中小跨径梁桥中组合橡胶支座的减隔震性能分析

地震作用下,中小跨径梁桥所用板式橡胶支座易出现滑动,使墩梁的位移偏大,而组合橡胶支座的耗能能力及位移能力相对高。采用拟静力试验及有限元分析探讨了组合橡胶支座、板式橡胶支座各工况下的地震响应,结果表明:中小跨径梁桥采用组合橡胶支座能够有效防止支座滑动,显著降低了桥墩弯矩与支座位移。

中小跨径超宽钢板组合梁桥整孔吊装技术研究

整孔吊装钢主梁是实现中小跨径钢板组合梁桥工厂化、装配化和快速建造的关键技术。已安装跨钢主梁受力变形导致悬臂端偏离竖直拼接面,会影响钢主梁精准拼接和高效施工。以新平河特大桥为例,建立钢主梁挠度理论计算模型,结合ABAQUS数值模拟和现场挠度监测对悬臂位移变形量准确预测,为悬臂拼接提供可靠的数据支持,并给出中小跨径超宽钢板组合梁桥整孔吊装的详细施工方法。结果表明:简化的力学计算模型具有较好的适用性,理论计算挠度值与数值分析结果、现场监测值相吻合;钢主梁悬臂端位移变形量理论计算值和数值计算值分别为88.58 mm和91.87 mm;钢主梁前后起吊点初始高度差以200 mm为宜。新平河特大桥是国内山区首次采用整孔吊装的多主梁钢板组合梁连续桥,可为类似工程实践提供参考。

中小跨径梁桥地震易损性分析

以一座具有较大墩高差异的中小跨径梁桥为例,利用OpenSees有限元软件,考虑地震动的不确定性,建立了该桥的非线性分析模型,合理选取了100条地震动与该模型组合得到所需桥梁样本,计算分析得到该桥的地震响应。选取合理损伤评价指标分别定义桥墩和支座的不同破坏状态,建立了桥墩和支座在纵桥向和横桥向的地震易损性曲线并进行对比分析。结果表明:地震作用下,桥墩和支座均容易发生损伤,支座发生损伤的概率更大,尤其是滑动支座;设置滑动支座的桥墩在地震作用下的损伤概率较低,不易发生严重的损伤;需要对支座和桥墩采取一定的加固和保护措施。

小边跨梁拱组合体系桥梁静动力荷载试验与结构评定分析

为验证小边跨梁拱组合体系桥梁在正常运营状态下结构受力性能是否与设计目标吻合,基于现场荷载试验研究了该桥在中载及偏载作用下桥梁各构件内力、变形及应变,同时基于脉冲试验、行车试验、刹车试验研究该桥的自振频率、冲击系数,并最终同有限元计算结果进行对比。试验结果表明:该小边跨梁拱组合体系桥梁静载试验荷载效率系数在0. 86～1. 04,介于0. 85～1. 05之间,满足JTG/T J21-01—2015《公路桥梁荷载试验规程》规定;不同部位控制截面实测挠度均小于计算值;实测振型与有限元结果具有很好的相关性,且实测频率值均大于计算值,同时实测冲击系数平均值小于计算值,表明桥梁结构整体性能及技术情况良好。该小边跨梁拱组合体系桥梁在正常使用状态下主桥承载能力均满足城市-A级荷载等级要求。

冷弯U形组合梁长期受力性能研究

为评估冷弯U形组合梁的长期受力性能,建立U形组合梁三维有限元模型,在子程序中开发混凝土的徐变与收缩时变本构及焊钉连接件的抗剪刚度时变本构,研究恒载、徐变及收缩作用对组合梁长期效应的影响.结果表明,混凝土徐变与收缩10年,组合梁在自重作用下的跨中挠度终值较初期增加约75%,跨中挠度终值由恒载、收缩及徐变三种作用组成的比例分别为50.2%,37.2%,12.6%.组合梁端部的焊钉剪力大小增加约1倍,梁端处焊钉的承剪安全储备削弱.组合梁跨中截面的中性轴高度终值较初期降低26.3%,U形钢梁屈曲失效的可能性增大.工程设计宜考虑混凝土的时变作用对冷弯U形组合梁的预拱度设置、界面焊钉连接件的承剪安全性及冷弯U形钢梁长期稳定性的影响.

