无粘结预应力桥墩桥梁结构耐震时程分析

为了研究耐震时程法对于预应力钢管混凝土自复位桥墩桥梁地震响应捕捉的可行性, 进行了在配有无粘结预应力桥墩桥梁的地震适用性分析。 通过与增量动力分析 (IDA) 结果对比的方法, 验证了耐震时程法预测自复位桥梁地震响应的可行性; 在可行性验证基础上, 进一步采用耐震时程法分析了桥墩中引入无粘结预应力对自复位桥梁体系地震响应的影响。 研究结果表明： 耐震时程法可用于进行预应力自复位桥墩桥梁结构抗震性能评估, 能较好地预测出自复位桥梁结构的预应力大小和残余位移等地震响应。     

外置可更换耗能装置的节段拼装CFST桥墩抗震性能分析

为顺应桥墩震后使用功能快速修复的新要求,提高预制拼装桥墩在中、高烈度地震区的适用性能,提出了一种外置可更换耗能装置的节段拼装钢管混凝土（CFST）桥墩. 基于ABAQUS有限元分析软件建立了三节段后张预应力预制拼装CFST桥墩分析模型,对外置3种不同控制参数（截面贡献率、耗能钢棒长细比及其布置方式）耗能装置的桥墩模型在往复加载作用下的抗震性能进行了分析. 研究结果表明:外置耗能装置的节段拼装CFST桥墩墩身损伤可控,能够通过更换耗能装置等措施实现震后的快速修复;与未设置耗能装置的桥墩相比,该类桥墩的侧向承载力、初始刚度和耗能能力分别提升了11%~88%、2.86%~6.87%和2.3倍~12.9倍;为保证震后修复的可行性,建议耗能装置的截面贡献率宜低于1.9%;中部接缝处设置的耗能钢棒直径过小将阻碍墩底处耗能钢棒充分发挥耗能作用,耗能装置沿墩高方向布置的折减系数大于0.5;耗能钢棒长细比的改变会影响墩柱的抗侧强度和延性,长细比减小,桥墩耗能能力逐渐提升,但残余位移也逐渐增大,建议耗能钢棒长细比的取值宜大于4.5.      

圆柱式节段空心墩抗震加固方式研究

运用美国太平洋地震工程研究中心开发的OpenSees软件,采用纤维梁柱单元建立圆柱式节段桥墩模型,进行拟静力加载过程分析,研究预应力筋布置形式和使用耗能钢筋及钢套管加固对桥墩抗震性能的影响.结果表明:预应力钢束均匀布置在四周比布置在中心具有更好的抗震性能,在墩底增设钢套管时,对节段桥墩抗震性能的提高帮助不大;钢套管厚度的变化对桥墩拟静力性能影响不大;在墩底设置耗能钢筋能改善桥墩的抗震性能,耗能钢筋长度以穿过塑性铰区为宜;随着耗能钢筋配筋率的增加,空心节段桥墩强度退化加快,延性能力减弱;对耗能钢筋配筋率较高而耗能能力不好的节段桥墩,可通过降低耗能钢筋屈服强度有效延缓其强度退化,提高延性能力.     

实体有限元模拟预制节段桥墩循环荷载分析

采用实体有限单元法模拟无粘结预应力、普通箍筋约束预制拼装桥墩在循环荷载下的力学反应,得到其荷栽位移滞回曲线。为了提高预制拼装桥墩的滞回性能,改进模型,使用贯穿节段接触面的普通纵向钢筋作为能量耗散装置增强耗能能力。改进后的模型残余变形小,滞回性能高。     

内嵌钢管预应力装配式桥墩抗震性能研究

提出了一种内嵌钢管预应力装配式桥墩PEAP模型,为研究PEAP模型的抗震性能,设计了3个PEAP模型的低周反复荷载试验,对试件的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性等抗震性能指标进行分析,并基于开源有限元程序Open SEES,提出了PEAP模型的数值模拟计算方法,对3个PEAP模型的低周反复荷载试验进行数值模拟并与试验结果对比。通过对比,验证了笔者的数值模型的可靠性和合理性,可为进一步研究节段装配式桥墩的地震灾变行为研究提供参考。     

