考虑背墙与土体间相互作用的斜梁板桥动力响应分析

桥梁桥台背墙与土体之间的相互作用可能对桥梁的地震响应产生重要影响。文中基于OpenSees软件建立桥台背墙和土体三维动态有限元模型,对土体与背墙之间的相互作用对斜梁板桥动力响应的影响进行仿真分析。结果表明,除中间2个节点外,其余节点的位移随桥台倾斜角度的增大而增大,倾斜角度为零时位移变化曲线趋于水平,倾斜角度大于零时位移变化曲线呈现两边高中间低的中空形状;桥台的纵向受力远大于水平向受力,在地震作用下桥台纵向受力的最大值几乎为水平向受力最大值的2倍,其受力和位移数据包络线呈倾斜的"8"字形。     

软土地基桥台后回填固化粉煤灰工后沉降与差异沉降分析

通过对桥台后软基路堤实际受力特性进行适当简化处理，提出了有限元分析的简化计算模型。采用ABAQUS有限元程序来模拟路堤填筑与工后变形的实际工况，就桥台后分别填筑固化粉煤灰、粉质粘土桥台后路面工后沉降及搭板与引道路面差异沉降进行了计算。对计算结果进行了分析，并与实际观测结果进行对比。研究结论表明：采用轻质材料固化粉煤灰可减少桥台后路面的工后沉降量及桥台搭板与引道交界处路面的差异沉降，有效降低桥头跳车现象的发生。研究结果可为固化粉煤灰在桥台回填工程中的应用提供理论依据。     

整体式桥台的曲线箱梁剪滞效应研究

针对整体式桥台的曲线箱梁固有的力学特性,建立有限元模型,对在不同荷载作用下剪滞系数的横向和纵向分布规律进行研究,并将结果与普通简支曲线箱梁进行比较。通过有机玻璃模型试验验证了有限元建模分析的可行性、准确性,同时做了参数分析,提出了供工程设计参考的实用剪滞系数计算图表。分析结果表明:该类箱梁剪滞分布与普通简支曲线箱梁的不同,主要在于剪滞系数内侧大而外侧小,以及在桥台附近截面出现了负剪滞现象;整体式桥台的等代桩长、桥台纵向抗弯刚度、宽跨比及箱梁肋板间距等,是影响该类桥梁剪滞系数的主要因素。     

北站路桥桥台设计

简要介绍了湖南省株洲市北站路桥1^#桥台设计的主要内容，包括设计标准、设计方案的选择、设计要点，分析了肋式桥台配桩基础加挡土板型式桥台的构造与受力特点及与其他型式桥台在构造、受力等方面的区别，着重进行了经济比较。     

基于ANSYS的桥台土压力有限元分析

以有限元软件ANSYS为计算工具,针对少(林寺)—洛(阳)高速公路桥台和台后路堤与地基特点,模拟了试验桥台的受力和边界条件,建立了平面有限元模型。通过计算,分析了桥台土压力分布规律及台背土压力随桥台位移发生变化的规律。并将有限元的分析结果与现场土压力测试结果进行了对比分析,二者吻合较好。     

带EPS的整体式桥台-桩-土相互作用拟静力试验

整体桥中台后土压力在温度循环作用下会发生较大变化,这种季节性横向土压力的变化在每次温度循环后会持续增大,其实际所受水平土压力会远大于桥台设计时的压力,同时桥台桩基会产生累积和残余变形,因而有效减少台后土压力与桥台桩基的累积和残余变形至关重要。为此以桥台-H形钢桩试件为研究对象,通过在桥台侧向施加水平位移荷载,开展带膨胀聚苯乙烯（EPS）填料板的整体式桥台-桩-土往复荷载拟静力试验,分析桥台、桩基的骨架曲线、滞回曲线及其沿入土深度方向的水平变形和桥台转角等的变化规律,初步研究EPS填料板的厚度对桥台-桩基-土相互作用受力性能的影响。试验结果表明：在台后埋设EPS填料板能有效减小上部结构变形时桥台所受到的水平力,最大可减小31%;同时,也可减小模型试件的累积变形,其随着EPS厚度的增加而逐渐减小,尤其对桩的累积变形减小最为显著,最大减小了74.3%;在台后埋设EPS填料板也可有效减小台后填土对桥台转角的约束作用;台后埋设EPS填料板会使单步位移荷载作用下产生的变形有所增大,但幅度不大;试验全过程各模型试件均表现出了良好的弹性性能和变形能力。     

