横系梁对双柱墩混凝土曲线梁桥地震反应的影响分析

为研究地震作用下,钢筋混凝土曲线梁桥中横系梁设置位置、刚度对结构受力的影响规律,以设置2道横系梁的双柱墩曲线梁桥为背景,考虑曲线梁桥的弯扭耦合效应和主梁间的非均匀碰撞效应,运用大型有限元软件ABAQUS建立桥梁的三维多尺度模型,设置6种横系梁位置工况,采用时程分析法分析不同位置横系梁对桥梁主梁、支座和桥墩的地震反应影响。最后,选择上述计算结果中较为合理的工况为背景,进一步研究横系梁刚度对桥梁地震反应的影响。研究结果表明:横系梁位置的变化对地震作用下曲线梁桥的主梁横向位移、支座受力、墩顶横向位移及墩底扭矩有比较明显的影响;横系梁沿墩柱较为均匀地分布时,对桥梁地震反应行为最为有利;适当地提高横系梁刚度可以减小桥梁的地震反应。     

山区高烈度地震区连续刚构桥抗震设计分析

以云南某高速公路桥梁为研究对象,从桥墩构造选型和主要构件抗震性能方面进行概念设计及体系研究;建立桥梁空间有限元模型,考虑桥墩和系梁塑性铰及梁端碰撞效应进行非线性时程分析,结果表明,采用横向分肢的双肢薄壁墩与分离式承台方案可使高低不同的主墩及分联墩受力更为均衡,在桥墩中部设置一道横系梁提高了整体刚度,可减轻梁端碰撞危害,减小了地震作用下边墩底塑性铰转角,使主桥各墩总体上保持弹性状态,仅主墩局部发生可修复的轻微损伤,实现了拟定的抗震设防目标。     

承台结构形式对分幅连续刚构桥地震响应的影响研究

为选择合理承台结构形式,以满足地震高烈度区分幅连续刚构桥的抗震性能,以G75兰临高速公路上的一座(64+115+64)m分幅双肢薄壁墩连续刚构桥为背景,根据分幅连续刚构桥地震响应作用机理,采用MIDAS Civil软件建立桥梁空间杆系动力分析模型,利用设计反应谱法从桥梁纵向和横向进行激励,对比研究整体式、分离式2种承台结构形式的分幅连续刚构桥桥墩内力、位移响应能力与需求。结果表明:2种承台形式的桥梁均有一定抗震能力储备,采用整体式承台将增大桥梁整体刚度,提高基频,内力需求增加、位移需求减少,其中横向地震作用影响尤为显著;采用分离式承台,虽然位移需求有所增加,但优势明显;在以地震响应为主控设计的地震高烈度区,分幅连续刚构桥建议采用分离式承台设计。     

中小跨桥梁横向抗震挡块的合理设置方式

我国的中小跨径桥梁普遍采用板式橡胶支座并在横向设置抗震挡块,但现行的桥梁抗震设计规范对挡块的设置方式并没有明确的规定。为了探寻一种对桥梁下部结构抗震有利的挡块设置方式,该文采用非线性时程分析方法,考虑横向抗震挡块与上部结构的碰撞效应,研究两跨30m连续梁中横向抗震挡块对桥梁结构地震反应的影响,分析挡块和上部结构之间初始间隙对结构地震反应的影响规律。最终,从保护桥梁下部结构并能防止落梁的角度出发,提出一条抗震设计思路,为横向抗震挡块的合理设置提出建议。     

低烈度地震区横系梁设置对双柱墩静力和抗震影响分析

大部分工程建设者认为横系梁设置对双柱式桥墩抗震性能影响较大,合理设置横系梁个数和刚度能有效提高桥梁结构抗震性能。但目前国内各地区横系梁设置原则仍存在较大差异,部分工程虽处于低烈度地震区,却参照高烈度地震区设置多道横系梁,不但导致材料浪费、施工繁琐,而且还降低了结构的位移延性。本文以6度区某高速公路一联3×40m预应力混凝土T梁为工程实例,采用midas/civil有限元程序分别进行静力和抗震分析。对不同模型分析可知6度区双柱墩未设置横系梁对结构静力影响不大,在抗震性能上亦具有充分的储备;设置横系梁虽提高桥墩横向刚度、改善墩身弯矩分布,但对墩顶位移和墩身抗剪的能力保护不一定有利。因此低烈度地震区双柱墩参照高烈度地震区设置多道横系梁是欠合理的。     

