桥梁桩基础抗震性能试验研究综述

对近几十年来国内外有关桩基弹塑性变形性能、土体对桩基的水平抗力特性以及同时考虑桩土及其相互作用时桩基抗震性能的试验研究现状做一梳理,以阐明国内外桥梁桩基抗震能力研究中已取得的成果,并对今后桥梁桩基抗震性能的试验研究重点提出几点建议。     

桥梁桩基础抗震性能分析及工程设计探讨

在桥梁工程发展过程中,必须从桥梁设计等方面减轻地震对桥梁的影响,最大限度地保证交通运行的畅通,这对社会生产、生活秩序十分重要.本文对桥梁桩基础抗震性能分析及工程设计进行深入的探讨,以为桥梁设计工作提供理论支撑.     

桥梁桩基础抗震性能分析及工程设计探讨

桥梁是交通系统的重要组成部分,特别是随着我国公路运输事业的飞速发展,桥梁建设工程的规模和数量获得显著增加,而桩基础作为桥梁的重要承载结构之一,其抗震性能分析与设计的科学性、全面性,对桥梁整体稳定性、安全性及使用寿命有着直接影响,主要讲述了如何通过PUSHOVER分析方法及有限元模型对桥梁桩基础抗震性能进行分析.     

多年冻土区铁路桥梁高承台桩基础地震破坏机理及易损性研究

多年冻土区铁路桥梁工程中广泛采用高承台桩基础形式,多年冻土层的存在会对铁路桥梁高承台桩基础抗震性能产生显著影响。为系统研究多年冻土区铁路桥梁高承台桩基础地震破坏机理及抗震性能,确保其合理的抗震设计,首先开展冻土-桩基础相互作用拟静力室内模型试验,并建立多年冻土区铁路桥梁桩基础有限元模型,分析多年冻土层对高承台桩基础地震破坏机理及抗震性能的影响规律;其次在验证有限元建模方法正确性的基础上,对拟静力试验中的原型桥梁桩基础进行IDA时程分析,并对96条地震波作用下桩基础地震反应的平均值进行线性回归分析,进而得到不同条件下桥梁高承台桩基础在不同破坏状态所对应的地震易损性曲线。结果表明,多年冻土层的存在能有效提高桩-土体系的水平承载力及变形能力,增强其整体刚度和耗能能力,同时也会改变桩基础的地震破坏模式,使桩基础的塑性区域扩大,破坏程度显著增加;随着地面峰值加速度PGA的增加,不同损伤状态下桥梁桩基础的破坏概率逐渐增加;随着多年冻土的退化,桩身最大曲率明显减小,高承台桩基础的破坏概率大幅度下降,而墩顶最大位移明显增大,降低了桩基础的地震稳定性;随着桩身自由段长度的增加,桩身最大曲率和墩顶最大位移均呈增大趋势,桥梁高承台桩基础的地震易损性逐渐增大。因此,对多年冻土区铁路桥梁高承台桩基础进行抗震设计时,应充分考虑多年冻土层和桩身自由段长度对其抗震性能产生的不利影响。     

对桥梁桩基础抗震性能的分析及其在工程设计中的应用解读

由于桥梁桩基础的承载力大、沉降量小、以及稳定性较好的自身优势,使得其在桥梁结构基础的应用中有很大的采纳空间,抗震性能也较其它基础更好。调查研究表明:在巨大强震之下,桥梁桩基础仍是易损构件,因此,我们必须对桥梁桩基础抗震性能进行更深一步的研究,并以其在工程设计中的应用来分析探索相关的抗震对策,力争对桥梁设计工作做出积极的贡献。     

喷涂混凝土夹心剪力墙抗震性能试验研究及有限元分析

为研究喷涂混凝土夹心剪力墙的抗震性能,完成了7个试件的拟静力试验。试件的主要变化参数为墙厚及边缘构件。试验结果表明：夹心墙的2层或3层混凝土及其配筋可作为整体共同承担竖向压力及水平力;试件的破坏形态包括压弯破坏和剪切破坏,增加边缘构件的竖向钢筋导致试件发生剪切破坏;试件的水平力-位移滞回曲线有一定程度的捏拢;压弯破坏的试件,极限位移角为1/76~1/103,设置边缘构件的试件,其极限位移角约为没有边缘构件试件的1.3倍,增加墙厚对极限位移角影响不大;剪切破坏的试件,其耗能能力小于压弯破坏的试件;可采用剪力墙承载力公式计算夹心墙在轴压力作用下的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力。采用MSC. Marc（2010）对夹心墙试件进行非线性有限元分析得到了水平力-位移骨架曲线、裂缝分布及承载力,与试验结果吻合较好。     

混凝土异形柱框架抗震性能的试验研究

以实际工程为背景,对8度区6层异形柱住宅一榀框架的1/3模型进行低周反复加载的拟静力试验,对框架的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、出铰机制、强度与刚度退化等进行分析。结果表明,异形柱框架结构具有较好的抗震性能。对异形柱框架进行有限元分析表明,分析结果与试验结果吻合较好,表明该有限元模型是合理的,可以用于异形柱框架结构的分析研究。     

