地震作用下埋地管线的动力响应分析

基于非线性动力学理论和有限元理论,运用ADINA有限元软件建立了管土模型,对地震作用下的埋地管线进行了动力分析。探讨了压缩模量、内摩擦角和黏聚力等土性力学参数以及地震作用等对埋地管线最大横向位移和最大等效应力的影响。结果表明:在地震作用下,土体的黏聚力越大,内摩擦角越小,埋地管线的最大横向位移就越小,而随着土体压缩模量的增加,埋地管线的最大横向位移先增大后减小;管线的最大等效应力随着土体压缩模量、内摩擦角的增加而减小,随着黏聚力的增大而增大;当地震荷载增大时,管线的最大横向位移和最大等效应力增大。     

地震序列下拉索模数伸缩缝联间限位分析

主震作用下桥梁结构可能已发生联间相对变位,强余震作用将进一步加剧桥梁上部结构的碰撞或落梁灾害,以某连续梁桥为例进行地震序列分析,并对比有无拉索模数伸缩缝两种情况下的地震响应,结果表明:拉索模数伸缩缝能够有效限制主余震各阶段联间相对位移,对避免主震后产生联间残余位移的桥梁结构在强余震作用下发生碰撞、落梁具有重要意义;同时,拉索模数伸缩缝使桥梁各联间协同作用,从而墩梁相对位移得到相应的控制,桥墩受力亦有所改善。     

纯滚动隔震系统位移计算方法的对比分析

针对纯滚动隔震系统,根据其地震位移反应规律,编制了数值分析程序;采用实验方法和理论分析方法,对比分析了数值分析程序和传统的刚塑性力-位移曲线方法.结果表明,数值分析程序比较合理,计算结果比较精确,且偏于保守;传统的刚塑性力-位移曲线方法不合理,计算结果偏小;地震作用下,结构的最大相对位移可能超越地面的最大绝对位移.     

铰链式护坡及其地震反应特性分析

考虑土与结构动力相互作用的影响,建立了铰链式护坡的非线性动力相互作用的有限元分析模型,对其进行了地震反应数值模拟,分析了在不同地震动作用下的应力、加速度和相对水平位移反应特性,结果表明：在相同强度和频谱的地震动作用下,护坡中上部和底部的最大动应力幅值较大,护坡顶部和底部的加速度和水平位移较大;在相同强度和不同频谱的地震动作用下,在Loma Prieta波作用下护坡的动力反应比Kobe波作用下护坡的动力反应大。从护坡的地震反应特性考虑,护坡顶部和底部是地震动作用下的薄弱区域,在抗震设计中应引起重视。另外,对于护坡的中上部也应引起相应的重视。     

采用拉索模数伸缩缝的连续梁桥地震响应

针对多跨连续梁桥在地震作用下发生的落梁和碰撞等震害,采用了拉索模数伸缩缝限位装置。对拉索模数伸缩缝的工作原理及其有限元模拟进行了简单的介绍;以一座典型的三联连续梁桥为背景,建立了该桥有限元模型;分析了不同场地、烈度条件下该桥3种体系的地震响应:联间相对位移、墩梁相对位移和墩底剪力。结果表明:在不同场地、烈度下,拉索模数伸缩缝能有效限制联间梁体的相对位移,避免碰撞发生;同时,将拉索模数伸缩缝与拉索支座结合的体系不仅能够限制联间和墩梁相对位移,而且使地震力在各个墩的分布更加均匀,真正实现了力与位移的完美协调。     

SH波入射下河谷地形对连续刚构桥地震反应影响

根据显式有限元方法采用人工透射边界,设置不同入射角度,对一河谷地形进行二维场地地震反应数值模拟,分析SH波入射下河谷地形的地震动分布特征;以场地地震反应分析结果作为各桥墩的地震动输入,分析连续刚构桥地震反应的特点。结果表明:SH波入射下河谷地形各点的地震动分布存在明显的差异;入射方向是影响河谷地震动分布的重要因素;斜入射情形下,河谷各点的位移差动明显增大。考虑河谷地形影响后,刚构桥地震反应存在显著差异,但难以找到一致规律性。一致激励不能代表最不利地震作用情况,地形因素和入射方向对结构内力反应具有重大影响,大跨度桥梁抗震分析与设计应予以充分考虑。     

