高地震烈度山岭重丘区桥梁设计研究

在介绍了云南省思茅~澜沧高速公路常规桥梁抗震设计的基础上,总结了高地震烈度山岭重丘区各设计阶段桥梁抗震设计的主要内容及控制原则,为同类型桥梁的设计提供借鉴。主要经验有:抗震概念设计是桥梁抗震设计的总原则,应充分重视抗震概念设计;引入基于性能的设计准则进行桥墩延性设计,并制订合理的控制目标,做到结构抗震设计与工程造价的协调;重视抗震构造措施设计,采用多道设防、分级耗能的设计原则,来防范超预期的地震导致桥梁结构严重破坏。     

城市快速路与轨道交通合建高架桥桥墩设计研究

为节省用地和减少工期,某机场快速路工程采用城轨共建的双层高架桥结构型式,下部结构采用Y形桥墩。城市快速路与轨道交通合建高架桥是一种节省空间、提高效率、美化环境的新型桥梁结构,但也面临着复杂的受力和抗震问题。为满足公路规范和铁路规范的要求,对下横梁及桥墩采用容许应力法和极限状态法双重控制设计。在抗震设计中,考虑轨道梁无缝线路长钢轨约束的影响以及加入基础和后继结构的影响,计算结果更准确合理。计算结果表明桥梁的静动力性能均能满足规范要求,为该类桥梁的设计施工提供依据。     

自复位双柱式摇摆桥梁抗震设计方法及工程应用

为发展具有损伤可控特性和自复位能力的摇摆结构新型桥梁抗震体系,对自复位双柱式摇摆桥梁的抗震设计方法及其工程应用进行研究。在摇摆桥墩受力机理和旗帜形滞回分析模型基础上,提出其在消压、屈服和设计极限状态的计算方法,并给出限定残余位移侧移率小于1%的回复能力验算公式。考虑到摇摆桥墩的力学行为和变形特点,提出直接基于位移的摇摆桥梁结构抗震设计方法,给出设计原则及具体的设计步骤,并把该方法成功应用到黄徐路跨线桥梁抗震设计中。在此基础上,数值分析不同设计地震作用下摇摆桥梁结构的性能状态及其性能指标,并介绍了中国首座自复位摇摆桥梁工程——黄徐路摇摆桥梁工程实践,展示了实桥应用中的一些抗震构造细节。研究结果表明:提出的验算公式可为设计计算提供充分的理论依据;E1地震作用下耗能钢筋没有屈服且具有较高的安全储备;在E2地震作用下,随着桥梁发挥摇摆功能,摇摆桥墩刚度减小,地震力增幅变小,有效实现了结构减震功能,且震后桥墩残余位移较小,可忽略不计,实现了结构自复位功能,满足了既定的抗震设计目标。     

钢桥塔的构造设计研究

在缆索支承桥中,采用钢桥塔符合可持续工程和绿色工程的结构设计新理念,而钢桥塔在我国的应用十分有限,现行的各种桥梁规范中也没有关于钢桥塔的规定。本文针对钢桥塔的稳定构造设计、塔柱截面构造优化、钢桥塔和混凝土基础的连接构造、塔形构造选择等问题进行了分析研究,开展了钢桥塔的稳定性试验,提出了防止钢桥塔失稳的措施,研究了塔柱截面构造的合理设置,对常用的塔-基连接的构造型式进行了适用性分析,并对几种常见塔形的受力性能进行了对比分析,研究结果可为钢桥塔的构造设计提供参考。     

基于变形能力的钢筋混凝土桥墩约束箍筋用量评价

针对地震作用下钢筋混凝土桥墩的变形能力要求,研究桥墩潜在塑性铰区约束箍筋的用量问题。借助美国PEER柱抗震性能试验数据库,整理了35根弯剪破坏墩柱的拟静力试验数据,通过统计分析评价我国桥梁抗震设计原《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004-89)和现行《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)中最低约束箍筋用量对保证桥墩变形能力的可靠性,并与美国、欧洲主要桥梁抗震设计规范进行对比,之后建立了具有85%保证率的弯剪破坏桥墩极限位移角计算公式。研究结果表明:以2%桥墩极限位移角为评价目标,现行《公路桥梁抗震设计细则》满足桥墩变形能力要求;而以3%桥墩极限位移角为评价目标,该规范配箍要求略偏于不安全,在高地震危险区桥墩抗震设计时应予以注意。     

独柱式桥墩在横向地震下的倒塌机理分析

在城市桥梁中大量采用的独柱式桥墩，由于其自身的结构弱点，在横向地震作用下易于倒塌。为了采用有效的抗震构造措施，保证独柱式桥墩大震不倒，必须弄清其破坏倒塌机理。通过日本孤神高速线高架桥的倒塌分析，对独柱式桥墩在横向地震下的破坏倒塌机理进行了分析研究。     