胶接缝连接的节段拼装桥墩抗震分析模型

采用胶接缝连接的节段拼装预应力混凝土桥墩在地震荷载作用下会在接缝区域张开,出现不连续的现象.采用常规纤维模型分析方法对这一现象进行了有限元分析.计算结果与试验结果的对比表明,建议的用素混凝土短柱模拟胶接缝的方法,可以比较准确地预测低周反复荷载作用下采用胶接缝连接的节段拼装预应力混凝土桥墩的滞回特征.     

从WCEE看国内外韧性抗震梁桥研究进展

梳理和总结了第16、17届世界地震工程大会(WCEE)中关于韧性抗震梁桥相关的研究进展;分析了后张预应力摇摆自复位梁桥与其他新型韧性抗震梁桥体系的最新研究进展,总结了高性能材料在韧性梁桥中的应用研究,并介绍了国内外自复位梁桥的工程实践;介绍了自复位耗能装置和限位装置等韧性抗震梁桥结构中的可更换装置研究,讨论了附加可更换装置的梁桥结构抗震性能;总结了单体梁桥和桥梁网络的抗震韧性评估方法,探讨了韧性抗震梁桥结构的研究方向和发展趋势。研究结果表明:附加可更换耗能装置的后张预应力自复位梁桥是研究最为广泛的韧性抗震梁桥结构,且已建成了多座示范工程,该类结构在强震中的表现有待实际地震验证;需要结合高性能材料开发可更换装置新结构与新构造,在此基础上研究其与桥梁的合理连接技术及抗震设计方法;考虑性能退化、需求增加等多因素影响的既有梁桥结构抗震韧性评价方法和能力提升技术及其设计理论,是中国已建梁桥面临的突出问题。      

铁路桩基础桥墩基底隔震摇摆模型试验研究

为了探究桥墩基底摇摆隔震技术在铁路桩基础桥梁中的应用效果,首先提出了无约束自由摇摆和设置限位钢筋约束摇摆两种不同的桥墩基底摇摆隔震模式.其次按照1∶10的比例制作了桥墩及桩基础缩尺模型,采用拟静力试验方法分析了两种不同摇摆隔震桥墩模型的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线以及桩身应变等性能参数.试验结果表明:两种基底摇摆隔震桥墩模型均能够有效改善桩基础桥墩的力学特性和抗震性能,相对于自由摇摆隔震桥墩,约束摇摆隔震桥墩中增加的限位钢筋,可以有效地提高摇摆隔震桥墩在正常使用阶段或较小水平地震作用时的横向刚度和稳定性.通过对桩基础的应力分析发现:采用无约束自由摇摆和限位钢筋约束摇摆的两种隔震模型的桩身应变值均较小,说明两种桥墩基底的摇摆隔震措施均可以有效保护地震作用下的桩基础.此外,通过分析发现限位钢筋不仅提高了桥墩在摇摆过程中的抗倾覆能力,并且具有明显的耗能特性.     

大跨度连续梁桥的地震时程反应分析

运用有限元程序Midas对哈（尔滨）一大（连）铁路客运专线大连至沈阳段营海特大桥主桥大跨预应力混凝土连续梁进行了自振特性分析及地震荷载作用下的时程分析,通过计算得出了连续梁的前十阶的频率、振型,并进一步计算了在地震作用下结构的内力和位移,计算结果显示在罕遇地震作用下墩底可能会出现塑性铰导致桥墩产生塑性变形,为结构安全性的验证提供了可靠的参考数据。     

