大跨度预应力混凝土连续刚构桥动力特性及P-Δ效应分析

以某已建成的连续刚构桥为研究对象,采用Midas/civil 2010有限元程序,建立连续刚构桥有限元模型,分析了连续刚构桥采用钢筋混凝土双薄壁实心墩、双薄壁空心墩和单柱式空心墩三种截面形式的动力特性和分别在纵向地震和横桥向地震作用下结构的P Δ效应。研究结果表明:三种不同截面类型的桥梁自振频率依次增大,不同的桥墩截面形式使桥梁结构的振型序列发生变化;在三种桥墩截面形式下,考虑P-Δ效应后,对纵向地震响应的影响显著而对横向地震响应的影响较小,但P-Δ效应并不影响桥梁结构的时程曲线趋势。     

桥墩形式对不对称连续刚构桥地震响应的影响

以云南省迪庆州维西县中路大桥为工程背景,研究不同的桥墩形式对不对称连续刚构桥动力特性的影响,用有限元软件Midas/Civil分别建立了桥梁上部结构不变,桥墩形式分别为双肢薄壁墩、单柱墩、V型墩的三个模型,分析其自振特性及地震响应情况,并对比分析其关键截面内力和位移情况。研究表明桥墩形式对自振周期影响较小,双肢薄壁墩下的桥梁结构在地震作用下的受力及位移最为合理。     

大跨度连续刚构桥抗震性能分析

双肢薄壁墩和单柱式墩是连续刚构桥的常用桥墩结构形式,为研究桥墩形式对桥梁的影响,以某连续刚构桥为基础,建立空间有限元模型,对比分析双肢薄壁墩和单柱式墩对连续刚构桥动力特性与地震相应的影响,研究预应力对桥梁地震响应和抗震性能验算的影响。结果表明,相同截面情况下,双肢薄壁墩比单柱式墩受力更为合理,预应力对刚构桥地震响应影响不大,但抗震性能验算时必须考虑预应力作用,且双肢墩的内外两肢受力要协调,避免正常使用状况下内外两肢内力相差过大。     

迪那2气田高墩T形刚构桥抗震分析

结合迪那2气田T形刚构桥高墩的抗震时程分析,对比分析了薄壁墩和空心薄壁墩的动力特性及结构在单向激励和三维激励下的抗震性能,分析发现双薄壁墩和空心薄壁墩在截面特性和墩高基本一致的情况下,双薄壁墩较空心薄壁墩包含更多低频自振频率,频率分散,双薄壁墩的抗震性能优于空心薄壁墩。     

双肢薄壁墩墩身系梁对连续刚构桥抗震性能影响的探讨

以某双肢薄壁墩连续刚构桥梁工程为依托,采用有限元软件Midas/Civil建模,对结构进行了动力特性和地震反应谱计算,分析了桥墩系梁的设置对双肢薄壁墩连续刚构桥梁自振特性和抗震性能的影响。给出合理确定桥墩系梁数量的原则和建议。     

公路桥梁抗震设计方法及实例分析

基于公路桥梁抗震设计要点及常用抗震设计方法,以某连续刚构桥为依托,通过数值计算对桥梁结构自振特性、不同等级地震作用下的桥梁结构响应进行了分析,阐述了桥梁抗震设计方法的应用过程。研究表明:该桥在E1及E2地震动作用下,主结构均处于弹性工作状态,主结构强度满足抗震设计需求;矮墩受力更为不利,针对类似桥梁,需要更为关注矮墩的抗震性能;该桥在E2地震作用下,主梁的位移略大于伸缩缝的最大伸缩量,建议进一步优化伸缩缝选型。     

大跨PC连续刚构桥抗震研究进展综述

我国已建设大量的大跨PC (prestressed concrete)连续刚构桥，其墩高可达百米及以上，存在遭受强震的可能，尤其是在西部高地震风险区，连续刚构桥主墩与主梁是刚性连接，主梁与桥墩共同承担地震力.为促进刚构桥的抗震研究，首先，梳理了国内外近期经受地震考验的几座刚构桥的震害表现；然后，从抗震理论及模型试验、减隔震（耗能）设计和震后修复等方面，对连续刚构桥桥墩、上部结构、基础等主要构件以及全桥整体抗震性能等热点问题进行了评述，刚构桥具有良好的抗震性能，高阶效应及墩梁固结处纵桥向弯矩对桥墩地震反映影响较大，模型试验及理论分析中主梁开裂及损伤问题易被忽视，低墩或双柱墩刚构桥已展开墩底及基础隔震研究；最后，对未来可开展研究方向进行了探讨，强震下箱梁的开裂机理及损伤控制，基于新型材料及耗能构件组成的高墩，基础隔震及高墩底部隔震的实用技术，箱梁及空心墩的地震损伤识别及震后修复，（近）跨断层地震作用下刚构桥的渐进倒塌机理与防止.     