钢筋混凝土桥墩塑性铰区约束箍筋用量研究

为了研究钢筋混凝土桥墩的延性配箍要求,总结了中、美、欧主要桥梁抗震设计规范对延性桥墩塑性铰区最低约束箍筋用量的规定,结合美国PEER柱抗震性能试验数据库、日本Kawashima实验室和部分中国的试验数据,整理了234根桥墩的拟静力试验数据;建立了桥墩极限位移角与位移延性系数、曲率延性系数的对应关系,讨论了中、美、欧主要桥梁抗震设计规范约束箍筋用量及构造措施对保证桥墩延性的可靠性;在此基础上分别以2%和3%极限位移角为延性目标,通过回归分析建立了具有85%保证率的桥墩塑性铰区约束箍筋用量计算公式;通过一个设计实例将建议公式与各国规范进行了对比。结果表明:该公式适用于剪跨比在3～10范围内的普通及高强混凝土桥墩,既可保证高轴压下桥墩延性抗震能力,又可保证低轴压下配箍要求不过于保守。     

山区连续梁桥隔震设计研究中的隔震度因素探讨

针对山区桥梁的结构特点构造了7组代表性的连续梁桥作为研究对象,通过在桥墩上设置铅芯橡胶支座（LRB）进行隔震设计,采用结构抗震分析软件UC-win/FRAME（3D）建立了隔震桥梁和对应非隔震桥梁的动力分析模型,探讨了隔震度与桥墩刚度比（R1）、桥墩组合刚度比（R2）、支座总刚度和桥墩总刚度比（R3）及支座变形的关系。结果表明：在山区桥梁隔震设计中建议采用支座屈服后刚度对应的隔震度;隔震度与支座总刚度和桥墩总刚度的比值R3更为相关;为了提高隔震效果,建议隔震度控制在2.0左右。     

大悬臂城市桥梁抗震性能分析

随着我国城市基础交通设施的建设,为满足城市桥梁下净空的要求,某些时候不得不采用超大悬臂桥墩的设计方案。以一座大悬臂城市桥梁为例,对其结构动力特性进行了分析,采用反应谱法计算其地震响应,并进行了抗震性能验算。该计算思路、方法可为类似桥梁的抗震设计计算提供参考和借鉴。     

惠州范和港跨海大桥设计特点

惠州范和港跨海大桥是座主跨为300m双塔单索面混凝土斜拉桥。桥梁的抗风抗震与防船撞防腐蚀是设计的重点。本桥将抗震和防船撞结合在一起,采用结构自身抗船舶撞击,取消防撞钢套箱,降低工程造价;桥梁耐久性设计中在浪溅区部位采用克汰混凝土作为主要防腐蚀措施;主梁采用三角形断面,桥墩桥塔采用圆端型截面,从构造上减少阻力系数,提高桥梁的抗风稳定性。本文对该桥的结构设计技术特点进行介绍。     

高桥墩桥梁抗震分析方法

近年来,在我国西部高烈度地震区出现了许多高墩桥梁,在强地震作用下高桥墩桥梁的反应与低桥墩桥梁相比具有明显的非线性行为,其中包括几何非线性和材料非线性,但是在现行规范中对高桥墩桥梁的抗震分析没有具体规定。本文总结了高桥墩桥梁的地震反应特点,以及高桥墩在地震作用下非线性行为的作用原理,并在此基础上系统总结基于弹塑性桥墩模型的地震反应分析过程,为以后此类高墩桥梁的地震反应分析提供可以借鉴的方法。     

公路桥梁设计及其抗震优化分析

地震灾害会给人类社会造成无法挽回的生命和财产损失,桥梁结构作为震后抢险救灾生命线上的重要节点工程,其抗震设计及构造是否合理显得尤为重要。文章结合桥梁抗震设计现状,阐述了常见桥梁震害的表现形式和其成因,以及现阶段桥梁抗震设计的特点和存在的问题,以桥梁抗震动力分析的相关理论知识为基础,进一步探讨桥梁抗震设计要点。结果表明：在桥梁设计过程中,应结合桥位所处场地及地质条件,选择合理的抗震结构体系;合理采用抗震构造措施可以在很大程度上提高桥梁结构的抗震性能;减隔震装置的应用可以耗散大量地震波带来的能量,对桥梁结构起到保护作用;随着监测手段的进步,越来越多的竖向地震动分量被发现,高烈度区和震中区更加显著,其对桥梁结构的影响不容忽视。研究成果可为桥梁抗震设计提供参考。     