近断层地震对跨海双弧形桥塔斜拉桥动力响应研究

为探究具有双弧形桥塔的跨海斜拉桥脉冲与非脉冲地震动力响应,首先基于Midas/Civil 2019建立了拉索几何非线性的三维空间有限元模型,并分析了结构自振特性;其次,结合桥址处的地震烈度选取了一定数量的脉冲与非脉冲地震动,作为地震响应分析的激励源;最后探究了脉冲与非脉冲地震作用下的结构内力、关键位置位移、拉索应力和应力幅等问题。研究结果表明：脉冲地震作用下的主梁弯矩、桥塔弯矩及剪力均要大于非脉冲地震下的响应值,且在纵向+竖向地震激励下,主梁弯矩和剪力仅有1个峰值,但在横向+竖向地震激励下有2个峰值;脉冲地震作用下的位移响应均要大于非脉冲地震作用下的位移响应,其中跨中主梁处的横向位置位移响应最大,最大值为176.8 mm;从地震激励方面看,纵向地震下的纵向位移要大于横向位移,而横向地震下的横向位移要大于纵向位移;脉冲地震作用下的拉索应力最大值为175 MPa,应力波动幅度达到100 MPa。     

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。     

管幕对箱涵顶进过程的支撑作用及反力墙变形研究

文章为了研究管幕结构对箱涵顶进过程地表沉降的影响,以及箱涵顶进过程反力墙的位移变形,使用有限差分软件建立了箱涵顶进无管幕和有管幕两种工况的三维数值模型,建立了始发井反力墙结构的三维数值模型。经过数值计算,研究结果显示:有管幕的情况下进行软土浅埋箱涵顶进施工可以显著减少箱涵上方土体的变形;管幕可以为箱涵分担70%的土层压力,可以减少矩形箱涵直角处的拉应力;反力墙钢板,顶进底板,钻孔灌注桩等结构会发生逆时针方向的旋转变形。研究结果可为今后管幕箱涵顶进工程提供一定的参考。     

下承式钢管混凝土系杆拱桥隔震研究

以某下承式钢管混凝土系杆拱桥为背景,利用MIDAS Civil软件建立了非隔震模型和设置铅芯橡胶支座的隔震模型,并分别进行了动力特性分析与对比。对两种模型分别在横向、纵向和竖向输入地震波,对比分析了不同方向地震作用下拱肋最大位移,拱肋和桥墩最大内力,得出不同方向地震作用下隔震结构与地震作用方向相同的拱肋最大位移出现增大现象;在横向地震和纵向地震作用下隔震结构拱肋和桥墩最大内力均出现不同程度降低现象;竖向地震作用下隔震结构拱肋和桥墩最大轴力出现了增大现象。地震作用方向不同,结构响应不同,结构地震响应分析时应重视地震作用的方向性。     

公路桥涵勘测设计的常见问题与科学合理的勘测设计措施

公路桥涵的勘测设计,旨在满足排水、行车、通航、跨越等要求,而在实际勘测设计工作中,经常出现不利于桥涵施工的问题,譬如位置选择问题、水毁问题和基础问题等,严重时会影响整个公路桥梁施工的安全和质量,因此有必要采取科学合理的勘测设计措施,提高桥涵勘测设计的水平,这也正是本课题研究的宗旨所在。     

旗号岭隧道岩溶地段防排水综合施工

介绍旗号岭隧道岩溶地段根据涌水量确定不同的防排水形式 ,涌水部位采取喷射混凝土、设置排水盲沟、集水槽及排水通道、增设洞内涵洞、铺设防水板、防水混凝土等防排水综合施工技术及效果     

利用地质雷达探测地下暗沟的应用

随着城市的发展,为了保证城市的美观和交通的便捷使得大量明沟（渠）被改造成地下暗渠,其相关资料的缺失对城市排水网络的管理难以进行有效控制。特别是在雨季排涝时期难以对城市排水系统进行网络化管理。本文结合地下暗沟探测的实验介绍了地质雷达的基本原理,并分析了利用地质雷达确定地下暗沟（渠）的可行性。     

Influence of longitudinal structural connectivity on seismic performance of three-hinged precast arch culverts