施工缝力学特性及对RC柱抗震性能影响分析

对带缝试件和整浇试件进行了静力试验和拟静力试验研究施工缝的力学性能。结果表明施工缝对混凝土的受压性能几乎没有影响,对混凝土的受拉和受剪性能影响较大;施工缝处混凝土的抗拉强度只有母体抗拉强度的一半,拉力主要由穿过接缝面的钢筋承担;纯剪切状态下,施工缝处混凝土的抗剪强度约为母体混凝土的40%;带缝构件的抗剪承载力主要取决于轴向荷载作用和穿过缝面的纵向钢筋的销栓作用。钢筋混凝土结构中的施工缝可能会造成应力集中,把破坏区域限制在很小的范围内,对构件的抗震性能形成不利因素;但同时也有可能通过缝面摩擦力消耗地震能量,此时反而会对抗震性能有益。具体哪种情况占主导地位,取决于接缝面法向和切向应力的相对大小。     

复杂空间桁架节点抗震性能试验研究及有限元分析

桁架转换层被广泛应用于高层建筑中,以实现结构形式的垂直转换,多榀桁架交界处的节点,其受力性能对整个桁架的安全性影响较大。结合工程实例,对上海市长宁来福士广场东部裙房桁架转换层中的两处复杂节点进行1∶4缩尺模型试验和有限元分析,研究了节点的承载力、应变发展、受力性能和破坏模式。试验结果和有限元分析表明：节点具有较高的承载力和良好的耗能能力,满足设计要求;节点腹杆板件端部的尺寸放大,改善了腹杆的轴向传力,降低了应力集中。节点的薄弱部位位于型钢混凝土柱与弦杆翼缘的交界处,节点发生破坏时,弦杆和腹杆基本没有进入屈服状态。     

多年冻土区桥梁工程桩基础服役期温度场研究

 选取青藏高原国道214沿线低温基本稳定区查拉坪旱桥桩基和高温不稳定区花石峡试验场桩基,对其运行期内地温进行连续监测。基于现场地温实测数据,从冻土上限、冻结及融化过程3个方面,分析桩基对冻土地温的影响,显示因桩基良好的导热性能加剧了桩周冻土与大气的热交换,桩周地温年较差明显增大。结合勘察设计资料建立数学模型,应用有限元数值模拟方法就桩基对地温场的长期影响进行预测,结果表明,未来50 a气温上升2 ℃的情况下,桩侧冻土上限与天然上限差异有所增大,桩侧多年冻土温度升高,该现象在高温不稳定冻土区表现得更为明显。所得结论可为多年冻土区桩基设计、降温保护措施采取及运行管理措施实施提供参考。     

框架-嵌入式墙体结构抗震性能试验研究与有限元分析

对框架-嵌入式墙体结构进行了拟静力试验和有限元分析,研究了其承载力和耗能能力,探讨了墙板与柱间摩擦系数、轴压比以及墙板分割块数对结构抗震性能的影响。研究结果表明：框架-嵌入式墙体结构滞回曲线形状较为饱满,表现出良好的延性和耗能能力,且嵌入墙体后明显提高了框架结构的抗侧刚度和承载力;在结构屈服前（正常使用状态）,墙板间无明显通缝,屈服后,墙板错动现象明显,墙板与墙板、墙板与底梁间均出现明显的通缝,增加墙板与柱间的摩擦系数,可减小通缝宽度;在一定范围内,增大柱轴压比,可提高框架-嵌入式墙体结构的承载力;由于嵌入墙板与柱轴线不在一直线上,框架柱承受了一定的扭矩,在实际工程设计中,应增加柱的抗扭构造配筋或进行柱抗扭配筋设计。     

螺纹钢法兰连接预制装配桥墩抗震性能研究

为研究在水平荷载作用下螺纹钢法兰连接预制装配桥墩的抗震性能,设计制作一个整体现浇桥墩、两个分别采用承插式和非承插式方案的螺纹钢法兰连接预制桥墩.通过开展拟静力加载试验,对比研究螺纹钢法兰连接预制装配桥墩与整体现浇桥墩的破坏模式、荷载-位移曲线特征.基于试验,建立三个桥墩的有限元数值模型与试验进行对比,两者结果吻合较好....     

