桥头搭板结构分析

将桥头间搭板简化为具有局部脱空的Winkler地基梁，针对不同的端部支承条件，对它在移动车辆荷载作用下的受力状况进行了全面分析，绘制了几种典型搭板的最大弯矩影响线图，给出了可用于搭板设计的诺模图。     

基于Timoshenko梁的锚索框格结构内力与变形解析方法

预应力锚索框格梁广泛应用于公路岩土边坡加固。以往求解框格梁内力一般为倒梁法和弹性地基梁法，采用的梁模型多为Euler-Bernoulli梁，基本未考虑剪切变形引起梁的附加挠度以及梁体配筋对内力变形计算的影响。通过理论推导，得到了在Winkler弹性地基上于承受多处分布荷载的Timoshenko梁内布置拉、压双层钢筋时的内力与变形解析解，选取工程实例对Timoshenko梁解析解、Euler-Bernoulli梁解析解以及有限元数值仿真计算的内力与变形值进行对比，3种方法得到的内力与变形分布基本一致。Timoshenko梁解析解与数值仿真结果更为接近，Euler-Bernoulli梁解析解计算的梁体负弯矩及竖向变形值与其他方法存在一定差异。对比结果证明，提出的Timoshenko梁解析解在一定程度上提高了计算精度，计算方法较合理。     

考虑剪切效应的混凝土桥墩撞击动态力学特性研究

为研究桥墩撞击剪切动力响应问题,基于Hamilton原理,将剪切变形引入碰撞体系偏微分方程中,考虑材料的动态力学性能,通过Laplace变换和Matlab软件求解,建立了考虑剪切效应的钢筋混凝土和钢骨混凝土桥墩动态剪力方程和动态弯矩方程,揭示了桥墩撞击动力响应受剪切效应影响的力学特征。理论计算和试验结果对比表明:剪切变形对桥墩试件峰值弯矩和峰值主拉应力的平均影响分别为8.82%和18.83%,剪切效应对桥墩撞击动力响应的影响较大,不可忽略。在桥墩抗撞强度设计中,不仅需要验算桥墩最大弯矩截面的拉应力,还应验算墩底的主拉应力,以体现剪切效应对桥墩撞击剪切破坏的影响,保证桥墩结构的安全。     

公路工程地基承载力设计方法分析

为了合理确定公路工程地基承载力,将公路工程地基承载力问题分为桥台与挡墙地基承载力、公路涵洞地基承载力、公路填方路堤地基承载力三类分别论述。通过分析提出的涵-土共同工作弹簧模型,认为极限地基承载力理论不适用于公路涵洞地基承载力设计,并建议性地提出了涵洞下地基承载力等于涵侧土体下地基承载力的设计原则和涵洞与两侧土体沉降差尽量小的验算原则。通过试验,对比分析了填方路堤地基沉降随荷重发展的规律及其与载荷板试验的区别,并提出了用分层总和法设计地基承载力的方法。     

无处理软基桥台加固及验算

罗源湾开发区多处位于软土地基的肋式桥台出现严重破损，为此组织现场踏勘及查阅原有设计与施工资料，就其裂缝成因进行了详细的分析，提出软土地基未彻底处理桥台的整治加固方案并验算，有关经验可供相关专业人员参考。     

软土地基桥台病害及设计对策分析

在软土地基上修建的桥台结构经常出现台后沉降、桥台开裂、倾倒等病害,文中对其常见病害产生的原因进行分析,提出相应处理措施,并在桥台设计中考虑水平附加力的影响.通过多工况的计算,对验算结果进行对比分析发现,附加水平力对桥台的滑移与基桩的挠曲产生重大影响,设计时不容忽视.     

城市下穿隧道引坡U型槽结构设计研究

城市下穿隧道引坡段多采用挡土墙和U型槽结构,U型槽结构常在引坡路面结构低于地下水位段采用。为研究U槽结构的配筋设计方法和优化方案,基于Midas软件,U型槽采用支承在弹性地基上的结构模型进行计算分析,对配筋方案进行验算。拟定U型槽按侧墙高度6m、8m和10m设计为三种结构尺寸形式。侧墙、底板结构随侧墙高度增加而增厚,侧墙根部厚度最大,悬臂端厚度最小,中间以1∶12.5的斜率变化。不同侧墙高度的结构钢筋布置相似,随侧墙高度增加,主要受力钢筋直径从25mm增大到32mm。计算表明,结构弯矩和剪力最大值位于底板与侧墙相交处,U型槽拟定的结构设计方案的正截面抗弯承载力、斜截面抗剪承载力和裂缝宽度均满足规范要求。侧墙高8m～10m的U型槽结构主受力钢筋直径从32mm降为28mm,结构验算符合规范要求。直径过大的钢筋现场加工困难,在结构验算符合规范的前提下,可适当减小钢筋直径。     

