台后填土与主梁的相互作用对梁桥纵向地震反应的影响

为了研究台后填土对梁式桥纵向地震反应的影响,假设桥台背墙在地震作用下被破坏,以常见的刚构桥为背景,考虑台后填土对主梁的非线性约束建立了有限元模型。采用非线性时程方法分析了桥台与主梁之间的间隙比、填土性质对桥梁纵向地震响应的影响。结果表明,仅考虑桥墩作用会高估桥梁的地震反应,桥梁的地震反应受间隙比的影响大。     

桥台模拟方法对连续梁桥地震反应的影响

以一座三跨连续梁桥为例,根据是否考虑"上部结构—桥台—填土"相互作用和桥台强度贡献建立三种桥台模型,结合不同的地震动输入研究桥台模拟方法对连续梁桥纵向地震反应的影响。分析结果表明,"上部结构—桥台—填土"相互作用可能会对主梁位移和桥墩地震响应产生较大影响,但是否考虑桥台强度贡献对桥梁地震响应结果影响较小。     

采用不同下部结构形式的整体式无缝桥受力特征

建立考虑桥台 土、桩-土相互作用的整体式无缝桥有限元分析模型,并选取下部结构形式、温度作用、台后填土性质以及桥梁跨径为研究参数,对比分析了采用不同下部结构形式的整体式无缝桥受力特征。结果表明:下部结构刚度越大,其对上部结构的约束作用越强,桥梁纵向整体性更明显,但对主梁梁端和桥台的受力越不利;当下部结构刚度较大时,温度对桥梁内力和变形的影响更明显;随着桥梁跨径的增大,整体温度作用的影响逐渐成为温度作用中的主要因素;当下部结构采用矮桥台与桩基础时,台后填土密实度对梁端和桥台弯矩以及主梁轴力的影响不明显;当采用墙式桥台时,随着台后填土密实度的增大,温度作用下主梁轴力会快速增大;随着桥梁跨径的增大,整体式无缝桥的内力不断增大,且当采用刚度较大的下部结构时增大的速率更快;若以桥台在正常使用极限状态下的混凝土裂缝宽度为控制目标,应对整体式无缝桥的最大桥长进行限制,且下部结构刚度越大,最大桥长的限制越严格。     

桥台循环胀缩作用下台后填土力学特性试验研究

整体式桥台桥梁是桥梁设计理念的一种创新,主要依靠台后填土压缩变形等方式来吸收上部结构的纵向变形。台后填土参与结构受力是整体式桥梁的突出特点,同时台后填土的处理也是整体式桥梁设计的关键。为了探究在长期的环境温度变化下桥台循环胀缩作用对台后填土力学特性的影响,采用室内模型试验进行研究。研究表明,当填土材料密实程度较低时回弹模量随荷载作用次数增加而增加,密实程度较高时回弹模量随着循环次数衰减,并都逐渐趋于稳定。综合考虑台后土压力和竖向变形,整体式桥梁不宜采用黏性土作为台后填土,而宜选用松铺的碎石。     

无伸缩缝桥梁的计算模型研究

无伸缩缝桥梁主要采用整体式桥台、其主梁、桥台和柔性桩基础构成一整体。对无伸缩缝桥梁进行受力分析时,要考虑梁、台、桩的共同作用、台后填土对桥台的作用以及土对桩的作用。本文提出了一个无伸缩缝桥梁的简化刚架受力模型。通过有限元程序对有、无伸缩缝桥梁的建模分析,初步得出无伸缩缝桥梁在静载下的受力特点,为进一步研究作准备。     

温度变化下整体桥台后土压力实验研究

依托Glll线富裕工业园跨线桥工程,在该整体式桥台桥梁建成后,对全年台后土压力变化情况进行了监控,绘制了台后土压力的静态分布图及随着季节性温度变化的动态分布图,明确了整体桥台后土的分布规律:整体桥台后土压力数值随填土深度的增加而增加;存在桥台位移的临界值,使土压力分布由线性转变为非线性.确定了主梁温度变形极值时对应的台...     

温度作用下整体式桥台曲线梁桥受力特征分析

为探究整体式桥台曲线梁桥在温度作用下的受力特征,文章通过对既有曲线梁桥进行试设计,考虑土-结构相互作用,建立有限元模型并进行参数化分析。研究表明,温度作用对整体式桥台曲线梁桥的内力和变形影响显著,尤其对边跨的内力分布影响较大;曲率半径是温度变化条件下影响整体式桥台曲线梁桥梁端弯矩和径向位移的重要因素;合理选择台后填土类型,以改善主梁切向变形和梁端内力大小。     

