高架高速铁路运行引起周围土体振动响应研究

基于动力学理论,将高架高速铁路运行动力学系统分解为两个子系统——列车-桥梁子系统和基础-层状地基土子系统,应用ANSYS软件分别建立动力学有限元模型。首先计算列车-桥梁子系统动力学响应,获得桥墩反力;然后将其作用于基础-层状地基土子系统,对高架高速列车运行引起的周围土体振动响应进行了分析,获得不同桥梁跨度和列车运行速度下周围土体的振动响应及其传播与衰减规律;分析了高架高速铁路引起的地面振动,指出高架高速铁路建设中需关注与周围建筑物之间的建筑距离,必要时应采取隔振措施。     

深基坑开挖对邻近高速铁路桥墩桩基变形影响分析

以福建莆田220k V框架保护涵下穿高速铁路莆田特大桥深基坑工程为背景,运用有限元软件ABAQUES建立二维数值模型,采用莫尔-库仑本构模型分析了基坑开挖过程,得到了基坑开挖过程中邻近基坑的桥墩墩台沉降和桩基变形规律:基坑开挖使桥墩桩基产生了附加变形,桥墩承台及桩基有明显向基坑发生水平移动趋势;同一桥墩各桩基最大水平位移均出现在桩基顶部,244号桥墩最大值为7.22mm,245号桥墩最大值为6.80mm;各桩基变形曲线呈缓S形,随着开挖深度增加,同一桩基距桩顶0~28m段桩基水平位移不断增大,但下半段桩基水平位移有背离基坑发生位移的趋势。通过实测数据和墩台沉降计算结果对比可知,数值模拟计算结果与实测数据大致吻合。     

地震作用下双层桥梁结构参数敏感性分析

为研究地震作用下双层桥梁结构下部结构尺寸变化对结构地震响应的影响,以一双层桥梁为研究对象,采用SAP2000中的桥梁模块建立结构的有限元模型,改变系梁尺寸、桥墩纵筋率、桥墩混凝土强度等级及桥墩尺寸等参素,对结构进行罕遇地震作用下的弹塑性分析,采用正交数值试验的方法研究桥墩墩底横向弯矩、墩顶横向位移及墩底塑性铰区曲率延性...     

桥墩刚度对曲线桥梁抗倾覆稳定性的影响分析

本文以一联曲线匝道桥为依托,采用midas civil程序建立了空间梁单元有限元模型,比较分析了是否考虑桥墩刚度时箱梁抗倾覆安全验算的情况。分析发现下部结构对成桥支反力有一定影响,其影响程度与桥墩的刚度有关。对于三跨结构,当中墩支座作为失效支点时,活载产生的支反力差别不大;当以边支座作为失效支点时,是否考虑桥墩刚度对"失稳效应"影响较大,不考虑桥墩刚度将使最不利活载布载失真,抗倾覆系数失真。对于三跨以上的连续结构,下部结构的影响将更大。     

顶管侧穿桥墩防护方案优化分析

文章依托无锡地铁4号线青石路站1号出入口通道段矩形顶管施工工程,基于Midas Gts Nx有限元分析软件,建立浅埋矩形顶管侧穿高架桥墩模型,研究了超浅埋矩形顶管在无防护与打设隔离桩主动防护措施下侧穿桥墩对桩基、土层变形受力影响情况,综合对比两种条件下的土体沉降变形、地表竖向变形、承台桩、桥墩轴力变形差异,评估打设隔离桩对桥墩桩基防护效果,同时配合使用注浆处理方法对防护方案作进一步优化。     

亦庄线高架区间下部结构设计

介绍了北京市轨道交通亦庄线工程高架区间桥梁基础和下部结构设计概况,重点介绍桥墩、基础形式的比选情况和下部结构的计算结果分析,为轨道交通高架桥梁下部结构设计提供了思路。     