地震荷载下斜坡桩-土相互作用数值分析

运用开源有限元软件OpenSEES,依据离心机动力模型试验的原型尺寸建立数值模型,采用动力非线性Winkler地基梁模型模拟桩-土相互作用,分析地震波幅值对斜坡桩基变形、内力和桩-土相对位移的影响。结果表明,地震波幅值由0.149 7g增大到0.210 6g、0.305 5g、0.430 3g和0.480 9g时,桩顶最终残余水平位移分别增大0.35、1.27、3.05和4.34倍,呈非线性增加;斜坡桩的最大弯矩出现在砂土和基岩交界面处;不同地震波幅值下,群桩中的P3桩最大弯矩与P4桩最大弯矩的比值分别为1.26、1.45、1.52、1.26和1.42;在一定深度范围内,桩-土相对位移随地震波幅值的增大而增加。     

无桥台倾斜弹性地基梁与双拱腿复合基础拱桥的分析与设计

提出一种新的拱桥结构形式———无桥台倾斜弹性地基梁与双拱腿复合基础拱桥,作为需要良好地基设置巨型桥台以抵抗主拱圈水平推力及路堤土压力的传统的拱桥的替代工程解决方案建议,介绍了新拱桥的结构构造特点。基于子结构和有限元分析方法,采用文克勒线性地基模型,讨论了新拱桥的弹性地基梁基础与上部结构共同作用的力学计算模型,通过实例分析了地基弹性变形对主拱圈内力的影响,与有桥台拱桥相比较,这类桥梁具有结构合理、外形简洁、适应地基范围广的优点。     

地面堆载诱发下既有盾构隧道纵向变形的解析解

为研究地面堆载作用对既有盾构隧道纵向变形的不利影响,将既有盾构隧道简化为置于Pasternak地基上的Timoshenko梁(定义为T-P模型),通过理论推导得到考虑盾构隧道剪切效应和地基剪切刚度的地面堆载诱发下,既有盾构隧道纵向变形的解析解。研究结果表明:1)与其他模型计算结果相比,在实测数据的最大值附近,T-P理论模型计算结果与实测数据更为吻合,从而验证该模型的可靠性。2)在隧道纵向变形计算上,T-P模型相比常用Euler-Bernoulli梁模型计算结果较大,而稍小于T-W模型计算结果,更接近实际监测数据;在内力计算上,Euler-Bernoulli梁模型计算结果较大,常用的EB-W模型弯矩、剪力最大值均为T-P模型的1. 3倍。3)随着隧道与堆载中心水平距离的增大,隧道竖向变形减小;提高土层弹性模量以及隧道等效抗弯刚度可以有效减少隧道竖向变形;当等效剪切刚度超过一定数值后,隧道变形趋于稳定。     

基于双参数模型的预应力锚索框架内力计算

预应力锚索框架是加固边坡、滑坡常用的方法。目前框架梁的设计方法以Winkler弹性地基梁理论为主,其理论的基本假定与地基土体的实际性质有较大差别,计算结果偏于安全。文内引入Vlazov双参数地基模型,推导了框架梁内力计算公式。两个算例的对比分析表明,利用该法在保证加固效果的同时,可在一定程度上降低工程造价。     

弹塑性地基梁在ABAQUS中的开发与应用

在Winker弹性地基梁的理论上,考虑地基土体的弹塑性性质、地基弹簧受拉脱开、多结点曲形地基梁单元,在ABAQUS二次开发平台UEL上开发了弹塑性地基梁的单元子程序.以实际P-s曲线出发,导出地基土体的一维弹塑性本构关系,用于计算弹塑性地基梁的基床系数.通过算例验证,对比解析解与数值解,验证了所编制单元子程序的正确性....     

模数式桥梁伸缩缝水平向动力学响应分析

运用有限元分析软件对模数式桥梁伸缩缝进行水平向动力学研究,建立了其水平向有限元动力学模型,研究了车轮对中梁的水平冲击以及车速、中梁弹性支承刚度及预压量、滑动摩擦系数和剪切弹簧刚度的变化对中梁水平位移的响应特性。研究表明,当车速高于100 km/h,中梁弹性支承刚度小于70 000 N/mm时,应考虑车轮对中梁的水平冲击,当车速低于120 km/h,中梁弹性支承刚度及预压量分别大于80 000 N/mm和0.3 mm,滑动摩擦系数大于0.03,剪切弹簧刚度大于400 N/mm时,此时中梁水平位移小于0.5 mm,且车轮对中梁的水平冲击也可不考虑。     