中小跨径混凝土梁式桥军事装备通过性快速检测评估技术研究

从承载能力和正常使用2种极限状态指标的本质关系入手，提出将挠跨比作为军事装备通过性的评估指标。通过无损检测得到桥梁的简单信息，利用ANSYS进行快速建模；根据小荷载静力试验结果修正桥梁有限元模型；利用修正后的有限元模型开展模拟试验得到军事装备作用下的挠跨比；确定相应的挠跨比评估标准；最后对桥梁的军事装备通过性做出判断。模拟试验结果表明通过性快速检测评估技术简单可行。

大跨度小半径曲线箱梁桥地震响应分析

针对大跨度小半径曲线梁桥轴向变形、平面内弯曲、竖向挠曲与扭转同时存在,较普通梁桥受力性能复杂,在地震作用下容易出现事故的特点,以某实际工程快速路高架为背景,对这段高架中的L14联(38+70+38 m,位于半径R=100 m圆曲线上)的大跨度小半径曲线预应力混凝土连续箱梁桥进行三维实体建模;利用有限元分析理论,对三维实体模型进行模态分析,研究其动力特性和一维与多维地震激励响应,并将二者结果进行对比分析。结果表明:大跨度小半径曲线梁桥地震激励下,弯扭耦合作用极为明显,对横桥向地震激励最为敏感,其更容易发生桥梁侧翻、支座脱空、横向滑移、扭转翘曲等严重桥梁病害,在设计施工都需着重注意。

中小跨径梁拱组合体系桥的设计应用

梁拱组合体系桥具有造型优美、集梁桥与拱桥之长,对地形地质条件适应性好等优点,上世纪90年代开始在大跨径桥梁中进行了应用实践,近年来在一些对桥型有特殊要求的中小跨径桥梁中,该桥型也逐步有了应用。对3座中小跨径梁拱组合体系桥的设计要点进行介绍,建议对30 m以下小跨径桥主梁可采用空心板截面,30 m以上中等跨径桥主梁可采用箱形截面,并应注重对结构截面尺寸及主要材料指标进行优化。

基于ANSYS实体模型对小跨径钢筋混凝土简支梁旧桥的模态分析

基于ANSYS实体模型,介绍宽跨比大于1,桥面连续的小跨径简支梁旧桥实体模型的建模要点,说明材料本构关系的选择方法.对比现场动载试验,分析桥梁结构损伤对动力特性的影响,重点分析梁体法向裂缝的影响因素,并详细介绍运用ANSYS实体模型模拟、分析梁体法向裂缝的方法.以现场实测桥梁为例,进一步研究上述方法的工程可行性.

中小跨径双主梁形式钢板组合梁截面优化设计

为提出结构安全,经济适宜的中小跨径钢板组合梁桥,提升公路桥梁的建设品质,以辽宁省内两座跨径分别为5×30 m和5×35 m的双主梁钢板组合连续梁桥为依托工程,采用有限元建模对这两种跨径的双主梁组合梁桥进行参数分析,以主梁跨中挠度及单位面积用钢量为评价指标,提出以上两种跨径组合梁桥的推荐梁高及合理板件配置。结果表明:在关键截面应力保持相同水平的条件下,跨中挠度及用钢量均随主梁高度的增加而减小,综合考虑视觉效果,经济性和城市空间限制等因素,最终分别选择1.9 m和2.1 m作为5×30 m和5×35 m两种跨径的双主梁钢板组合梁桥的推荐梁高。

新型预应力刚接板梁足尺试验研究

研发一种新型预制装配式板梁结构——刚接板梁,并结合工程实际对22 m跨径刚接板梁进行足尺试验研究。试验采用大吨位千斤顶加载,测量试验梁跨中截面混凝土应变、下缘钢筋的应变及挠度数据。研究结果表明:刚接板梁抗裂性能较好,在正常使用状态下,上下缘混凝土均受压,梁具有良好的弹性性能,达到正常使用极限状态时安全储备较大;梁刚度较大,满足规范要求;刚接板梁达到承载力极限状态时,混凝土及钢筋应力未到设计值,有一定富余;荷载达到1.42倍承载力极限状态设计值时,梁未极限破坏,卸载后裂缝闭合。

中小跨度混凝土梁式桥快速建模计算关键技术

为了快速建立现场实测桥梁的有限元模型,基于建立中小跨度混凝土梁式桥通用模型所需的数据、约束及荷载的施加方法,建立了桥梁通用模型;以工字梁桥为例,探讨了参数修改关键技术,通过现场实测数据建立了实桥模型并完成加载;开发了后台调用ANSYS和结果查看技术,以实现调用ANSYS进行计算,生成结果文件,并查看计算结果。