液压夯实机补强台背路基影响因素分析

为研究液压夯实机补强台背路基过程中对桥台的动力影响,依托某高速公路桥隧过渡段台背路基填筑工程,采用有限元软件ABAQUS建立了"夯锤-路基-桥台"相互作用模型,模型的准确性采用足尺夯击试验进行验证,仿真过程中以桥台最大动位移和最大动应变值作为评价指标,分析了夯锤落距、夯点与桥台距离、路基初始压实度、桥台混凝土强度等级和桥台顶部支撑条件等因素对桥台变形的影响。结果表明:夯击产生的土压力实测数值与仿真数值的误差均在10%以内,并且桥台动位移和动应变沿桥台高度方向的变化趋势符合常规,仿真模型可靠;桥台在夯击作用下的最大动位移及最大动应变随夯锤落距的增加呈线性增大,随夯点与桥台间距离的减小呈指数型增大;路基初始压实度由75%增加至95%过程中,桥台最大动位移和最大动应变基本一致,路基初始压实度对桥台变形影响较小;桥台混凝土强度等级的提高对减小桥台变形有显著影响;桥台顶部无伸缩缝时的最大动位移和最大动应变相比于有伸缩缝时分别减小了75%和24%,补强过程中可采用临时阻塞桥梁伸缩缝的方法改变桥台的受力形式。     

桩承式桥台运营期水平移位病害分析与加固技术研究

近20年来,随着汽车保有量的提高,尤其是大型货车数量的增加,快速建设期形成的软基上的高填方路基,在循环荷载、固结沉降影响下的长期变形问题不断凸显,导致大量高填方路基旁的桩承式桥台的变位与开裂病害.以广州市东南西环高速公路上的一座桥梁为例,在详细梳理运营期的荷载变化、桥台变位及开裂病害发生发展过程的基础上,基于考虑软土固结效应与次固结效应的有限元数值模拟,系统分析了桥台水平位移的发生发展趋势以及影响桥台水平移位的主要因素,对历史加固措施的合理性进行了评估,对未来桥台水平位移与受力提出了预测,对加固措施给出了建议.     

钢桥面板横隔板面内变形疲劳试验模型优化与裂纹扩展特性分析

横隔板与U肋交叉细节是正交异性钢桥面板疲劳损伤最为严重的构造细节,对该细节进行有限元数值模拟和试验研究是十分必要的.采用ANSYS有限元软件,将传统横隔板与U肋交叉细节疲劳节段试验模型进行优化,得到了符合该细节实际受力模式的简化疲劳试验模型.在此基础上,对横隔板与U肋交叉细节疲劳裂纹进行了有限元数值模拟.     

轻型强夯机作用下的桥涵稳定性分析

为了检验在使用轻型强夯机夯实台背和涵背路基时的桥台和涵洞稳定性,采用ABAQUS有限元软件建立了桥台、三层桥台路基、涵洞和三层涵背路基的三维有限元模型,分别模拟轻型强夯机在桥台路基和涵背路基不同填土层沿纵向和横向夯击。结果表明:对于桥台来说,在不同填土层的同一距离处夯击时,桥台所受应力和位移随着填土层的增加而增加;对同一填土层沿纵向夯击时,桥台最大应力和位移均随着夯锤与桥台距离的增大而减小,沿横向夯击时随着夯锤到填土面中央距离的减小而减小;涵洞最大应力的变化规律与桥台基本相同。最后发现轻型强夯机作用下的桥台和涵洞稳定性满足要求。     