The hinge type of precast concrete arch culvert was introduced to Japan from France in the 1990s in consideration of the saving of labor, shortening of the construction period, and high quality control of the concrete members. However, due to the 2011 off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake (March 11, 2011), the three-hinged precast arch culverts that had been constructed in Japan at the beginning of the period when precast arch culverts were firstly introduced, suffered damage, which spoiled their serviceability. According to the extent of the damage and the type of culverts that were damaged, the longitudinal structural connectivity of the culverts was assumed to be one of the possible reasons for the reported damage mechanism. Therefore, the objective of this paper was to clarify how strongly the longitudinal structural connectivity influenced the longitudinal seismic behavior of the three-hinged arch culverts. To achieve this objective, an elasto-plastic finite element analysis was conducted with an analytical model that could capture the characteristics of the damaged culverts. Simultaneously, a penalty method with the bi-linear spring model was applied as a solution to the contact-impact problems of the precast segmental arch members. As a result, it was found that the weaker longitudinal structural connectivity in the damaged culverts allowed the torsional displacements of the arch members to induce critical damage to the arch members, namely, edge defects in the arch crown and concrete foundation. The numerical results proved the unignorable influence of the longitudinal structural connection on the possible damage to three-hinged arch culverts.     

Structural effects of concrete lining for concrete-lined corrugated steel pipes

This article presents the results of an analytical study on the structural behaviour of buried concrete-lined corrugated steel pipe (CLCSP). CLCSP combines the hydraulic characteristics of concrete pipe with an extended service life compared to unlined corrugated pipe. It is typically factory manufactured and shipped to the jobsite for roadway drainage applications. However, recent investigations have also demonstrated the ability to rehabilitate deteriorating metal culverts using a spray-on mortar lining approach. Since the primary intent of the concrete liner of manufactured CLCSP is to prevent abrasion and corrosion and improve the hydraulic performance, design guides for metal culverts lined with concrete have not been developed. A better understanding of the structural significance and the effect of the concrete lining on the strength of CLCSP is therefore needed. This study evaluated the structural effects of the concrete lining in CLCSP using finite element analysis and detailed soil modelling and proposes a design methodology for CLCSP.     

城郊市政道路排水设计探讨

以成都市新普路排水设计为例,探讨城市郊区道路排水管网的管位布置、排水走向、管线过街预留、设计参数取值及管涵交叉处置在满足近、远期方面的设计做法。     

沟埋式涵洞非线性土压力试验研究与数值模拟

现行公路桥涵设计通用规范中线性土压力理论未能准确反映沟埋式涵洞涵顶垂直土压力变化规律,土压力计算结果与实际情况存在差异,导致涵洞在施工或使用过程中出现不同程度的病害。结合现场试验和数值模拟研究了沟埋式涵洞垂直土压力的变化规律,以及涵顶填土内部的土拱效应,分析了涵顶平面土压力及不均匀沉降的分布规律。研究结果表明,并非所有沟埋式涵洞涵顶垂直土压力都小于按线性土压力理论计算结果,它与填土高度、沟谷宽度、沟谷坡角、涵洞几何尺寸、填料性质及地基刚度等因素有关,涵顶垂直土压力随各影响因素呈非线性变化。填土达到一定高度后,涵顶填土内部产生土拱效应,该效应能够缓解涵顶应力集中现象,但其具有不稳定性。沟埋式涵洞的设计与施工应综合考虑各因素对涵洞受力状态的影响。     

高填路基盖板涵外界面受力状态形成机制研究

依据原位试验和数值模拟研究高填路基盖板涵外界面受力状态形成机制。结果表明:涵洞顶面压力大于上覆填土自重,呈非均匀分布形式,涵洞侧墙顶相对于顶板中部承受更大的压力,侧墙主要承担了来自两侧填土的附加压力;涵洞侧墙外水平压力远小于按土柱高度换算的静止土压力,涵洞地基的不均一地质条件导致涵洞单侧承受相对较大的水平力;涵土差异沉降导致涵洞体承担了大于上覆填土自重的压力,基底的不均匀沉降引起涵顶压力向一侧集中,侧墙外压力和基底压力非对称分布。实测涵顶压力约为填土自重应力的1.56~3.02倍,使用现行公路桥涵规范设计高填方盖板涵偏于危险。     

高填土涵洞(管)采用EPS板减荷的试验研究

针对高填土涵洞,对涵顶与涵侧同时铺设柔性材料EPS板的减荷效果进行了多种情况的试验对比,结果表明,这种措施不仅对减小洞顶和洞侧的土压力效果十分显著,同时还可解决涵洞在填土中引起的路面沉降不均,改善涵洞纵向垂直土压力与沉降的分布不均。根据本文公式计算结果、有限元计算结果与原型实测土压力值的比较,三者较为接近。本文成果可供各种上埋式构筑物工程设计参照,并可作为各部门有关的设计规范、设计规程与设计手册修订依据。