系梁对哑铃型承台基础承载特性的影响研究

针对我国大跨度桥梁目前常用的哑铃型承台基础,分析了系梁对基础承载能力特性的影响因素,建立FEA有限元模型,重点分析了系梁宽度及高度对哑铃型承台基础的基础承载特性影响规律,进一步讨论了系梁底设置桩基的合理性。结果表明: 随着系梁高度及宽度增加,系梁刚度变大,传递的剪力或弯矩增大,对上部结构荷载作用下基础承载力验算有利；但系梁自重也变大,对基础承载力验算不利。系梁自重引起的不利影响要远大于刚度增加带来的有利影响。在系梁底布置桩基可有效承载系梁自重,但对提高承台整体的承载能力并无明显益处。     

上承式大跨度钢管混凝土拱桥地震反应分析

为研究上承式大跨度钢管混凝土拱桥的地震反应性能,以大型有限元计算软件ANSYS为平台,分别以纵向＋竖向和横向＋竖向迁安波与EI Centro波作为输入地震波,对跨径为430m的上承式钢管混凝土拱桥——支井河特大桥进行了地震反应分析。研究结果表明：前10阶振动以侧向振动为主,表明桥纵向刚度远大于侧向刚度;拱肋抗震设计最危险截面是拱脚截面,地震反应内力最大;横向＋竖向地震动输入时拱肋轴力及弯矩略大于纵向＋竖向地震动输入时,相差幅度不大,但横向＋竖向地震动输入时弯矩My远大于纵向＋竖向地震动输入;在横向＋竖向地震动输入下最危险截面——拱脚处的地震反应轴力内侧拱肋大于外侧拱肋。     

某连续刚构梁桥的弹塑性抗震性能分析

基于能力设计原理,对某连续刚构梁桥进行弹塑性地震响应分析.分别考虑桩-土作用与忽略桩-土作用建立有限元计算模型,采用刚度退化三线型模型,计算出该桥桥墩与桩恢复力计算模型的特征参数,在设防烈度与罕遇地震作用下,对其进行弹塑性地震反应非线性计算.研究结果表明:考虑桩-土作用对结构的平面内弯矩与弯矩曲率滞回曲线有较大影响,不可忽视.算例分析结果可为同类桥梁的抗震设计提供参考.     

隔离桩法消减桩基边载负摩阻力的试验研究

土表边载作用下黏土中桩基多承受复杂的负摩阻力作用，可能造成桩基或上部结构损坏，研究隔离桩法消减边载负摩阻力作用具有重要的意义。设计并开展了黏土中单侧堆载作用下桩基模型试验，测定了桩身应变、桩顶位移以及土表沉降，研究了隔离桩间距、刚度、桩型对工程桩轴力及弯矩的影响及其随黏土固结的时间效应。试验结果表明，工程桩弯矩较快达到峰值并随固结时间而减少，桩顶水平位移较桩顶沉降更早趋于稳定；设置隔离桩可有效降低工程桩轴力、弯矩和边载负摩阻力，当桩间距大于4D后，对轴力的消减效果受桩间距的影响降低；增大隔离桩抗弯刚度、近土表处加设翼板可以有效减少边载负摩阻力作用，当隔离桩间距较大时，建议在隔离桩侧加设翼板以提高阻隔效果。     

桩基桥墩的静力推倒分析

该文根据日本铁道抗震设计规范建立了考虑桩构件及地基非线性的杆系有限元模型,分析了某客运专线上的桩基础的水平极限承载能力,并与我国规范m法的计算结果进行了比较。分析结果表明:当墩顶水平力较大时,随着桩侧地基土水平及竖向抗力不断进入塑性,中日两国规范计算的结果相差较大;考虑桩土相互作用的墩顶水平力-位移的骨架曲线可用三线性描述。该分析结果可为罕遇地震下桩基础的抗震分析提供理论依据。     

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。     

桥梁低桩承台基底竖向抗力作用效应的计算研究

当桥梁低桩承台埋入土体中3～5 m甚至更深且承台底面混凝土与土基密合时,摩擦桩承台基底土提供了相当可观的竖向抗力,为研究该承台基底竖向抗力,文中采用弹性理论m法,推导计算低桩承台基底竖向抗力作用效应的公式,并对现行《公路桥涵地基与基础设计规范》中的相关公式提出修正建议。结果表明,按文中公式计算的摩擦桩桩顶外力较不考虑承台基底竖向抗力作用时的桩顶外力有明显减小,从而可有效减短桩长,节省材料用量。     

基于p—y曲线法的高桩码头有限元分析

利用有限元软件ANSYS对高桩梁板式码头整体结构进行三维有限元分析。在桩土相互作用的处理中,采用复合地基反力法即p-y曲线法模拟土体,将土体离散成法向与切向非线性土弹簧,分别模拟桩侧土抗力与桩的侧摩阻力及桩端阻力,这较之前常用的按照嵌固点计算的常规算法更能使得进行结构计算时反映出真实情况。通过计算分析,得到基于复合地基反力法的桩基的弯矩与剪力图。比较在同等荷载作用下基于p-y曲线法与常规算法下两种有限元模型的计算结果,通过桩的轴力、弯矩及剪力等计算结果的比较分析得到两种计算方法的差别,为高桩码头的设计计算提供参考。     

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。     

基于等值梁法的单层钢板桩围堰有限元分析

钢板桩围堰在桥梁深水基础施工中应用广泛。针对目前已有平面有限元法、空间有限元法和等值梁法等钢围堰分析方法,为研究钢板桩围堰结构的受力情况,本文以某大桥钢围堰施工为工程背景,将等值梁法和有限元法相结合,利用等值梁法基本原理,先将钢板桩简化为等值梁结构,利用平面有限元法对单位长度钢板桩等值梁结构建立有限元模型,计算出板桩每道内支撑的支撑反力,然后对多道水平内支撑分别建立有限元模型,将先前的支撑反力以单元力的形式作用在水平内撑模型上,计算出钢板桩与内支撑连接处的最大位移,内支撑的应力、轴力等。最后,将内支撑最大位移以强制位移的形式作用于钢板桩支撑处,对钢板桩强度和刚度进行验算,计算钢板桩所受应力情况,并与钢板桩围堰空间有限元模型计算结果和现场实测值进行比较,对比结果表明该方法对钢板桩围堰进行受力分析效果明显,钢板桩围堰具有足够的承载能力和安全性。