塔下方。

桥型布置对独柱墩曲线梁桥抗倾覆性能的影响

以三跨连续独柱墩曲线梁桥作为基本结构,针对不同桥型布置形式建立有限元模型,利用非线性分析与接触理论考察倾覆过程中结构位移、转角及支座反力的时程变化规律。进而计算抗倾覆稳定安全系数,分析不同桥型布置下的独柱墩梁桥抗倾覆能力及倾覆力学特征,改变桥型布置以对独柱墩倾覆力学行为进行参数分析,并将规范法计算结果与有限元法计算结果进行对比。数值仿真表明:随偏载不断增大,边墩内侧支座反力首先减小直至脱空;反力重新分配后,边墩外侧支座反力增速减缓,中墩单支座反力持续增大,最终达到极限状态。通过参数分析可进一步看出:不同桥型布置形式对这一倾覆过程影响明显,边中跨比越小的独柱墩梁桥,其抗倾覆安全性能越低;如果同时曲线半径较大,则采用规范方法验算时会大大高估其抗倾覆能力,从而降低结构设计的安全性。

大跨度铁路独塔混合梁斜拉桥的动力特性

为研究大跨度铁路独塔混合梁斜拉桥结构参数对动力特性的影响,以岳口汉江特大桥为背景,利用MIDAS/Civil建立有限元模型,分析了边中跨比、结构自重和刚度、钢混比等参数及有无辅助墩和横向抗风支座对桥梁动力特性的影响。结果表明:该桥振型排列合理,耦合程度低;钢混比和边中跨比对主梁基频影响极大,辅助墩可以有效提高桥梁的整体刚度;无横向抗风支座对主梁振型影响较大,但对桥塔振型影响不大;主梁刚度和自重对本桥前3阶振型的振动频率影响显著;桥塔自重主要影响主塔侧弯和纵弯频率;斜拉索刚度主要影响主梁竖弯和主塔纵弯频率。

思南岩头河大桥设计

思南岩头河大桥桥位处为典型不对称 V 形峡谷，在综合考虑桥址区的地形、地质及水文等自然条件的基础上，经过方案比选，确定采用非对称连续刚构桥型。针对非对称刚构的合理分跨比、墩高等设计难点进行分析研究。结果表明，该桥分跨比不可小于0．3，取值范围宜在0．5～1．0之间；0．405桥墩墩高比优化了桥墩墩高不对称，减少了两墩的高差，避免了双墩抗推刚度相差过大给墩身及上部结构受力带来的不利影响。最终确定上部结构采用（90＋162） m 非对称连续刚构，主梁为单箱单室截面，设置三向预应力。下部结构根据不同地质条件采用不同的基础形式。

大跨度预应力混凝土连续刚构桥自振特性分析

以大准铁路增二线内蒙古黄河连续刚构特大桥为工程背景,分析了其自振特性,研究了桥墩高差、边中跨比对大跨度预应力混凝土连续刚构桥自振特性的影响.研究表明:随桥墩高差愈大,结构3个方向的基频越大;随边中跨比增大,其3个方向的基频都有减小趋势.研究结果可为同类大跨度预应力混凝土连续刚构桥梁的抗震设计提供参考.

连梁跨高比对临界肢长剪力墙抗震性能的影响

在高层剪力墙结构中,不同连梁跨高比的耗能能力差别较大,为了探讨不同连梁跨高比对临界肢长剪力墙在罕遇地震作用下的抗震性能,本文以已竣工交付使用的某高层住宅为例,利用Midas Building对结构进行静力弹塑性分析,文章分析了结构在罕遇地震下的层间位移角、层位移、层剪力、结构的塑性损伤及破坏情况,并根据分析结果,提出优化设计建议。

桥墩几何参数及弹性模量变化对连续刚构桥力学指标的影响

针对连续刚构桥力学指标的影响因素,分析墩跨比对连续刚构桥的边跨及跨中最大和最小弯矩的影响,结合实际的连续刚构桥结构,分析温度降低且墩身混凝土强度变化时对连续刚构桥力学指标的影响,结果表明当连续刚构桥墩跨比从1/4减小到3/20时,边跨跨中最大正弯矩增加幅度达到12.2%。为此在设计连续刚构桥结构时需采取相应措施抵抗跨中的正弯矩;在温度降低时维持连续刚构桥主梁混凝土强度等级为C60的状态下,桥梁结构主墩的混凝土强度等级为C30~C50较合适。

柱式桥墩台盖梁的深梁计算与设计

柱式桥墩是公路桥梁设计中普遍采用的结构形式,由于桥梁跨径、斜度、桥宽的变化,很难完全套用现行标准图和通用图,尤其是盖梁标准化程度底,往往需要设计者对盖梁进行内力分析与设计,《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》仅对钢筋混凝土盖梁跨高比L/h>5和2<L/h≤5的情况进行了抗弯、抗剪承载力规定,而跨高比L/h≤2即盖梁作为深梁的承载力未作规定。文中参照建筑部门规范,论述了盖梁作为深梁时的承载力计算方法和步骤,以及设计的构造要求,并列举了计算实例。

大件运输中增设辅助桥墩加固法分析

随着我国现代化工业建设的发展,大件运输己日趋频繁,这些大件运输车辆具有总重和轴重大、通行次数少及行车速度慢等特点。从大件车辆及桥梁的考虑,依据大件运输中桥梁加固工程的特点,结合云南省某工程案例,针对大件运输车辆在中小跨径桥梁的通行要求,采用辅助桥墩法,运用有限元软件对加固前后的桥梁内力进行计算分析,结果表明辅助桥墩法能显著降低由活载作用产生的内力。