考虑结构-水相互作用的连续刚构桥水平地震反应分析

以三水二桥为实例,采用结构有限元法对具有单肢薄壁墩的连续刚构桥进行水平地震反应分析,分析时考虑了桩-土相互作用和结构-水相互作用以及不同水深对结构地震反应的影响。计算结果表明：桩-土相互作用和结构-水相互作用对该种连续刚构桥的抗震是不利的;按反应谱法计算所得桥墩的横向内力较大,按时程分析法计算所得主梁内力和桥墩的纵向内力较大;连续刚构桥抗震设计时应采用反应谱法和时程分析法相结合进行分析,所得的成果和分析结论可供同类桥抗震分析参考。     

双柱墩地震反应的轴力刚度耦合作用

地震作用下钢筋混凝土双柱桥墩产生的动轴力不仅会改变桥墩的屈服强度,而且也会相应地改变桥墩的刚度,但目前广泛使用的集中塑性模型一般并未考虑这种轴力-刚度的耦合作用。以自动计入轴力-强度及轴力-刚度耦合作用的纤维模型分析结果为基准,研究了轴力-刚度耦合作用对钢筋混凝土双柱桥墩地震反应的影响。结果表明,轴力-刚度耦合作用对双柱墩弹性阶段的反应有较大影响,但不改变结构的极限承载力;由于拉压桥墩的刚度互为消长,等高双柱墩的地震位移响应在不计轴力-刚度的耦合作用时与实际情况只略有差异,但墩柱弹性内力响应则会被较大地低估;不等高双柱墩的刚度受较矮侧桥墩控制,因此轴力-刚度的耦合作用对结构的地震位移响应和弹性内力响应都有明显影响,桥梁不规则性越大影响越显著,在进行结构分析时不能忽视这一因素的影响。     

连续刚构桥地震反应分析研究

为考虑不同地震作用对大跨连续刚构桥的影响,以南宁某大桥为例建立大桥有限元模型,采用反应谱法及动态时程分析方法,将不同烈度的地震作用进行输入,分析研究了连续刚构桥的动力特征及地震反应,结果表明:连续刚构桥悬臂梁根部及桥墩底部断面的弯矩变化较大,设计时应该加以重视.     

带脉冲效应近场纪录的概率地震反应分析

着重于研究一般框架结构在脉冲型近场地震纪录作用下的地震反应,并得到其均值和标准差。近场脉冲周期TP对结构的地震反应影响尤为重要,特别反映在层间位移比的竖向分布形式上。该文大致按照TP与结构周期T1的关系,把一般框架结构分为TPT1和TPT1,分别考察了在不同脉冲周期作用下的结构反应。该文参考了以往的研究,认为地震峰值速度(PGV)是一个能有效地表征近场脉冲地震的强度指标。这里把56条近场脉冲记录中的PGV分别放大到40 cm/s、80 cm/s、120 cm/s、160 cm/s以及200 cm/s,并且得到所选择结构在不同地震强度下反应值(例如,层间最大位移比)的概率分布密度。同时采纳了地震动年超越经验公式λ(IM)=k0(IM)-k来评价地震危险性。最后,采用基于强度指标的方法评估了结构反应的年平均超越概率,从而得到一般框架结构的地震反应概率分布密度。     

考虑轴力的型钢刚架极限荷载计算

刚架极限荷载的计算常不计入轴力影响,这在轴力较大的情况下计算结果将不甚可靠．故当轴力Ｎ较大时,计算极限荷载不应略去轴力影响．但因考虑轴力影响时计算复杂得多．因此,提出了一种实用计算方法,按复杂应力状态及Ｍｉｓｅｓ屈服条件判定塑性铰的出现,从而确定型钢刚架极限荷载值．     

考虑轴力扩散计算基础弯矩的方法

在计算柱下扩展基础、条形基础等应力时考虑柱轴力在基础中的扩散作用 ,使计算结果更合理 ,同时把扩展基础和刚性基础计算方法自然统一 ,推出了计算公式 ,便于实际应用     