混凝土薄壁箱梁翼缘等效计算宽度

阐述了混凝土薄壁箱梁受压翼缘剪力滞效应与其等效计算宽度之间的内在关系，给出了混凝土薄壁箱梁受压翼缘等效宽度计算系数的严格定义；同时，结合混凝土单轴受压本构关系，推导得出了混凝土薄壁箱梁弹性受力状态下和承载力极限状态下，受压翼缘等效宽度计算系数公式，为应用初等混凝土梁理论解决混凝土薄壁箱梁正截面抗弯承载力计算奠定了基础。     

排洪明槽底板按弹性地基基础梁进行的受力分析

在遵崇高速公路一填筑路基上设置的U型大断面排洪明槽结构设计中,将其底板按弹性半无限平面上的基础梁（属共同变形理论）进行受力分析,计算出地基反力、梁截面内力（剪力、弯矩）作为梁设计的依据。介绍了该方法计算的理论和步骤,并与假定地基反力按直线分布的计算结果进行了比较,显示出共同变形理论计算的合理性。排洪明槽经数年使用,完好无损。     

断层破碎带内隧道纵向受荷特征和变形分析

为了探究断层破碎带处隧道沿纵向的变形和受力特征，首先基于筒仓理论和地层应力分布特征，考虑断层破碎带的几何特征和围岩特性，建立了断层破碎带内隧道纵向荷载简化计算模型，并利用应力传递原理进行了求解；其次将隧道简化为破碎带纵向荷载作用下的弹性地基梁，利用有限差分理论计算了破碎带纵向荷载作用下的隧道变形和受力特征。开展了相应的数值模拟和室内模型试验，结合试验数据和数值计算结果对理论模型进行了验证，并分析了埋深、破碎带宽度和倾角变化对隧道纵向变形和受力的影响。结果表明：①埋深越大，破碎带内纵向荷载越大，但纵向荷载的增长速率越小，隧道在上下盘与破碎带交界面附近的剪力和弯矩差值越小；②破碎带宽度越大，纵向荷载整体越大，隧道在上下盘与破碎带交界面附近的剪力和弯矩差值越大，最大变形位置越接近于下盘和破碎带交界面；③破碎带倾角越大，纵向荷载越接近于均布，上下盘和破碎带交界面附近变形和受力越趋于对称。     

深埋式混凝土桥头搭板结构计算分析

传统的浅埋式桥头搭板在使用过程中常会出现板底脱空甚至断裂的问题。以深埋式桥头搭板处治结构为主要研究对象,通过有限单元法分别建立深埋式、浅埋式桥头搭板力学模型,并运用Winkler弹性地基梁理论对两种搭板结构进行对比验算。结果表明:相对于浅埋式桥头搭板结构,采用深埋式桥头搭板处治结构可以有效减小台背地基沉降、搭板挠曲变形和板底应力,增强地基刚度,从而缓解桥头跳车和桥头搭板断裂问题。     

基于Winkler理论悬臂U型路基底板分析方法

系统开展了U型路基底板竖向荷载等效方法和Winkler弹性地基梁通用解法的研究,并将其应用于U型路基底板内力及变形关键影响因素分析。结果表明:U型路基内部填土产生的底板竖向荷载应采用等效均布方法;底板上表面分布荷载通过微段集中荷载叠加方法,能够得到复杂荷载条件下的Winkler弹性地基梁通用解答,并可实现U型路基底板内力与变形的快速求解;地基系数和底板厚度是决定底板承载性能的关键因素,地基系数越大,底板不均匀变形越小,结构内力越小;底板厚度同其刚度直接相关,厚度越大,底板内力及变形的不均匀性相对越小,但内力绝对值增大。     

基于板理论的公路混凝土槽形梁内力计算方法

为了研究适用于公路混凝土槽形梁行车道板内力的计算方法,将公路混凝土槽形梁比拟成带有边梁的弹性矩形薄板,考虑边梁的挠曲和扭转,运用功的互等定理,推导出槽形梁的挠曲面方程,求得行车道板弯矩及挠度的计算公式,提出了边梁抗弯刚度及抗扭刚度的合理计算方法。采用该方法对一足尺模型试验梁进行了计算,并分别采用有限条法、比拟板理论、梁理论对不同边梁高度的槽形梁模型在轮载作用下行车道板的内力进行了计算分析。研究结果表明：运用比拟板理论计算行车道板中部在轮载作用下的弯矩及挠度具有较高精度;相较于梁理论,比拟板理论可进一步反映截面尺寸变化对槽形梁内力的影响及其整体受力特点。