横系梁对超高墩大跨连续刚构双幅桥抗震性能的影响分析

为研究横系梁对超高墩大跨连续刚构双幅桥抗震性能的影响,以云南山区某超高墩大跨连续刚构双幅桥为例,考虑桩土相互作用,采用MIDAS Civil软件建立桥梁结构模型,改变横系梁的位置、截面尺寸及数量,计算桥梁结构的地震响应并进行对比分析。结果表明:增设横系梁可以较好地改善超高墩大跨连续刚构双幅桥的横向抗震性能;在整体墩与双肢薄壁墩分界处设置横系梁对提高结构抗震性能效果最佳,其中横系梁同桥墩刚度比在0.40~0.67内,对改善结构抗震性能最有利;根据桥墩的高度适当增加横系梁数量对结构抗震有利,在该桥双肢薄壁墩顶部和整体墩与双肢薄壁墩分界处设置2道横系梁效果较好。     

不同承台结构形式对大跨刚构桥抗震性能的影响分析

为探究高烈度区不同承台结构形式对大跨预应力混凝土连续刚构桥梁抗震性能的影响,以某座108 m+188 m+108 m双幅双肢薄壁墩连续刚构桥为工程背景,采用时程分析方法对该桥进行三向激励,对比研究纵联横离式、纵联横联式、纵离横离式、纵离横联式共4种承台结构形式对两幅桥墩柱和桩基内力、位移动力响应的影响。结果表明：采用纵离的承台形式在纵向地震下,桩基内力需求降低了30%~70%,墩柱内力需求降低了26%~33%,且与纵联的承台形式相比,桩身拉力减少较多;采用横联的承台形式在横向地震下,桩身轴力需求降低11%,且基本不存在拉力,桩基和墩柱的内力响应虽分别增大30%和16%,但与纵向减小量的相比,增加幅度较小。因此,为提高特大桥全寿命周期的安全性和经济性,对于以地震响应为控制设计核心要素的高烈度区大跨连续刚构桥梁,建议采用纵离横联式的承台结构形式。     

中小跨径双柱式高墩桥梁横系梁对抗震性能的影响

通过对地震中双柱墩桥梁的震害调查分析总结认为在双柱式高墩之间加设横系梁对桥梁下部结构在地震作用下的受力状态具有很大影响.采用SAP2000有限元软件对某跨径为30 m双柱式高墩连续梁桥进行模态分析和反应谱分析.分别讨论了横系梁的数量、不同的布置方式以及不同的截面几何尺寸对桥墩在设计地震动作用下的各主要关键截面处内力的影...     

纵向横系梁对双薄壁高低墩连续刚构桥抗震性能影响分析

为研究纵向横系梁对双薄壁高低墩连续刚构桥抗震性能的影响,以跨径组合为58m+100m+58m的贵州省坞家塆大桥为工程背景,采用有限元软件Midas Civil建立全桥三维模型,通过时程分析法对不同横系梁设置数目、设置位置及不同刚度条件下,桥梁关键截面的地震响应进行分析。分析结果表明,纵向横系梁对结构纵向、竖向振动影响较大,横向振动无影响;随着横系梁设置数目增加,受力较大的薄壁墩弯矩显著减小,结构内力分配趋于合理,三道横系梁设置较优;低墩与高墩高度比值为0.75时,三道横系梁(上、中、下)的最优组合为0.3 H/0.5 H/0.7 H(H为桥墩高度);当纵向横系梁与单肢薄壁墩刚度比在0.9~1.6时,桥墩结构受力是较为合理的。地震荷载下,纵向横系梁可作为耗能构件,保护主要桥墩结构,提高桥梁整体抗震性能。     