考虑土、上部结构和桥台相互作用的桥台抗震性能研究

 在以往的桥梁设计中并不考虑基础提离和地基土屈服等土与桥台相互作用对桥台地震反应的影响。因此,为了研究桥台在地震中的抗震性能,采用Newmark时程分析方法对考虑土、上部结构和桥台相互作用的由扩展基础支撑的桥台进行分析。采用离散的质点–弹簧模型对土、上部结构和桥台系统进行建模。利用非线性模型,模拟上部结构和桥台的碰撞反应、桥台背部填土及地基土的弹塑性反应,并采用Winkler地基梁模型模拟地基土与桥台基础的相互作用。分析结果表明,桥台基础的提离作用可以减弱桥梁上部结构及桥台在强烈地震中的反应,减小桥台墙身底部在强震作用下发生的塑性变形,起到一定的减震隔震效果。同时,桥台底部土的屈服减小了传递到桥台底部塑性铰处的弯矩,进一步增强了桥台基础提离的效果。然而,由地基土屈服引起的永久性沉降也造成桥台基础的倾斜。因此,在桥梁的抗震设计中,必须考虑桥台基础的提离和地基土的屈服等土与结构相互作用对桥台抗震性能的影响。     

整体式无缝桥梁桥台高度对主梁受力性能研究

利用大型有限元软件ABAQUS,建立了整体式无缝桥梁全桥与台后土体及桩周土体相互作用的三维非线性有限元计算模型,分析了在砂类土地基中,不同桥台高度在自重及温度荷载作用下对整体式无缝桥梁主梁的受力影响,得出了一些有益的结论。     

台后填土对桥台桩基的影响分析

通过软土地区桥台桩基的现场试验研究,获得了软土地基台后路基填土过程之中和之后的第一手资料。揭示了软土地区桥台路基填土时,桥台基桩弯矩和负摩阻力的变化规律。试验结果表明:台后填土对桥台桩基的影响不仅发生在填筑施工期间,而且在施工完毕后相当长一段时间内仍有一定的影响。随着填土高度的增加,桩侧摩阻力沿深度呈非线性变化,桩身弯矩呈现增大趋势。     

雅安市雅州廊桥副桥台后填土加固设计

雅安市雅州廊桥副桥为四跨钢筋混凝土连拱现浇桥梁,新建副桥位于现雅州廊桥下游处,紧邻修建.副桥主体结构与雅州廊桥保持一致.施工现场踏勘发现雅州廊桥桥台台后填土孔隙率较大,台后填土质量存在一定缺陷.鉴于新旧桥梁桥台均为有推力结构,采用常规桥台基坑开挖方式能保证廊桥运营及副桥施工的安全.结合施工工艺,重点介绍高压旋喷桩在台后填土加固的应用.对类似桥梁台后填土加固提供借鉴和参考.     

桥台伸缩缝处的碰撞对地震反应的影响

连续梁桥在地震作用下,伸缩缝处发生碰撞而造成结构破坏。本文在建立考虑桥台与梁之间碰撞效应的简化刚体模型的基础上,采用有限元分析软件ANSYS对模型进行地震反应时程分析,研究了在考虑桥台与梁之间碰撞作用下,纵向地震作用时梁与梁伸缩缝处的碰撞效应。并分析了梁与桥台的碰撞对桥梁结构位移的影响,研究结果对类似的连续梁桥的抗震设计有一定的参考价值。     

整体式桥台桥梁细部构造措施

以富裕工业园分离立交桥为工程背景,结合整体式桥台桥梁的受力特点,探讨了整体式桥台、台后填土及搭板的构造措施。台帽及台柱身外包PE15Ⅲ型高压聚乙烯泡沫塑料,能减小台后土体因桥台移动而产生的变形,减小升温作用下台后土压力对结构的不利影响。同时,也有效防止降温时台与台后填土间出现缝隙;桥头搭板采用分段的形式可有效释放结构的温度变形。利用具有高粘弹性的橡胶改性沥青填充材料作为变形缝的填料,既能方便施工、缩短工期,又能保证接缝质量,使接缝更加平顺。本文的构造措施为整体式桥台桥梁的细部设计提供参考。     

帆型混合塔斜拉桥非线性时程地震响应分析

帆形混合塔斜拉桥跨越能力强,造型美观,因此在市政桥梁中得到了广泛的应用。今利用Midas Civil 2017软件对一座主跨设置不对称的帆形混合塔型斜拉桥进行非线性时程分析,地震波选用1940年典型地震波E1 Centro,考虑拉索垂度对弹性模量的修正以及桩土相互作用。计算结果表明,竖向地震作用对于主塔横向位移D_Y位移影响较小,主要对于纵向位移DX有较大影响,考虑竖向地震作用下D_X位移约为不考虑竖向地震的2倍,竖向地震作用对于主梁纵向位移影响较大,两种工况下Mz和My均在不同时刻达到峰值点。因此在桥梁设计时需要对主梁纵向有一定限位措施,同时常规地震分析时应适当加强塔柱抗扭构造措施。     

半整体式桥台无缝化斜交桥的抗震性能分析

为了掌握半整体无缝斜交桥的动力特性和地震响应特点,采用MIDAS/Civil建立了湖州贯边桥的有限元模型,进行了动力特性分析,并运用反应谱法和地震时程法对无缝化斜交桥进行了地震响应分析。结果表明:梁端台后土对桥梁的约束作用随斜交角的增大而逐渐减弱;主梁梁端台后土的作用对桥梁结构是有利的,可以有效约束桥梁纵飘;在进行地震安全性分析时,用反应谱法所得的墩底内力和墩顶位移均大于时程分析法;在进行半整体无缝斜交桥的工程设计时,应以垂直于盖梁方向输入地震动计算固定支座所产生的墩顶位移来控制桥梁的抗震安全性;所得研究成果为半整体式桥台无缝化斜交桥的抗震设计和研究提供了可参考资料,对该桥型的实际工程应用和发展起到了推动作用。     