高烈度震区高速铁路中小跨桥梁结构选型研究

为研究高烈度震区高速铁路中小跨桥梁合理的结构型式,以印尼雅加达至万隆高速铁路工程为背景进行分析。选取雅加达附近线路1km左右的区段,试设计2种桥型方案:(1)30孔32m预制装配式单箱单室箱梁简支梁桥方案;(2)21联(3×12)m刚架+8m简支板小刚架桥方案。分别建立2种桥型方案的有限元模型,开展桥梁抗震性能及列车走行性分析,并对2种方案的施工方法和工程经济性进行对比。结果表明:对于高烈度震区高速铁路,简支箱梁桥可采用减隔震支座,抗震性能好,震后修复快,施工方便,适应性强,宜全线采用;小刚架桥抗震性能满足规范要求,但震后桥墩将发生较大的塑性破坏,震后修复困难,考虑其在地质较好地段具有一定的经济优势,可在条件适宜的地段采用。

三跨斜交连续小箱梁桥动力特性分析及试验

本文以三跨连续斜交小箱梁桥为例,应用有限元软件Midas civil分别建立了斜交角度为0~60°(步长为5°)的全桥模型。分析了不同斜交角度对桥梁结构固有振型和频率的影响,对现有桥梁规范中用于连续梁桥冲击系数计算的基频的计算公式给予修正。分析表明:三跨连续斜交小箱梁桥前两阶竖弯频率均随斜交角度的增大而增大,其中1阶竖弯频率所受影响最为显著,当斜交角度大于25°时,斜交角的影响不能忽略,其增大值最大可达31.6%;而第3阶竖弯频率受斜桥弯扭耦合效应的影响,随斜交角度的增大其频率变化不超过0.9%,在计算正、负弯矩处基频时应予以考虑。简支转连续与整体浇筑两种方法施工的结构动力特性区别不大,全桥模型中是否设置桥墩对结构频率影响不大。实桥动载试验验证了本文所提出的基频修正公式是合理的。

新旧基础沉降差对T梁桥扩宽的影响

本文以桥梁拓宽工程中的预应力混凝土T梁桥为背景,采用有限元空间梁格模型的计算方法,分析新旧桥梁基础沉降差对拓宽结构横向连接部位的受力影响情况。研究结果表明:基础沉降差对支点横隔梁影响十分显著,针对中小跨径(15~30 m)桥型,在不采用加固措施且基础沉降差不超过2 mm情况下,其新旧结构横向拼接部位结构承载能力满足要求。

中小跨径桥梁单板受力成因及预防

对中小跨径桥梁单板受力成因进行简单分析并提出相应的防治措施,可为在实际中处理好中小跨径桥梁单板受力问题奠定理论基础。

中小跨径典型桥梁病害与加固技术分析

从桥梁检测、加固维修实际工程出发,针对中小跨径实心板梁桥、空心板梁桥、T形梁桥、石拱桥、双曲拱桥五种典型桥梁的病害情况进行了详细介绍与分析,在此基础上提出了相应的维修加固方案,可为广大桥梁检测与加固工程技术人员提供借鉴的参考依据。

公路桥梁小跨径矮T梁设计探讨

对公路桥梁小跨径桥梁上部结构现状进行分析,针对矮T梁的提出背景、设计要点、构造要求、具体应用及造价情况进行简要的论述探讨,并对应用前景进行展望。

浅谈高等级道路小跨径桥梁梁型方案

采用横向铰接的预制装配式空心板结构,因其铰缝处比较薄弱,容易出现病害,严重影响桥梁耐久性和结构安全,无法满足高等级道路荷载标准。提出低高度、小跨径的密肋式工字梁、刚接小箱梁和槽型组合梁方案,从耐久性、经济性以及施工等方面进行综合比较,选择合理的方案来替代空心板,以满足高等级道路小跨径桥梁建设的需要。

中小跨径桥梁健康监测系统设计及应用

我国中小跨径桥梁具有基数大、分布广、运营时间长等特点。中小桥梁在长期荷载作用下会导致结构损伤及承载力下降,如何保障数量庞大的中小跨径桥梁安全运营,是管理单位面临的重要课题之一。目前中小跨径桥梁主要采用人工检测的方式进行维护管养,对中小跨径桥梁的安全与健康监测实践及经验较少,且国内外关于桥梁监测的科学研究、技术规范和工程实践主要集中于特大跨径桥梁领域,中小桥梁监测系统缺乏整体性、规范性的指导原则。通过开展中小桥梁健康监测系统设计及应用,从监测范围、监测内容、软硬件开发等方面分析探讨,并结合实际工程应用进行验证。对某连续刚构T梁桥监测系统进行设计与实施,基于实时监测数据对桥梁运行状况进行评估,为中小桥梁的健康监测提供经验参考。