地基与重力式桥墩相互作用的非线性地震反应

针对在强烈地震作用下软弱地基上的桥墩有可能会发生桥墩基础提离现象的问题,分析了非线性地基土与非线性重力式桥墩相互作用体系下的地震反应,上部结构恢复力模式取为理想弹塑性模型,下部地基土采用有试验支持的无拉力Winkler弹塑性固结模型。并对一重力式桥墩进行了计算分析,分析结果表明,对于浅基的重力式矮墩,地基的破坏往往先于桥墩的破坏,在进行桥梁抗震设计时,考虑土与桥墩的共同作是必要的。     

地基与重力式桥墩相互作用的非线性地震反应

针对在强烈地震作用下软弱地基上的桥墩有可能会发生桥墩基础提离现象的问题，分析了非线性地基土与非线性重力式桥墩相互作用体系下的地震反应，上部结构恢复力模式取为理想弹塑性模型，下部地基土采用有试验支持的无拉力Winkler弹塑性固结模型。并对一重力式桥墩进行了计算分析，分析结果表明，对于浅基的重力式矮墩，地基的破坏往往先于桥墩的破坏，在进行桥梁抗震设计时，考虑土与桥墩的共同作是必要的。     

长周期地震对矩形桥墩动水压力及墩身动力响应的影响

长周期地震动的衰减关系和频谱特性与普通周期地震有明显差异,并且由于缺乏可靠的长周期地震动记录,目前国内外对长周期地震动的研究尚不成熟,然而对长周期地震作用下矩形桥墩的动水压力和墩身动力响应研究也较少.基于此,对长周期地震波与普通地震波进行了频谱特性分析,并基于势流体理论,针对一典型实体矩形桥墩进行了长周期地震反应分析,研究了长周期地震波与普通地震波作用对桥墩动水压力的影响规律,得出桥墩的动水压力沿高度呈现出不同的变化趋势.基于不同水深对长周期地震波与普通地震波作用下结构的墩底剪力、墩底弯矩、墩顶最大加速度和墩顶最大位移的计算结果进行比较研究,得出长周期地震作用下桥墩的响应较大,且最大值都发生在水深20m时,分别增大59.6%,57.2%,37.5%和76.6%.     

斜坡式桥墩对高墩曲线连续刚构桥变形影响分析

高墩曲线连续刚构桥上部结构由于受自重及预应力扭矩影响,极易产生较大的横向变形,不利于线形控制。通过改变墩身结构型式,对横向变形及竖向变形进行约束。通过建立采用不同斜坡率墩身的有限元模型,分析墩身斜坡率对横向变形的影响规律,得出最佳斜坡率为50∶1。分别对采用矩形薄壁墩及最佳斜坡率斜坡式矩形薄壁墩的曲线刚构桥建立有限元模型,对跨中竖向变形、横向变形进行数值分析,结果表明,斜坡式矩形薄壁墩设计能够较大程度地降低高墩曲线连续刚构桥跨中的竖向变形及横向变形,对线形控制有较好的效果。     

近断层地震动作用下密肋复合墙结构地震响应分析

为了研究新型结构体系-密肋复合墙结构在近断层地震作用下的地震响应,基于密肋复合墙结构试验,建立该结构的简化计算模型.输入改变控制参数的不同近断层地震动,进行结构非线性地震反应分析.并对同等条件下密肋复合墙结构与框架剪力墙结构在近断层地震作用下结构耗能分配系数对比分析.结果表明,由于密肋复合墙结构独特的构造特点,使其在近断层地震动作用下表现出良好的耗能减震能力,是一种较理想的抗震建筑结构新体系.     