自复位桥梁墩柱节点分析

自复位桥梁墩柱节点由耗能组件和弹性自复位组件两大部分构成。耗能组件如耗能钢筋、阻尼器等提供足够的耗能能力;弹性自复位组件如无粘结预应力钢筋等可以有效减小震后残余变形。结合自复位桥研究的有关文献,综合分析自复位桥梁墩柱节点试验研究、数值模拟和工程应用方面的现状,提出今后研究发展方向。     

西曲阜大桥预制与现浇墩柱抗震性能对比试验研究

依托威海西曲阜大桥的预制拼装桥墩设计,开展比例1∶3. 5的预制拼装与现浇墩柱抗震性能对比试验,预制拼装墩柱采用灌浆套筒连接。试验表明:预制拼装墩的滞回曲线呈现一定的捏缩现象,现浇桥墩的滞回曲线相对较为饱满;两种桥墩试件的水平抗力和延性系数基本相同,可以满足设计要求;预制墩对应的等效屈服位移和极限位移较大;预制墩柱在同一位移幅加载下的单圈耗能比现浇墩柱小,但总耗能比现浇墩柱大;预制墩柱的损伤、残余位移等自恢复指标均优于现浇墩柱。采用灌浆套筒连接的预制拼装桥墩的抗震性能与现浇桥墩相当,自恢复性能较好,是一种可靠的桥墩构造形式。     

浅析桥梁墩柱抗震设计

根据《城市桥梁抗震设计规范》CJJ 166-2011以及《公路桥梁抗震设计细则》JTG/T B02-01-2008,桥梁抗震耗能体系总体上分为两种类型。类型一实质上是延性抗震设计即地震作用时,利用桥墩墩柱发生塑性变形耗能;类型二实际上是减隔震设计,地震作用下利用隔震设施耗散地震能量。通过分析不同高厚比的桥墩在地震作用下的响应,确定合理经济的抗震耗能体系。     

大悬臂预应力盖梁桥墩设计探讨

结合珠海市机场高速公路鸡啼门特大桥中部分区段桥位处实际地形,对上部结构采用预制小箱梁和下部结构采用大悬臂预应力盖梁桥墩的组合方案进行介绍,并对该类型桥墩设计情况进行分析,以供该类桥墩设计参考。     

灌浆套筒和预应力筋连接的预制拼装桥墩的抗震性能

针对轨道交通预制拼装桥墩的受力特点, 提出了采用灌浆套筒和预应力筋连接的拼装方案; 设计了3种不同类型桥墩, 包括整体现浇试件(RC)、预应力钢绞线和灌浆套筒连接的预制拼装试件(PCSS) 与精轧螺纹钢筋和灌浆套筒连接的预制拼装试件(PCTS), 采用拟静力试验方法分析了各种桥墩的各种拟静力指标, 比较了桥墩的抗震性能。试验结果表明: PCSS和PCTS试件的各指标非常接近, 最大误差为2.2%;灌浆套筒会使传统塑性铰区上移至套筒顶部, 说明灌浆套筒对传统塑性铰区域具有局部增强作用, 建议对塑性铰的箍筋加密区高度应额外增加1个套筒高度; 采用预应力筋使试件的混凝土轴压力增大了1倍, 相应的开裂荷载也增大了约1倍; PCSS试件的屈服荷载和极限荷载正负向均值比RC试件分别提高了31%和34%, 等效屈服位移、极限位移和偏移率均值分别比RC试件提高了17%、13%、13%, 但是PCSS试件的延性系数平均降低了10%;在偏移率为6%时, PCSS试件的残余位移均值是RC试件的61%, 显示了较好的自复位能力; 与RC试件相比, PCSS试件的刚度提高了13%。相比于精轧螺纹钢筋, 钢绞线可以适当弯曲与成束, 面积调整灵活, 因此, 采用无黏结预应力筋和灌浆套筒连接的桥墩试件具有良好的使用性能和抗震性能, 可作为预制拼装轨道桥墩的推荐方案。      