襄阳市东西轴线二跨汉江特大桥主桥设计

襄阳市东西轴线二跨汉江特大桥主桥为独塔混合梁斜拉桥,塔梁墩固结体系,跨径布置为(3×60+320)m。主梁采用扁平箱形混合梁,其中混凝土梁长190.5m,钢梁长309.5m,钢-混结合段长2.0m,设在主跨侧。混凝土桥塔外轮廓呈橄榄形,横桥向由2个马蹄形断面的塔肢构成,在桥塔内设动态风车结构。桥塔每个塔肢下各设1个承台,承台间设横向系梁,承台下行列式布置14根2.5m钻孔灌注桩。斜拉索采用7丝s15.2热镀锌钢绞线,空间扇形布置。边墩及辅助墩横桥向均设置2个矩形柱式墩,下设矩形承台,承台间设1道横向系梁,承台下接4根1.8m的钻孔灌注桩。采用MIDAS Civil 2010进行结构静、动力分析,结果表明该桥结构安全且布置合理。     

大跨度斜拉桥摩擦摆式支座减震性能分析

为选用合适的摩擦摆支座设置方案,以改善地震作用下大跨度斜拉桥下部结构的受力性能,以安庆-九江高铁鳊鱼洲长江大桥主航道桥为背景,利用有限元软件建立全桥模型,比较不同摩擦摆支座设置方案下桥梁下部结构的地震反应。结果表明:在地震作用下,不设置摩擦摆支座时,承台底轴力及墩梁之间相对横向位移不满足减震要求;仅边墩设置摩擦摆支座墩梁之间相对横向位移不满足设计要求;边墩及辅助墩均设置摩擦摆支座后,下部结构最不利轴力显著提高,墩梁之间相对横向位移响应明显下降,安全系数大幅提高,均能满足结构减震要求。鳊鱼洲长江大桥主航道桥最终采用边墩及辅助墩均设置摩擦摆支座方案。     

不同墩柱形式的城市高架桥抗震性能研究

为研究不同墩柱形式对城市高架桥抗震性能的影响,选择合适的城市高架桥墩柱形式,依托3跨连续城市高架桥,采用SAP2000建立有限元模型,通过非线性时程分析结果对4种墩柱形式下城市高架桥的抗震性能进行分析。研究结果表明：城市高架桥双柱式桥墩设置盖梁和系梁会增大桥墩的横向刚度,使结构横向振动周期变小;桥墩设置盖梁和系梁会增大纵向地震作用下桥墩的受力;桥墩设置盖梁和系梁可以改变横向地震作用下桥墩的受力分布,使墩身弯矩变小,但会使剪力增大;盖梁和系梁的设置对摩擦摆支座和墩梁相对位移影响较小。研究成果可为同类型桥梁抗震设计提供参考。     

空间曲形钢塔半漂浮体系钢梁斜拉桥设计

西宁西平大街桥梁为135 m+(57+33)m=225 m空间曲形钢塔半漂浮体系钢梁斜拉桥。该桥采用塔梁分离,墩梁之间设置竖向支座和纵、横向挡块以增强抗震性能。主梁采用3.5 m高扁平钢箱梁结构,主跨采用双边箱结构,为满足锚固需求,边跨采用单箱四室结构,桥面采用UHPC铺装体系。桥塔采用3根箱形截面焊接组成空间曲形钢结构塔,桥面以下塔柱高10.613 2 m,为保证桥塔稳定及传递水平分力,中塔与边塔间及边塔相互之间设置连杆。边、中塔三个承台设置系梁连为一体(系梁设预应力),下设Φ2.0 m钻孔灌注桩;辅助墩采用柱式墩,承台为矩形截面,下设Φ1.5 m钻孔灌注桩;桥台采用一字式薄壁桥台,下设Φ1.5 m钻孔灌注桩。斜拉索采用Φ7 mm镀锌铝高强平行钢丝束。采用MIDASCivil和ANSYS有限元程序进行静力验算,结果表明该桥结构静力性能满足规范要求。     