基于反应谱法的高墩连续刚构桥地震响应分析

以某(84+160+84)m连续刚构桥为背景,建立了考虑主梁—桥墩、主梁—桥墩—桩基与主梁—桥墩—桩基—土层3种有限元模型,对3种模型进行了自振频率与振型的比较分析,同时也对主梁—桥墩—桩基—土层模型进行了典型截面的内力与位移计算分析。研究结果表明:相同振型下,考虑主梁-桥墩有限元模型的自振频率比考虑主梁-桥墩-桩基-土层的自振频率大;横向地震加速度对连续刚构桥梁体弯矩影响较大,最大值达到7 960.4 k N·m,设计时应加以考虑;顺桥向地震加速度对梁体轴力影响较小,而横桥向地震加速度对轴力影响较大;横桥向地震加速度对梁体剪力影响程度大于顺桥向地震加速度的影响程度,最大剪力数值为288.8 k N;横桥向地震加速度对梁体横向位移为27.2 mm,对安全造成较大影响,需要特别引起重视;横桥向地震加速度对顺桥向位移仅为0.4 mm,影响较小。     

主梁刚度缺陷对连续刚构桥成桥状态影响研究

为研究连续刚构桥在施工阶段主梁不同位置出现局部刚度缺陷对成桥状态的影响,采用通用桥梁分析软件M idas/Civil建立有限元模型,对某跨径布置为(100+180+100)m的连续刚构桥进行计算分析.计算2种工况情况下的55个模型,研究刚度缺陷对成桥状态桥梁变形和一阶自振频率的影响,结果表明:连续刚构桥在施工阶段的主梁局部会出现刚度缺陷,当缺陷位置在墩顶0#块和边跨3 l/4梁段时,对成桥状态桥梁边跨最大下挠值fb有较明显的增大效应,在其他位置对fb的影响较小;缺陷对成桥状态的中跨最大下挠值影响较小;成桥状态的桥梁一阶自振频率会降低,但影响较小.     

限位墩墩顶伸缩缝间距对长联梁桥纵向抗震性能的影响

工程实践表明,限位墩可以大大降低长联梁桥落梁倒塌事故的发生,而限位墩墩顶伸缩缝尺寸对于长联梁桥纵向抗震性能具有较大的影响。为此,以有限元分析为手段,通过非线性分析方法研究伸缩缝间距对纵向地震作用下长联梁桥动力响应的影响。研究表明:随着间距的增加,主梁未出现碰撞或碰撞力呈现出下降的趋势,普通墩最大墩底弯矩没有呈现出特别明显的规律,而限位墩最大墩底弯矩主要受碰撞力的影响,其最大墩底弯矩的变化和墩顶最大碰撞力类似。普通墩墩梁的最大相对位移,最大碰撞力的大小以及最大墩底弯矩随伸缩缝间距的增大基本变化不大。     

大跨径连续刚构桥主墩的合理刚度分析

以大跨径刚构桥主墩刚度的作为研究对象，分析主墩刚度计算方法，利用有限单元法，对典型桥梁主墩在不同的设计参数下的内力、位移和稳定荷载系数进行计算分析，归纳出大跨径连续刚构桥主墩类型、主墩截面设计参数（纵桥向宽度）的确定公式，分析在悬臂施工中的不平衡弯矩所需两薄壁墩抗弯刚度的两墩间距和系梁的数设置对桥跨结构内力、位移及稳定性影响，总结出主墩类型及设计参数的规律性。     