地铁车站基坑开挖对临近跨线桥桥桩影响分析

结合实际工程实例,采用有限元法建模分析了地铁车站基坑开挖对临近跨线桥桥桩的影响,进而得到桥桩的变形规律,为车站结构设计提供了理论指导。     

钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

采用型钢桁架代替钢筋配置在剪力墙中形成钢桁架混凝土组合剪力墙（以下简称“桁架剪力墙”）,该剪力墙兼具钢结构延性好和混凝土结构受剪承载力高的优点,且能够克服钢结构耐腐蚀、耐火性能较差的缺点,其通过钢桁架替代钢筋更有利于装配化施工。对4个剪跨比为1.65的钢桁架剪力墙进行拟静力试验,通过试验得到的滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等,研究了不同轴压比（0.21和0.26）和不同抗剪键（短钢筋抗剪、短钢筋和栓钉共同抗剪）对剪力墙抗震性能的影响。采用有限元软件ABAQUS对钢桁架剪力墙进行参数分析,进一步考察了轴压比（0.2、0.3和0.4）、桁架竖杆含钢率（1.43％、2.09％和2.71％）和腹杆含钢率（1.37％、2.02％和2.64％）对其受剪性能的影响,并提出剪力墙受剪承载力计算公式。研究结果表明：当轴压比大于0.3时,随着轴压比的提升,剪力墙的受剪承载力有下降的趋势;钢桁架设置抗剪键对于剪力墙的受剪承载力影响不大,但能提高剪力墙的刚度和耗能能力;钢桁架竖杆含钢率对剪力墙受剪承载力有较大提升作用,而桁架腹杆含钢率对剪力墙受剪承载力的提升作用较小。计算钢桁架-混凝土剪力墙的受剪承载力时,可不考虑腹杆受压时平面外的失稳问题。     

不同构造特征的H形钢梁-柱半刚性连接节点抗震性能试验研究及有限元分析

通过对6个具有不同构造特征和几何尺寸的H形钢梁-柱半刚性连接试件进行拟静力试验和有限元分析,得到节点弯矩-转角（M-θ）滞回曲线及M-θ骨架曲线,分析了试件的极限弯矩、连接初始刚度、延性、耗能性等性能。研究结果表明：对于几何尺寸相近的梁柱端板连接,柱强轴方向翼缘-端板连接的极限弯矩及初始连接刚度远高于柱弱轴方向的腹板-端板连接,且后者的延性也比较差;采用弱轴方向的端板连接,应在腹板的两个方向同时设置加劲板,以保证有足够的连接强度和延性;在柱翼缘设置抗剪托板对于梁柱外伸端板连接性能无明显影响,而且延性还有降低趋势。     

条形承台梁与桩基的有限元分析

针对工程设计中通常按弹性支承计算的桩基条形承台梁,将桩与条形梁视为刚性连接的整体结构进行了有限元分析,求得梁、桩内力,可供工程设计时参考。     

某桥墩桩基偏位受力分析及纠偏施工研究

以朔黄铁路郜河特大桥为研究背景,就其偏位现状的成因进行了分析,通过ABAQUS大型有限元软件对比计算其偏位受力状态以及正常状态下的桥梁结构受力情况,计算结果显示:偏位造成桥梁梁板的轴力最大增加4.3%,弯矩最大增加18.7%,使得桥梁在正常运营中,增加了桥梁损坏的风险性,并针对现场具体情况,制定了相应的桥梁桩基纠偏施工方案,对今后的桥梁墩台纠偏施工有一定的参考意义。     

无伸缩缝桥梁动力特性与抗震性能研究

以福建某简支梁桥为研究背景(该桥在实际工程中已被改造为半刚性整体桥),采用MIDAS/Civil软件将原简支梁桥改造为整体桥、半整体桥与延伸桥面板桥,分别建立了5座桥的全桥有限元模型,分析了它们在地震荷载下的受力差异。结果表明:简支梁桥在地震荷载作用下易引起主梁在桥台处的落梁现象,而无缝桥可有效防止该现象的发生,其中的整体桥表现出更优的抗震性能,更适用于强震区; 在地震荷载作用下,无缝桥与简支梁桥的桩基有效作用长度均在0～10D(D为桩径)埋深范围; 整体桥桩基在大震作用下的受力性能较好,可更好地保护桩基不被破坏; 延伸桥面板桥与传统简支梁桥台底桩身受力相近,其设计可参考现行有缝桥设计规范; 无缝桥与传统简支梁桥的墩底弯矩均最大,在该处易形成塑性铰; 纵桥向地震荷载作用下,简支梁桥与延伸桥面板桥的主梁受力最不利位置分别出现在跨中与墩顶处,而整体桥、半刚性整体桥与半整体桥出现在台顶处,其受力不利部位在设计中应引起重视; 该研究结果可为无缝桥的设计计算与相关规范的制定提供参考。     

防屈曲支撑-摇摆钢框架抗震性能研究

为提升防屈曲支撑-摇摆钢框架(BRB-RSF)的抗震性能,提出在BRB-RSF中采用螺栓和角钢连接的半刚性节点代替刚性节点,沿框架柱中心线布置后张预应力筋,并对BRB-RSF进行了拟静力试验.同时基于OpenSees建立试验框架有限元模型,并对有限元模型的正确性进行了验证.研究结果表明:具有多道抗震防线的BRB-RSF...     

刚性桩改良地基基础试验研究与数值分析

文章通过某高层建筑基础现场测试结果,对刚性桩改良地基的承载力特性,结构沉降以及筏板钢筋受力等状况做了分析和研究.然后将实验结果与相应的数值分析结果进行对比,为进一步完善刚性桩改良地基基础的设计理论提出了建议。研究结果表明数值分析对理论研究和工程设计具有重要的参考价值。