紧邻桥台开口型基坑设计方案对比分析

以福州地铁1号线洗马桥改造工程为背景,采用三维数值模拟方法,研究了紧邻桥台开口型基坑支护设计中的水平支撑设置问题。重点分析了水平支撑与桥台相连或不相连的两种方案下,围护结构的水平位移、围护结构的弯矩、水平支撑的轴力以及桥台的水平位移。通过对比,认为穿越桥台对撑方案比桥台直接支撑方案要更为合理,并以此作为实际设计施工方案。工程监测数据所反映的规律与数值模拟结果基本一致,这也佐证了穿越桥台对撑方案的合理性。研究结果可为类似的开口型基坑设计提供参考。     

下承式连续拱梁组合体系异型拱桥设计

宁海县宁东新城腾飞路下徐溪大桥主桥为25 m+80 m+25 m的空间三角形拱肋异型拱桥,是三跨连续钢箱梁与下承式拱的组合体系。三角形拱桥是目前新近发展的一种异型拱桥结构,该桥以独特的拱结构设计,让人感觉自然流畅,通过结构本身展现的力度感彰显了简洁、挺拔、刚劲有力的造型之美。拱肋为钢结构拱肋,采用全焊钢箱形截面,截面呈六边形布置;两片拱肋之间于顶部设置横向连系。主梁加劲梁采用纵横梁体系。吊索区标准节段长度为7.5 m,吊索均采用平行钢丝索。主墩采用柱式墩,桥台采用扶壁式桥台,均下接承台桩基。采用midas软件进行静力及稳定性分析,表明结构的强度、刚度及稳定性均符合规范受力要求。采用ANSYS有限元软件对构造受力复杂的局部关键节点区域进行有限元三维仿真分析可知,局部满足受力要求,结构设计合理。     

桁架式钢管混凝土拱桥拱肋混凝土灌注时受力的简化计算

该文针对钢管混凝土拱桥拱肋灌注中爆管事故频发问题,采用平面简化计算方法与空间有限元方法对桁架式钢管混凝土系杆拱桥灌注钢管及缀板腔内混凝土时拱肋的受力特性进行了分析。分析表明:桁架式拱肋在灌注钢管内混凝土时一般可满足要求,而在缀板腔内混凝土灌注过程中,钢管与缀板交界处以及缀板横向中心位置始终存在较大的应力,而泵送压力太小则又将施工工序复杂化,建议对缀板腔进行型钢加劲。     

问题解答

[问] “公路小桥轻型桥台设计计算范例”中,汽～10级载重的荷载长度用b=490,实际上荷载通过钢筋混凝土板作45°分布以后,对桥台来说一定要大于490公分。如板厚为40公分,则b=570 公分。桥台也可视为钢筋混凝土板的刚性支承, 因而实际上无论桥面荷载长度为若干,对于桥台来说荷载长度将恒等于桥台之宽度(肋板式桥面除外)。我们计算重力式桥台时,都将活载除以桥台的宽度。如轻型桥台也可引用此法,则顺桥台方向之计算将无意义。[答] 汽～10级载重在面层上分布的宽度,一般计算采用490公分,也就是两辆汽车后输外缘间的     

钢箱梁桥面铺装体系结构优化研究

采用有限元分析的结构优化设计方法对钢箱梁桥面铺装体系进行整体优化研究。建立钢桥面铺装体系的有限元模型,选择包括钢板厚度、梯形加劲肋刚度、横隔板间距、铺装厚度等结构参数作为设计变量,建立铺装最大拉应力、铺装与钢板层间最大剪应力、加劲肋挠跨比、钢桥面板最大拉应力等指标的约束条件,采用零阶方法进行优化计算。结果表明,优化设计可以节省材料,降低造价。通过减小梯形加劲肋间距和横隔板间距,增大桥面板厚度和梯形加劲肋高度,可改善铺装的受力状况。     