预制双柱墩设计参数对抗震性能的影响分析

为研究预制装配式双柱墩的抗震性能,利用有限元软件ABAQUS针对两类预制装配式双柱墩(RC/PC墩)进行模拟分析,通过改变设计参数,研究不同恒载轴力比、预加力轴力比及接缝面纵向钢筋配筋率对结构抗震性能的影响。研究表明:PC墩耗能能力显著优于RC墩;接缝面纵向耗能钢筋对耗能能力和抗剪承载力影响较大,钢筋配筋率越大,结构耗能能力越大,抗剪承载力越高,但剪切滑移量会增加;轴力比主要影响接缝面张开量和剪切滑移量,但对结构的自复位能力贡献不大。     

公路装配式桥墩的设计方法与施工技术分析

从设计标准化、预制流程化和安装机械化角度归纳了公路装配式桥墩的技术理念。研究了装配式桥墩的设计方法与要点,包括墩身节段标准化、节段连接规格化、墩身与承台连接规格化和融合BIM技术四个方面。总结了装配式桥墩的施工技术与要点,并提出了保障质量的施工标准。以便促进装配式技术在公路桥墩等下部结构中的应用与实践。     

结构连续空心板桥墩柱抗震计算分析

依托凌绥高速公路项目20m预应力混凝土先简支后结构连续空心板桥的下部桥墩配筋设计,采用Midas/Civil 2012建立了不同墩高、墩柱尺寸的三维有限元模型,计算分析七度区地震动峰值为0.1g的二类场地,在E1、E2地震作用下,桥墩墩柱在强度设计及延性设计下的配筋情况,提出此类结构墩柱的配筋建议.     

圆形钢筋混凝土桥墩抗震性能(Ⅱ):试验结果评估

根据桥墩拟静力正交试验现象及数据结果,研究了圆形钢筋混凝土桥墩的变形特征及弯曲强度特性;并对低周反复荷载作用下桥墩的位移延性、等效刚度和刚度退化性能以及极限位移状态下累积耗能能力进行了评估,综合考察了剪跨比、轴压比、纵筋率、配箍率等因素对桥墩延性性能的影响.可为桥梁的延性抗震设计提供参考.     

脉冲型地震动模拟与隔震桥墩性能的能量分析

用改进的三角函数方法来模拟近断层地震地面激励，对非线性隔震桥梁单墩模型进行了地震响应和能量分析．通过对波形、脉冲周期和峰值速度等地震动参数的调整来表征不同的脉冲效应，在前向、前后向和多环3种不同的脉冲波作用下，隔震桥墩反应规律类似，以第3种冲击形式结构的响应值最大、输入结构的地震动能量最多、脉冲周期是决定地震动破坏能力的重要参数，通过定义累积滞回耗能比和瞬时耗散能量比，表明隔震支座有效耗能能力在短周期脉冲作用下较小，在长周期部分趋于稳定，而在中短周期部分单纯依靠隔震支座耗能不足以有效降低地震危害．通过引入瞬时输入能量概念，表明瞬时地震输入能量和结构地震响应密切相关，用瞬时输入能量来表征地震动强度是合适的指标．     

MDOF桥墩结构基于能量的抗震性能分析方法

针对脉冲型近场地震动的高能量输入,有必要发展以能量为指标的结构抗震性能分析方法．基于能量平衡原理,在给出多自由度体系的地震输入总能量和滞回耗能需求、结构耗能能力以及总能量沿各节点分布等计算方法的基础上,建立了一种基于能量概念的桥梁结构抗震性能评估方法．以3座加拿大的实际桥墩为算例,以近震记录和模拟脉冲为输入,验证了所建议方法的有效性和必要性．最后,以MDOF实体桥墩的时程分析结果为基础,对采用Akbas模型近似确定能量在以弯剪变形为主的中、低高度RC桥墩各截面分布的适用性进行了检验．