承载力不足承台的加固设计研究

目前在桥梁结构的设计中,对桥梁承台研究不够,给桥梁下构的建设与运营留下了较多的安全隐患,从桥梁承台的一般设计理论与方法出发,采用撑系杆体系计算模式,对两座桥梁承台进行受力分析,并且针对承载能力严重不足的承台提出了预应力承台加固法及墩身加宽法,分别给出施工方案及适用范围。     

无帽梁双柱式桥墩横系梁设置问题探讨

无帽梁双柱式桥墩广泛应用于山区公路桥梁和高速公路互通区匝道桥,由于帽梁的取消,需设置横系梁保持墩柱共同受力。文章从横系梁设置位置、桥墩与横系梁刚度比、支座与桥墩刚度比和桥梁抗震等几个方面进行了分析和探讨,具有一定的实用价值。     

无桥台斜腿刚架桥横系梁的设置分析

横系梁的设置对加强桥梁的整体受力很有好处,横系梁的合理数量和合理位置就显得尤为重要。基于三维实体模型从应力水平和结构位移两个方面对无桥台斜腿刚架桥横系梁的设置进行了分析,研究结果表明:主孔和副孔跨中横系梁、主梁梁端横系梁、斜腿与主梁相交处横系梁必须设置,且横系梁的数量并非越多越好。     

承载力不足承台的加固设计研究

目前在桥梁结构的设计中,对桥梁承台研究不够,给桥梁结构的建设与运营留下了较多的安全隐患。该文从桥梁承台的一般设计理论与方法出发,采用撑系杆体系计算模式,对两座桥梁承台进行受力分析,并且针对承载能力严重不足的承台提出了预应力承台加固法及墩身加宽法,分别给出施工方案及适用范围,供相关工程技术人员参考。     

双柱框架式桥墩横系梁的合理布置方式研究

双柱框架式桥墩在山区中等跨径桥梁中应用广泛,但目前对其上横系梁的布置方式还是凭经验进行设计,缺少客观依据。该文以一采用双柱式框架墩的三跨连续梁桥为例,基于不同墩高下横系梁不同布置时结构静动力性能的参数分析,研究了不同墩高下墩底横系梁和中横系梁的不同布置对下部结构及整体结构受力的影响规律。结果表明:双柱框架式桥墩应设置墩底横系梁;墩高小于10m时,只需设置墩底横系梁;墩高介于10~50m之间时,在设置墩底横系梁的同时,应加设1~3道中横系梁。     

哑铃形承台无辅助桩分区施工技术

平潭海峡公铁两用大桥3座通航孔桥斜拉桥的6个桥塔墩均采用哑铃形承台,桩基直径大,桩间距大,系梁跨度最大达30m,且系梁区无钻孔桩,桥址处海洋环境恶劣、地质条件复杂。根据该桥承台结构特点,为解决恶劣海况及复杂地质条件下施工难题,哑铃形承台采用无辅助桩分区施工技术,取消系梁区封底混凝土和辅助钻孔桩,设置系梁桁架和单壁隔舱,将围堰(侧板利用主体防撞箱结构)分为2个单圆区和1个系梁区,进行围堰内分步抽水、承台分区施工。施工过程中,系梁桁架区系梁底板与围堰防撞箱间不焊接,通过涂抹遇水膨胀的密封胶止水,系梁底板与两侧封底混凝土间设置伸缩板止水;系梁区浮力通过系梁桁架传递至已浇筑承台;系梁桁架两侧吊挂于已浇筑承台,将系梁区承台混凝土荷载通过系梁桁架传递至已浇筑承台。     

哑铃型群桩承台的力学性能研究

以宁波市三官堂大桥主桥哑铃型低桩承台基础为工程背景,采用有限元模型研究了大型哑铃型承台的静动力特性,并与平面m法的计算结果对比,同时采用反应谱方法重点讨论了横系梁在地震作用下的传力规律。结果表明:平面m法计算桩顶轴力比较精确,且与有限元计算结果接近,但是用来计算桩顶弯矩和剪力时则误差较大;设置系梁后,系梁刚度会对哑铃型低桩承台基础的地震反应产生较大影响,随着系梁刚度的逐渐加大,系梁从小刚度时以传递轴力为主到大刚度时以传递弯矩为主变化。