志溪河大桥桥台整改后的力学分析及评价

采用非线性有限元分析了荷载作用下志溪河大桥桥台区域的应力分布和位移特征,综合考虑了挡土墙、单排桩的稳定性,根据分析结果,对整改后不满足要求的部分提出了整治措施。     

利用拉索加固拱桥

湖南汉寿县和平桥是座由汉寿县城至西湖农场公路线上的一座一孔净跨39m,全长63.2m的双平铰微弯板坦肋拱桥(矢跨比为1/9),该桥于1979年底开始施工,当完成90％工程量时,由于桥台基础土质软弱,加之基底前后趾应力分布不均衡,致使桥台产生过大的竖向和水平向位移(下沉值:台口9.9～11.8cm,台尾17.2～17.3cm),拱轴线下沉0.42m(拱顶处),桥跨增大(实测     

钢桥板式加劲肋局部稳定试验与设计方法研究

板式加劲肋是钢结构桥梁中钢箱、钢塔以及钢拱等结构的基本组成板件,板式加劲肋的局部失稳是其主要的失稳破坏模式。为研究板式加劲肋的局部稳定性能,分别设计了变化板肋厚度与宽度2组板肋局部稳定试件进行轴压试验,并建立相应的有限元分析模型,计入本构关系、残余应力与局部初始几何缺陷对局部稳定性能的影响,得到板式加劲肋与三边简支板的局部稳定简化计算公式。试验与分析结果表明:①当板肋宽厚比小于16时,出现板肋与被加劲板的同时屈曲破坏,反之,则仅出现板肋的局部失稳破坏;②随着板肋宽厚比的增大,试件发生破坏时的失稳变形现象越来越明显,对于变板肋厚度试件,试件极限平均应力随着板肋宽厚比的增大,呈先增大后减小的趋势,对于变板肋宽度试件,极限平均应力随着板肋宽厚比的增大逐步递减;③当相对宽厚比大于0.91时,采用板肋加劲板构件中的板肋所拟合的三次多项式曲线高于其他规范曲线,当相对宽厚比小于0.95时,三边简支一边自由的简化模型所拟合的公式曲线与GB 50017-2017规范曲线、Eurocode 3曲线以及美国AISI规范曲线较为接近,在整个相对宽厚比范围内均高于中国钢桥规范与日本规范曲线;④采用构件中板式加劲肋拟合的公式可以更好地计算实际试件承载力,采用三边简支一边自由的简化模型拟合的公式则更安全,推荐采用三边简支板拟合公式进行计算。     

大跨径斜拉桥设纵隔板对钢桥面铺装力学特性的影响

利用通用有限元ANSYS软件,计算分析大跨径斜拉桥设纵隔板对钢桥面铺装力学特性的影响,并分析纵隔板两侧加劲肋刚度对钢桥面铺装受力的敏感性.结果表明,铺装层表面最大横向拉应力/应变最不利荷位是荷载对称施加于一加劲肋正上方且紧靠纵隔板一侧,该荷位作用下计算加劲肋的挠跨比控制在要求的1/800～1/1 700范围内;铺装层表面最大纵向拉应力/应变和最大竖向位移最不利荷位均是荷载施加于相邻两加劲肋中心之间的正上方且跨过纵隔板.同时指出纵隔板上方铺装层表面出现更明显的应力集中,它可以通过改变纵隔板两侧加劲肋刚度得以降低,而且纵隔板上方铺装层表面最大横向拉应力/应变与纵隔板两侧加劲肋刚度有很好的相关关系.     

肋板式主梁剪力滞分析

首先根据最小势能原理用变分法推导了肋板式主梁的纵向位移函数的微分方程,推导中采用了3种不同的纵向位移函数,分别得出相应的微分方程。然后通过实例对3个微分方程的求解结果进行了对比分析,并把它们同有限元的结果进行对比,得出肋板式主梁翼板的合理的剪力滞分布形式。