考虑桩基柔度的多跨梁桥高墩计算长度系数分析

为研究桩基柔度对桥墩计算长度系数的影响,推导出了考虑桩基柔度的墩顶水平柔度计算公式,并将邻跨下部结构及支座抗推刚度集成为墩顶水平弹性支撑,利用轴压杆件的欧拉公式建立计算长度系数与临界荷载的关系,通过构件稳定性计算分析了影响计算长度系数的参数及其变化规律。结果表明,考虑桩基柔度的桥墩计算长度系数的计算结果较不考虑时的大,增幅至少在10%以上;桥墩较高时,桩基柔度对计算结果影响复杂。最后,建议在高墩设计中考虑桩基柔度的影响,以获得较准确的计算长度系数来保证结构安全。     

连续刚构桥单肢空心薄壁墩实心段计算长度分析

连续刚构桥的高墩大部分是采用空心薄壁墩形式,墩底宜有适当的实心段以便承台和薄壁墩刚度过渡,目前尚未有文献对实心段的设计长度选取进行研究,设计时都是依据工程经验来选取,具有很大的局限性.本文首次通过推导单肢薄壁墩空心段和实心段的顺桥向抗推刚度来对实心段过渡长度进行分析,分析时将空心段和实心段连接处用平动约束、转动约束和平转动耦合约束弹簧来模拟相互之间约束作用,最后以工程实例验证了文章分析思路和推导过程的正确性和适用性.建议将墩底实心段计算长度的取值为3～6 m写入规范中来指导高墩的设计和施工.     

纵桥向变刚度支座布置的V形河谷高低墩梁桥受力性能分析

为合理分配位于V形河谷中高低墩梁桥各桥墩之间的受力,提出了一种纵桥向变刚度支座布置方案和计算方法,然后依托实际工程进行纵桥向变刚度支座方案的设计,比较了采用等刚度支座和变刚度支座方案时桥梁结构的静力性能和抗震性能。结果表明:与等刚度支座方案相比,采用变刚度支座方案可调整整体升降温和混凝土收缩作用下主梁变形零点位置,各桥墩的墩底剪力和面内弯矩均有不同程度的减小,且离变形零点越远、减小幅度越大。E1多遇地震作用下,采用变刚度支座方案时高墩的墩顶纵桥向位移响应增加约12%～26%,墩底的最大面内弯矩略有增大,但增加幅度不超过5%,高墩的柔性变形能力得以充分发挥;两侧低墩的墩顶位移响应平均减小约40%、墩底最大剪力和最大面内弯矩平均减小约43%和40%;桥梁整体刚度有所提高,各桥墩的受力更加均衡,表现出优良的抗震性能。     

群桩基础对自复位高墩地震反应的影响

为探讨群桩基础对自复位高墩地震反应的影响,本文给出了群桩基础的有限元模拟方法。基于Open Sees平台建立了考虑群桩基础的自复位高墩有限元模型,输入3条强震记录,进行了考虑群桩基础的自复位高墩地震反应分析,并与不考虑群桩基础的自复位高墩地震反应进行了比较。结果表明:群桩基础改变了自复位桥墩的提离位移、桥墩刚体转动及桥墩弹性变形引起的墩顶水平位移反应量值,群桩基础对自复位高墩的墩顶水平位移反应量值有影响。群桩基础对自复位高墩的墩底弯矩反应量值有影响,总体上看,考虑群桩基础会减小墩底弯矩。忽略群桩基础的影响时,对设计来说偏于安全。     

高墩大跨T构桥桥墩的有限元分析

某高墩大跨Ｔ构桥,上部结构为预应力混凝土箱形梁,桥墩采用钢筋混凝土变截面空心墩。根据Ｔ构桥的结构特点,利用空间块体单元对桥跨和桥墩进行有限元离散,计算了该桥在４种工况下桥墩的强度与变形,给出了桥墩３个典型截面的应力等值线图,计算结果表明：桥梁在外荷载作用下,墩顶位移满足桥梁规范要求;桥梁在正常满荷载作用下,桥墩墩顶内部出现局部拉应力,但小于容许值;温度对墩底的应力产生较大影响,但范围较小,距墩底２     