重载列车作用下桥墩-桩基竖向动荷载特性试验研究

为探明大轴重、长编组和高密度重载列车作用下桥墩和桩基承台顶的动荷载特性,开展不同车速和轴重条件下的桥墩-桩基体系竖向动荷载响应现场试验。分析桥墩动荷载曲线的时域、频域特征,采用Kolmogorov法对动荷载幅值进行正态性检验,建立列车参数与动荷载频域特征的联系;基于3σ原则对不同敞车作用下的动荷载特征值(均值、均幅值和均峰值)进行统计,结合实测数据建立重载列车作用下的墩顶动力系数计算公式,并提出墩顶和桩基承台顶的荷载谱公式及其参数取值。结果表明:动荷载响应在时域上可分为快速增加,周期波动和快速衰减3个阶段,在频域上服从倍频规律和幅值调制效应,0～5Hz频段激振对动荷载起控制作用;动荷载幅值服从正态分布,动荷载均峰值和振动能量沿墩身衰减明显,动荷载均值和均峰值随轴重增大而增大,均幅值随轴重的增加而减小;建议采用φ=1+0.0045v计算墩顶动力系数,采用三角级数式拟合桥墩荷载谱效果显著。研究成果可为重载列车作用下桩基的长期承载变形性状及环境振动评估的研究提供关键参数和可靠检验样本。     

高架桥柔性桥墩线性稳定分析

鉴于柔性实体桥墩在桥梁工程中得到越来越广泛的应用,本文运用ANSYS软件,建立了实体桥墩有限元模型,对柔性实体桥墩进行了线性失稳分析,进而为高架柔性桥墩非线性稳定分析和实际工程设计提供参考。     

某钢箱梁人行天桥的结构承载力分析

本文采用有限元计算方法,通过对某钢箱梁人行天桥上部结构主梁和下部结构桥墩的受力分析,验算了该人行天桥主梁在施工和使用阶段的应力状态和承载力以及在极限状态的截面强度,并计算了下部结构墩身和桩基的承载力。分析表明,该钢箱梁人行天桥的截面强度和承载力满足设计要求。     

配筋率对空心桥墩的抗震性能影响分析

采用ABAQUS有限元软件,建立了10个不同配筋率的桥墩模型,进行了弹塑性时程分析,得到了桥墩振动特性、墩顶位移时程曲线及墩底剪力时程曲线,并比较分析了不同模型在地震动作用下的抗震性能,确定了纵筋率、配箍率等参数对桥墩抗震性能的影响规律。     

城市高架桥梁的下部结构设计方法与要点

归纳了城市高架桥梁设计特点,据此分析了高架桥梁下部结构设计基本原则,不仅要体现安全和使用性能,还需要充分考虑生态景观和减少用地等原则.从基础和桥墩设计两个方面总结了城市高架桥梁下部结构设计方法和要点,并探讨了桥墩造型和绿化等景观设计方法,提高城市高架桥的设计质量,为城市增添色彩.     

桩基和刚性复合地基抗震性能的振动台试验数值模拟

采用有限元软件ABAQUS,建立桩基和刚性复合地基抗震性能振动台试验的三维数值分析模型,本文分析了桩基和复合地基在同一地震动条件下的应力、弯矩以及不同土层的加速度峰值变化特性.结果表明,在地震作用下,桩基桩顶与承台连接处、桩在土体软硬分层处是最不利位置,在抗震设计中应引起重视.     

高荷载条件下桩基静载试验反力装置研究

埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴市某桥梁工程的桩基竖向静载试验设计荷载较高,现有桩基静载试验中反力装置局部存在强度应力的安全问题。针对该实际问题,在材料短缺的情况下,本文设计了一套能满足桩基竖向静载的新反力装置,该装置通过贝雷支架与工字钢、钢管钢筋混凝土组合焊接成整体,并采用Midas有限元软件对桩基竖向静载条件下的新反力装置进行计算与分析。结果表明,新反力装置满足要求,并成功地应用于实际工程,解决了桩基静载试验的技术安全问题。     

钢筋混凝土空心矩形桥墩振动台试验

通过地震模拟振动台试验研究了钢筋混凝土空心矩形桥墩的抗震性能,以某空心矩形桥墩为原型设计了2个具有不同配箍率的空心矩形桥墩模型试件,并对其进行地震模拟振动台试验,选取El Centro波、Taft波和人工兰州波作为地震动激励,分析了各工况荷载下桥墩顶部的加速度响应、动力放大系数和墩顶位移响应等参数;利用大型通用有限元软件ABAQUS建立了桥墩有限元模型,将试验采集的加速度和位移响应同有限元计算结果进行对比分析。结果表明:2个模型试件均具有良好的抗震性能;不同地震波激励作用下,桥墩顶部加速度和位移响应不同;配箍率越高,墩身裂缝分布越密集,裂缝宽度越小;配箍率对加速度和速度响应无显著影响;验证了利用ABAQUS软件建立的有限元模型的可行性。     

