冲刷作用下钢管混凝土拱桥地震易损性分析

地震和冲刷是导致桥梁发生损伤的两类主要自然灾害,为保证桥梁的抗震性能,有必要对冲刷作用下桥梁的地震易损性进行研究。分析了桥梁地震易损性理论与冲刷深度的计算方法,运用有限元软件建立了某一钢管混凝土拱桥的数值模型,根据地震易损性理论确定了各损伤状态下的损伤指标,建立了不同冲刷深度下的地震需求响应概率模型,进而得到了该拱桥拱肋和主梁的易损性曲线,并分析了冲刷深度与地面峰值加速度变化对拱肋和主梁地震易损性的影响。研究表明:桥梁拱肋和主梁在各损伤状态下的损伤概率均随着地面峰值加速度的增大而呈现非线性增加,其增速为先变快而后变缓;当地震峰值加速度较小时,冲刷深度的变化对于损伤概率几乎无影响,但当其大于某一临界值时,冲刷深度越大,拱肋和主梁发生损伤的概率显著提高;当冲刷深度和地震峰值加速度一定时,桥梁拱肋和主梁的损伤概率随着损伤程度的增加而减小。

简支梁桥改造前后抗震性能对比分析

针对改造前后简支梁桥与整体桥的抗震性能分析,文章采用Midas Civil专业有限元软件分别建立了简支梁桥与整体桥的有限元模型,对比了两者在主梁、桥台和桩基的地震特性。研究结果表明:旧桥改造后,整体桥的振动频率会大大提高,整体刚度明显较简支梁桥大,可有效保护主梁的落梁现象,很好地抵抗地震荷载;改造后的整体桥主梁纵向变形和台顶加速度大大减小,表现出更好的抗震性能;改造后整体桥的桥台、主梁与桩基固结在一起,在梁端和台顶会出现较大的弯矩,使得跨内弯矩减小,主梁的受力更加合理均匀,特别适合于简支梁桥的改造。同时整体结构刚度的提高,使得在地震作用下的桩基弯矩极大,更容易造成桩基破坏。研究结果可为传统有缝桥的改造提供参考。

山区大跨径钢筋混凝土拱桥扣索索力优化分析研究

大跨径钢筋混凝土拱桥进行悬臂浇筑时,需要通过合理的扣索索力来保证拱肋线形以及受力处于可控范围。文章建立全桥有限元模型,引入弹性-刚性支撑法以及优化理论,对施工期扣索索力进行了计算分析。通过施加计算优化后的索力值,成拱后拱圈挠度平缓,拱顶附近挠度平均减幅为5.4%;施工中拱肋应力处于上下波动状态并最终趋于全截面受压,优化后应力最大值减小,截面受力更为均匀合理。研究结果表明,弹性-刚性支撑法与优化理论相结合,更好地兼顾拱圈施工中的变形及受力,可作为扣索索力计算参考。