高墩大跨T构桥桥墩的有限元分析

某高墩大跨 Ｔ 构桥,上部结构为预应力混凝土箱形梁,桥墩采用钢筋混凝土变截面空心墩．根据 Ｔ 构桥的结构特点,利用空间块体单元对桥跨和桥墩进行有限元离散,计算了该桥在４ 种工况下桥墩的强度与变形,给出了桥墩３ 个典型截面的应力等值线图,计算结果表明：桥梁在外荷载作用下,墩顶位移满足桥梁规范要求;桥梁在正常满荷载作用下,桥墩墩顶内部出现局部拉应力,但小于容许值;温度对墩底的应力产生较大影响,但范围较小,距墩底２ ｍ 以上的温度应力影响可忽略不计     

多点激励下高墩大跨桥梁抗震性能分析

基于OpenSEES平台,建立高墩大跨桥梁的弹塑性结构模型,对比分析在一致地震激励及行波输入下桥梁结构的地震反应特性,并对行波输入下高墩桥梁的破坏过程进行详细研究。分析结果表明,地震波频谱特性及地震动输入方式对桥墩的出铰位置和破坏顺序有较大影响;高墩的破坏主要表现为弯曲破坏,单墩墩顶截面出铰或达到极限状态往往先于墩底截面,设计时应引起重视。     

阶形桥墩的计算长度分析

为了确定桥梁结构设计中阶形桥墩柱的计算长度,推导出阶形柱屈曲方程的递推公式;将周围墩柱对计算柱的侧向约束用一柱顶弹簧表示,并推导出在此边界条件下阶形柱的临界荷载特征方程;通过编程和Sap2000有限元建模,对一典型实例进行了数值分析;结果表明,编程计算结果与Sap2000模拟结果几乎完全一致;柱顶弹簧刚度是影响阶形柱计算长度的重要影响因素,而一般可忽略剪切变形对计算长度影响;中间各段的计算长度系数一般大于上下两端的计算长度系数.     

高墩大跨弯连续刚构桥空间稳定性的解析解

根据高墩弯连续刚构桥从裸墩、悬臂浇筑施工到成桥各阶段的受力特点,将成桥后主梁对主墩的约束作用简化为等效约束刚度的弹簧,利用Hamilton原理,推导高墩自体、悬浇施工以及成桥阶段的动力稳定方程,进一步退化为静力稳定问题,得到了静力稳定系数表达式,并分析了诸因素对高墩弯连续刚构桥稳定性的影响.从而寻求高墩大跨弯连续刚构桥梁空间稳定性的实用简便算法.通过实例分析,验证其计算结果的可靠性.     

基于分叉传递矩阵法的多跨连续刚构桥桥墩有效长度系数（英文）

桥墩的有效长度系数对桥墩的稳定性和强度十分重要。为解决桥墩的稳定性问题,本文建立了一种便于采用传递矩阵法求解的新颖力学模型,并基于该方法计算了多跨连续刚构桥的有效长度系数。首先,建立n跨刚构桥的一般力学模型,并利用传递矩阵法推导了其在考虑自重荷载情况下的平面内稳定特征方程,进而求得弹性屈曲载荷和有效长度系数,并将其与有限元法得到的结果进行对比,从而验证所提理论和方法的正确性。其次,研究了用碳纤维增强聚合物和超高性能混凝土加固桥墩时,桥墩有效长度系数的变化规律。最后,探讨了边跨与中跨之比、桥面梁刚度以及桥墩刚度对桥墩有效长度系数的影响。结果表明,增强整体结构刚度比增强局部刚度对提高稳定性更有效,桥梁边跨和中跨跨度对有效长度系数的影响较大。同时,还观察到碳纤维增强聚合物加固高度改变时,桥墩有效长度系数变化曲线产生了独特的双峰效应。     