近断层方向性效应地震作用下曲线梁桥试验

为研究近断层方向性效应地震对曲线梁桥的影响,以一座曲线梁桥为研究对象,设计制作了缩尺比例为1∶10的全桥物理模型,选取破裂前方区域(forward region,FR)、破裂区域(middle region,MR)和破裂后方区域(backward region,BR)地震动,进行地震动模拟振动台试验。试验结果表明:FR地震动和MR地震动作用下曲线桥地震响应较BR地震动显著;单向激励时,MR地震动作用下结构响应明显,双向地震激励时,结构响应则和曲线桥与破裂方向相对位置有关;曲线桥垂直于破裂方向单向激励时,主梁绕固定墩产生水平转动,双向地震激励时,FR地震动和MR地震动作用下主梁的转动效应较BR地震动显著;相对于BR地震动作用,FR地震动和MR地震动对桥墩切向位移的放大作用大于径向位移的放大作用;曲线桥垂直于破裂方向时,主梁更容易产生转动,使得支座位移响应和梁端位移响应在低墩处显著,在抗震设计时,应合理分析避免支座脱落或落梁.     

大型T构桥桥墩抗震动力计算

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 ,利用空间梁单元进行有限元离散 ,计算了该桥的动特性 ,采用时程分析进行了抗震动力计算得出一些可作为设计依据的有益结论 .     

Y形支撑刚构桥合龙顶推力计算及受力性能分析

讨论了Y形支撑连续刚构桥合龙顶推力的设计与计算。在确定墩顶顶推水平位移时,不仅考虑了合龙温差引起的位移,而且还计入了混凝土收缩徐变的影响。以某三跨Y形支撑混凝土连续刚构桥工程项目为实例,运用有限元结构分析方法,比较计算了该桥在不同合龙温度和合龙顺序的情况下的水平顶推力;最后,对各工况的成桥内力和位移状态进行进一步的分析比较,为项目的合龙施工提供了参考。     

大型T构桥桥墩抗震动力计算

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,利用空间梁单元进行有限元离散,计算了该桥的动特性,采用时程分析进行了抗震动力计算得出一些可作为设计依据的有益结论.     

承压状态下网状箍筋约束PC管桩抗震性能试验

与普通混凝土桩相比,预应力混凝土管桩(PC管桩)抗震性能差,为改善其性能提出一种新型网状箍筋约束的PC管桩.通过对2组共4根PC管桩试件在不同轴压比下的拟静力试验,研究配筋形式、轴压比对其抗震性能的影响,其中一组为新型网状箍筋约束另一组为普通螺旋配箍,各组轴压比分别为0.3、0.5.详细记录试验破坏过程,得到试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力、变形能力,刚度退化曲线和耗能能力等.试验结果表明:各试件均产生受弯破坏,延性系数在2.99～3.96之间;网状箍筋约束试件耗能能力强,其滞回环较螺旋配箍试件饱满;试件承载力、延性以及耗能能力受轴压比影响较大,轴压比越大,承载力越大,延性及耗能能力越差.给出了网状箍筋约束PC管桩正截面承载力计算公式,同时,对高轴压比作用下预应力混凝土管桩正截面抗弯承载力公式提出了修改建议.     

高墩固结体系矮塔斜拉桥纵飘基频的估算实用公式

为方便计算高墩固结体系矮塔斜拉桥的纵飘基频,基于三跨高墩固结体系矮塔斜拉桥,应用Rayleigh法,推导其纵飘基频公式,并提出了名义单位质量的抗弯刚度的概念,最后对此公式的可行性进行了算例验证,并讨论了该公式的应用对象.研究表明:高墩固结体系的矮塔斜拉桥第一阶振动以桥墩的纵飘为主,给出的能量法得到的纵飘基频计算值与有限元值误差能满足概念设计阶段的要求,该公式适用于高墩固结体系矮塔斜拉桥的纵飘基频估算.     

横系梁对双肢薄壁墩连续刚构桥稳定性影响分析

连续刚构桥较多采用双肢薄壁墩,而双肢薄壁墩的纵向刚度偏小,稳定性较差.在设计中可通过设置横系梁的方式来改善桥墩的纵向刚度.为得到最合理的横系梁设置方案,采用空间有限元软件MIDAS CIVIL建立有限元模型,从施工和成桥两个阶段分析横系梁的设置数量及设置位置对双肢薄壁墩稳定性的影响,总结出系梁合理设置数量及位置,对同类桥梁横系梁的设置提供参考.     

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.