从汶川地震中桥梁震害看现行国内外桥梁抗震设计方法(二)——抗震设计与构造

结合汶川地震桥梁的破坏情况,在文献[1]的基础上,对我国、日本、美国、欧洲、新西兰等规范的抗震设计方法进行了分析。对于能力设计,我国规范、美国Caltrans规范采用的超强系数相同,欧洲规范采用的值较大且考虑了轴压比的影响。在延性要求、强度和变形验算方面,各规范的规定差别很大,考虑到过大的残余变形修复比较困难,日本规范规定了震后要求的最大残余变形。在钢筋构造方面,美国规范对纵向和横向钢筋最小配筋率的规定比较简单,我国、欧洲和新西兰规范的规定考虑了轴压比的影响,欧洲规范和新西兰规范还对纵向钢筋不被压屈提出了要求。在其他抗震措施方面,各规范的规定也有很大不同。     

国内外桥梁抗震规范比较

桥梁的抗震能力很大一部分取决于桥梁的抗震设计,包括整体和构造上的抗震设计,这就依赖于工程师对桥梁抗震规范的理解和规范的完善性。论文从桥梁抗震设计基本原理和设计准则、支座抗震设计等方面对各国桥梁抗震规范进行比较,并得出相关结论。     

铅芯橡胶支座与板式橡胶支座抗震计算对比

桥墩较矮,桥梁下部结构刚度较大时,采用铅芯橡胶支座能够明显延长结构自振周期,减小地震力,保证在强震作用下桥墩立柱处于弹性;桥墩较高,桥梁下部结构刚度不大时,采用板式橡胶支座也能满足抗震要求。设计工作中,应结合桥梁抗震设防要求,根据工程实际需要合理选用铅芯橡胶支座或板式橡胶支座。     

高烈度地震山区桥梁抗震设计研究

以高烈度地震山区桥梁--栗子树特大桥为研究对象,从桥型方案设计和桥墩构造选型2个方面进行了桥梁抗震概念设计;运用SAP2000有限元程序,建立了桥梁的空间有限元模型,分别进行动力特性和反应谱分析,并建立非线性模型进行非线性时程分析;确定了各桥墩钢筋配筋率,选取了合理的减、隔震措施,提出了对高烈度山区桥梁抗震设计的建议.     

既有混凝土梁桥抗震性能评价

针对既有混凝土梁桥抗震性能评价尚无规范可循的现状,结合正在实行的《公路桥梁抗震设计细则》（JTG／T B02－01－2008）以及《公路桥梁抗震性能评价细则》（征求意见稿）,对相关规定对比分析,明确既有混凝土梁桥抗震性能评价方法。根据桥梁的重要程度、建造年代、设计标准等确定抗震性能目标;对桥梁进行调研,针对构造措施、构造细节等进行一级评价;对关键构件进行详细的抗震能力评价,依据结构形式、材料实际强度等,对其整体抗震性能进行二级评价;综合评价结果,针对存在的问题提出解决建议。将该方法应用于京沪高速公路某混凝土梁桥,得出该桥总体抗震性能不满足要求,建议优化支座布置方式及更改支座型号,或采取减隔震措施。应用实例验证该评价方法思路清晰、步骤明确、便于应用。     

地震高烈度区高架桥结构选型及受力特点分析

我国地震灾害频发,城市高架桥梁作为交通生命线,抗震安全性尤为重要。目前我国城市高架桥梁普遍采用预制小箱梁和预应力混凝土大箱梁,从抗震分析角度考虑,根据两种结构型式抗震受力特点的不同,以及构造设计不同等方面,对两种结构进行比较,为地震高烈度区城市高架桥梁选型提供借鉴。     

钢框架墩在市政工程中的应用

文中以武汉市唐家墩立交桥梁钢框架墩设计为例,研究钢框架墩在地下空间受限的城市桥梁中的灵活应用,提出了"墩上墩"的钢框架墩结构形式,并解决了钢盖梁刚度与桥梁结构的变形控制、钢桥墩与混凝土承台的可靠连接等关键技术问题。     

三种规范对桥梁墩柱撞击力的比较

针对目前桥墩被船撞事故的频发,研究了某大桥水中桥墩在船撞作用下的响应,分别按照公路桥涵04规范、铁路规范、欧洲规范的要求采用不同的船舶撞击力,对各撞击力作用下桥梁墩柱结构进行计算、分析、比较。在3种规范对船舶撞击力的规定中,公路规范取值最小,铁路规范次之,欧洲规范最大,由此在桥墩防撞设计时应引起设计人员足够的重视。