位于“V”型峡谷桥址的连续刚构桥风冲击模型与抗风设计

风荷载作用效应的精确分析是对＂V＂型峡谷桥址处平衡悬臂工法施工的高墩大跨连续刚构桥的结构安全性的重要保证。以1座最高主墩153 m,跨径组合85 m＋4×160 m＋85 m的连续刚构桥为例,依据其桥址处的风环境确定了上、下部结构的风冲击模型,并在最大悬臂工况下与静风荷载进行对比分析后对桥的抗风构造进行了优化。结果表明：高墩的位移与应力,构造的动风载模型效应比静力风载的大3倍以上;增加的风撑横系梁构造可最大减小墩顶的应力与位移的73.9%;墩顶在最大悬臂阶段出现侧向最大位移11.9 cm,桥墩墩底截面拉应力1.65 MPa,虽未超过容许值,但应考虑采取适当的抗风措施。     

基于部分抗剪的钢箱梁横向分块施工效应分析

为了研究横向分块施工造成的抗剪刚度减弱且分布不均对分块钢箱梁受力特性的影响,针对分块后不对称开口薄壁构件顶、底板之间部分抗剪的力学特性,引入考虑界面滑移的组合结构理论,建立变形和应力的解析分析方法. 基于典型等截面单箱多室钢箱梁截面设计参数的统计规律进一步归并结构尺寸参数,建立以桥梁跨度、分段长度和抗剪刚度等关键参数为基本变量的变形计算公式. 通过影响参数分析,提出能够应用于不同跨度钢箱梁的分块施工方法. 结果表明,当分段长度增大到40 m以上时,必须采用抗剪临时撑增大抗剪刚度,或采用临时支点加固,以减小变形、控制施工质量.     

双河口特大桥主墩的施工监测与分析

在跨v形河谷的大型梁式桥高墩的施工中,墩位测设精度、墩身垂直度及墩顶标高的施工控制难度大.结合双河口特大桥162.658m主墩的施工测量,介绍了大跨度梁桥高墩施工控制测量的方案,以及在工程实际操作中的具体操作方法和注意事项,并讨论了控制技术的合理性.     

环境温度对SMA–LRB隔震桥梁地震响应的影响

为减小地震作用下桥梁的最大响应及残余变形,结合铅芯橡胶支座(LRB)及形状记忆合金(SMA)的优点,组合形成具有自复位能力的SMA-LRB支座。针对橡胶和SMA材料的温度敏感性问题,基于一座4跨SMA-LRB隔震连续梁桥,考虑SMA-LRB支座在不同环境温度下的力学特性,对不同环境温度下的隔震连续梁桥进行非线性动力时程分析,得到结构关键部位的动力响应。结果表明:LRB上加设SMA可有效控制支座的位移响应,且SMA自复位特性使其对残余位移的控制效果显著;随着环境温度的降低,LRB和SMA-LRB两种支座的峰值位移和残余位移均随之而减小,但SMA-LRB支座对位移控制能力和自复位能力较常温有所降低;支座刚度随着环境温度减小而增大,致使桥墩墩顶位移和墩底剪力也随之增大,且较低墩的墩底剪力对温度变化更加敏感。     

大跨径混凝土箱梁桥有效温度与应变的实测分析

基于苏通大桥辅助航道桥运营期两年内实测的温度、气象和应变数据,对混凝土箱梁的有效温度与应变进行了分析。结果表明:箱梁的尺寸越小,有效温度变化的范围越大,设计基准期为100年的墩顶梁和跨中箱梁的有效温度范围分别为(-4.3℃,37.3℃)和(-6.1℃,42.2℃);大气前3天的最高(低)平均温度与箱梁有效温度的相关性系数高达0.97,通过回归分析得到的箱梁有效温度与大气前3天平均最高(低)温度的关系式,可用来对箱梁有效温度进行预测。最后提出了修正混凝土收缩、徐变效应的方法,并使用箱梁有效温度对主墩墩底混凝土的竖向相对应变和支座截面箱梁顶板混凝土的纵向相对应变进行了预测。     