限位装置对滑动摩擦隔震桥梁地震反应的影响研究

为防止滑动摩擦隔震桥梁位移过大对临跨造成不利的影响,可在桥墩上设置限位装置限制墩梁相对滑动位移,降低滑动摩擦隔震桥梁的纵向位移。本文提出了滑动摩擦隔震支座和限位装置同时使用的抗震构造措施,利用滑动摩擦隔震支座降低固定墩的地震反应,利用限位装置降低墩梁相对滑动位移。建立了同时考虑支座滑动摩擦非线性、限位装置接触碰撞及其材料非线性和桥墩材料非线性的桥梁结构非线性地震反应分析模型,改变活动支座摩擦系数、限位装置与梁体之间的碰撞初始间隙等参数,进行了非线性时程反应分析,针对限位装置对滑动摩擦隔震桥梁的非线性地震反应的影响进行了综合分析。研究表明,限位装置对于限制滑动摩擦隔震桥梁的梁部位移、均衡地震动输入能量在各墩之间的分配有着较大的作用。设计时可通过详细的有限元分析,改变限位装置的间距、刚度等设计参数,使限位装置起到降低滑动摩擦隔震桥梁的纵向位移而不显著增加固定墩地震反应的作用。     

软基台后路基填土对桥台桩基侧向影响的试验研究

基于现场测试试验,获得了台后路基填筑前后桥台桩基应力变化的第一手资料;根据测试结果求出了基桩在台后填土前后基桩的弯矩。结果表明,在过渡段填筑之前,远处路基填土已在桩身产生了弯矩;在过渡段填筑期间,基桩弯矩随填土高度的增加而增加;过渡段路基填筑完毕,基桩弯矩也停止了增长。所得结论有助于进一步认识台后填土对桥台桩基侧向影响规律。     

大跨连续刚构桥地震反应的三维数值模拟研究

文章以黄草乌江特大桥设计为工程背景,考虑了动水作用和竖向地震加速度对桥梁地震反应的影响,采用反应谱分析法对大跨度连续刚构桥进行了三维地震反应分析,分别从主墩的内力反应、主墩的位移以及主梁的内力反应和位移进行分析比较。分析结果表明:动水作用对墩的内力影响都比较大,而且增幅较大,对主墩位移影响也比较大,但对主梁影响相对于主墩较小。考虑竖向地震作用时,对主梁的水平向位移、主梁的面外弯矩、主梁的轴力、桥墩的墩顶水平位移以及墩底弯矩均没有太大的影响,而对主梁的面内弯矩以及桥墩的轴力影响比较大,并均有所增大的趋势。     

钢-混凝土组合桥梁地震响应分析

为探究高烈度区钢-混凝土组合梁桥主梁的地震响应，以主河槽桥为依托，采用反应谱法和时程分析法，开展桥梁结构的地震响应分析，主要为地震作用下钢混组合梁主梁的位移和内力响应。研究结果表明：主梁的自振频率较大，槽型钢-混凝土组合桥梁的主梁具有较大的刚度；在纵向、横向和竖向地震分别作用下，钢-混凝土组合桥梁的位移响应和内力响应均比较大，对桥梁抗震设计不利，需对桥梁的地震响应做出设计对策；在纵向+竖向和横向+竖向地震作用下，主梁两端的位移响应较大，内力响应分配不合理，固定支座位置的主梁内力较大，整体上对桥梁结构的抗震设计不利。     

考虑台后不平衡土压力下整体桥H型钢桩基-土相互作用内力计算方法

在台后填土作用下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用和大不平衡土压力下(台后土表面均布荷载增大了3.81 kPa)整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究的基础上,提出了考虑台后不平衡土压力下整体桥桩基-土相互作用的内力计算方法,计算了整体桥台底弯矩和剪力以及桩身弯矩和剪力,并与现有的台后土压力理论和桥梁规范的计算值进行比较。结果表明:正向加载时,采用现有的台后土压力理论和桥梁规范计算得到的台底弯矩和剪力以及桩身弯矩和剪力均与试验结果存在较大偏差; 采用黄-林法可较准确地计算AHP模型的台底弯矩和剪力以及桩身弯矩和剪力; 对于LAHP模型,试验值均与各理论计算值相差较大; 正向加载时,随着位移荷载的增加,AHP和LAHP模型的台底和桩身弯矩均逐渐增大; 台后堆载(大不平衡土压力)对整体桥台底剪力和弯矩以及桩身的剪力和弯矩产生较大的影响,LAHP模型的台底和桩身弯矩整体上均大于AHP模型的,而LAHP模型的台底剪力小于AHP模型的,桩身剪力大于AHP模型的。