酸雨腐蚀后钢管混凝土桥墩动力时程分析

为了研究酸雨腐蚀后钢管混凝土桥墩的抗震性能,文章首先基于纤维截面模型,利用Open Sees有限元分析软件,建立了往复荷载作用下钢管混凝土柱的有限元模型,将模拟得出的滞回曲线与试验结果进行对比分析,发现两者吻合度良好,验证了笔者建立的有限元模型的可行性。基于上述有限元模型,采用Matlab编程生成了与实际桥梁工程场地反应谱吻合的E1地震波和E2地震波各三条,对不同腐蚀率下的桥墩进行了动力时程分析。结果表明在不同地震作用下,桥墩均显示出良好的抗震性能,随着腐蚀率的增大,墩顶最大位移增大,墩底最大弯矩均值逐渐减小而最大曲率均值逐渐增大。在E1地震作用下,弯矩-曲率曲线基本呈线性分布,而在E2地震作用下有明显的能量耗散,并随着腐蚀率的变化非线性能量耗散越来越明显。     

基坑开挖区既有桥梁桩基地震响应数值分析

以西安市某高架桥为例,开展既有桥梁桩基在邻近泵站基坑开挖地震作用下的响应状况研究。利用Midas Civil有限元软件建立整体模型,输入地震波进行时程分析,研究整个桩基在横桥向和纵桥向地震作用下的弹塑性能。结果表明,该桥桩基、结构内力和强度均满足要求;桥墩的抗剪强度和应力、位移和延性均有一定的安全储备。     

深层软基桥墩倾斜成因分析及加固方案

广东省某高速公路5跨预应力混凝土连续箱梁桥位于深层软基路段,因桥墩附近存在堆载现象,桥墩两侧不平衡土压力导致桥墩倾斜,墩顶最大纵向偏移25.5 cm;为得到桥墩在倾斜状态下的实际受力情况,通过有限元分析,并结合现场桥墩偏位的实测结果,对不平衡土压力进行试算分析;通过采取新增承台桩基的加固方案,并利用桩基反顶压施工技术,使新旧桩基共同受力,验算表明加桩方案可有效提高桥墩纵向抗推刚度、减小纵向偏移,加固措施有效。     

变刚度调平设计中桩基承载性状研究

桩基变刚度调平设计的框筒结构体系大比尺模型试验和实际工程桩顶反力测试结果均显示工作荷载作用下,核心筒不同区位桩顶反力随荷载水平的提高而增加,核心筒外围框架柱下桩顶反力也与核心筒下桩顶反力一样趋于均匀。可见,变刚度调平设计可调整反力分布,改善筏板的受力性状。模型试验中核心筒桩顶反力提高的比率是角桩最大、边桩次之、中心桩最小,角桩、边桩、中心桩反力与平均值的比值为:1.15∶1.02∶0.83。工程实测中外框架角桩下桩反力外框架边柱下桩反力核心筒下桩反力。这主要由于群桩效应引起的桩基竖向支撑刚度弱化,外框架柱下角桩处桩数少,群桩效应影响较弱。     

强涌浪地区钢吊箱定位固定技术研究及应用

分析比选了定位船抛锚定位、设置锚墩和钢吊箱与桥梁下部结构桩基连接3种方式定位、固定钢吊箱的优缺点,并针对外砂河大桥实际情况及波浪力的影响,最终选取了钢吊箱与桥梁下部结构桩基相连的方式;利用有限元计算软件,分析了采用该方式时钢吊箱位移、结构桩基受力情况。     

河道开挖对邻近桥墩桩基影响的数值分析

结合河道开挖工程实例,通过三维有限元分析,研究了河道开挖对邻桥墩桩基的影响。对桩基变形作了初步预估,发现同等条件下开挖深度越大,扰动变形越明显,靠近河道位置最近的1号桩身的变形最大,位于12.72 m埋深处的最大水平变形约-0.98 mm,桩端水平位移约-0.19 mm,桩顶水平位移约-0.92 mm;同时给出了合理的桥墩监测变形控制值,为以后的实际工程提供借鉴。