基于ANSYS的简支梁桥柔性墩纵向力分配研究

在刚度耦合模型的基础上,采用大型有限元分析软件ANSYS建立三维实体有限元模型,对连续桥面简支梁桥柔性墩纵向力分配进行仿真分析,通过有限元模拟值与采用刚度耦合模型得到的计算值对比分析表明,刚度耦合模型计算墩顶水平力是合理的,结果是可靠的.采用节点耦合的方式模拟板式橡胶支座,采用弹簧-阻尼单元模拟滑板支座是可行的.     

集装箱房抗侧刚度分析Ⅰ:整箱蒙皮效应

作为轻钢结构,集装箱房的水平抗侧能力是其抗震抗风设计的重要力学性能指标,而目前却缺乏可靠的理论计算式用以分析.为对实际工程设计提供参考,且为完善波纹蒙皮结构的理论体系,本文对集装箱房水平抗侧刚度的计算式进行推导.区别于传统利用螺栓连接的蒙皮结构,集装箱房的侧壁波纹板与其钢框架之间是焊接连接的,在剪切作用下的平面内相互作用力分布以及变形组成有很大变化,求解关键在于分析波纹膜板在焊接边界条件下的蒙皮效应.基于能量理论,结合ABAQUS有限元模拟方法,分析了集装箱房在顶部水平均布荷载作用下的理想抗侧刚度以及顶角件处水平集中荷载作用下的局部效应,分别得到相应的抗侧刚度计算公式,并利用已有试验数据对理论进行验证.结果表明:集中荷载作用下,加载端局部变形远大于整体侧移,且局部效应的有效作用范围同上侧梁线刚度、集装箱规格有关.实际工程中,通过增加上侧梁有效截面面积或上下层之间的连接件数量,可有效减小局部变形,提升整体抗侧能力.     

墩高对连续梁桥抗震性能的影响

以南水北调中线工程中某预应力混凝土连续梁桥为例,采用有限元程序MIDAS建立了考虑和不考虑桩土作用的两种有限元计算模型,选取5,10,15,20,25 m等5个墩身高度,采用反应谱分析法,分析在顺桥向及横桥向地震输入下不同墩身高度对结构的自振周期、制动墩和非制动墩的墩顶位移、墩底内力、墩顶内力的影响规律,以及桩土作用效应随墩身高度的变化规律,可为同类桥梁结构的抗震设计提供理论依据.     

陡坡双桩柱式桥墩位移的有限元分析

针对山区陡坡桥墩的复杂受力特点,根据某陡坡双桩柱式桥墩的工程实际情况,结合室内试验模型,利用ADINA有限元分析程序,分别采用顺桥水平荷载、竖向荷载、坡顶荷载和复杂荷载等不同加载方式对桩柱式桥墩进行数值分析.模拟结果表明:在顺桥水平荷载作用下或竖向荷载作用下,前后桩柱的墩顶位移不同,前桩墩的位移较后桩墩的大,且随着荷载的增加其差值也越来越大;在坡顶荷载作用下墩顶也产生竖向位移,前墩顶的竖向位移较后墩顶的大,但是随着坡顶荷载的增大其差值越来越小;在复杂荷载作用下前、后桩柱的墩顶位移较单一荷载下的相应值都要大.     

底铰式钢闸门底横轴设计拟合公式的计算

针对底铰式钢闸门底横轴受力情况复杂、设计计算过程繁琐等问题,在分析、建立底横轴截面尺寸计算模型的基础上,对底横轴主要截面尺寸外径的影响因子进行敏感性分析及曲线拟合,确定了与底横轴外径呈线性正相关的影响因子,并予以修正,得出了外径随影响因子变化的曲线拟合公式,较大程度地简化了底横轴设计的计算过程,并根据工程的实际情况对拟合公式进行了验证,证明了拟合公式的可靠性和在实践中利用拟合公式进行设计的可行性.