行波效应对长跨连续刚构桥地震响应的影响

为了研究行波效应对于桥梁地震响应的影响,以一座实际工程高桩大跨度连续刚构桥(70+7×105+70)m为例,通过Midas/civil软件建立有限元模型,运用相对运动法对其进行地震动时程分析。考虑了2种地震波和3种视波速的不同组合,对比分析了行波效应对桥梁地震响应的弯矩和剪力。计算分析表明,对于不同的地震波输入,其对弯矩和剪力的影响有较大的差别。行波效应对于桥梁不同位置地震响应内力值影响的程度和变化趋势不同,但总体是随着视波速的增大,行波效应对内力的影响程度减小,墩底弯矩在视波速为500 m/s时减小-17.11%;800 m/s时减小-11.22%;1 000 m/s时减小-8.83%。且这种变化的规律在桥梁顺桥向空间上有一定的规律性。     

不同合龙顺序下大跨径连续刚构桥力学行为

为探讨不同合龙顺序对连续刚构桥力学性能的影响,以某4跨连续刚构桥为研究对象,建立有限元模型,对比分析边中跨同时合龙与边中跨依次合龙时主梁应力、线形及墩顶截面弯矩值。计算结果表明:在成桥及10 a收缩徐变工况下,不同合龙顺序对主梁应力影响轻微,在实际工程中可忽略不计;采用边中跨同时合龙时,主梁最大竖向变形比依次合龙时明显增加,墩顶截面弯矩也有一定幅度增大。     

低墩连续刚构桥力学行为分析

以一座3跨对称连续刚构桥为原型,通过对比不同墩跨比的连续刚构桥在规范中主要荷载组合作用下结构受力变化,给出结构受力变化的重要拐点,并在此基础上给出低墩连续刚构桥界定的建议;通过对比低墩和非低墩连续刚桥在不同主墩截面形式下结构的受力特点,得出四肢薄壁截面形式在满足稳定性的前提下更适合低墩连续刚构桥。     

墩高差对大跨连续刚构桥地震响应的影响分析

为了分析墩高差对大跨连续刚构桥地震响应的影响,使用大型通用有限元软件Midas Civil建立了3种不同墩高差的有限元模型,模型考虑桩-土相互作用。运用反应谱法进行一致激励,得出了主梁及桥墩关键截面位移和内力的变化规律。结果表明:墩高差对主梁位移与内力影响较大,对于存在墩高差的桥梁,应着重考虑高墩的抗推刚度与矮墩的截面抗力。     

地震激励下大跨度连续刚构桥与轨道受力特性

为研究大跨度连续刚构桥与轨道系统地震响应规律,建立考虑轨道约束的大跨度连续刚构桥与轨道系统一体化仿真模型。以某3-32 m简支梁桥+(72+128+72)m连续刚构桥+3-32 m简支梁桥为例,分析轨道约束对桥梁-轨道系统抗震能力的影响,研究地震波水平输入角度参数对地震响应影响,探讨竖向地震波作用下系统纵向受力和变形规律。研究表明:纵向地震响应下钢轨承受较大应力,呈"双菱形"分布,竖向激励对钢轨地震力和下部结构受力影响较小;随着地震波水平输入角增大,钢轨纵向应力减小,墩顶水平力、墩底剪力、墩顶水平位移均表现为顺桥向减小而横桥向增大;钢轨能增强桥梁整体性,对抗震性能提升有利;轨道结构能减小简支梁桥墩顶水平位移及墩底剪力,对连续刚构桥影响不大。     

海上双肢墩连续刚构桥抗震性能分析

双肢墩是连续刚构桥梁常见的一种桥墩形式。以某海上连续刚构桥工程实例,通过有限元建模计算,对比桥墩取不同尺寸、是否设置系梁等不同情况下的地震响应,对海上双肢墩连续刚构桥桥墩及高桩承台基础在罕遇地震作用下的抗震性能进行分析。结果表明,双肢墩设系梁可以减小桥墩塑性转角、墩梁相对位移,并且基础受力优于增加双肢墩壁厚的情况。     

预应力混凝土连续刚构桥结构参数分析

对于预应力连续刚构桥计算不同变截面梁底曲线对应混凝土应力以及主拉应力，通过比较应力大小得到合理梁底幂曲线的选取；通过数值分析以及回归分析的方法归纳预应力连续刚构桥梁高跨比变化范围，箱梁截面板厚的经验公式及取值范围，合理孔跨比范围；并回归拟和预应力混凝土连续刚构桥双薄壁墩的墩高、壁厚、双肢间距及跨径相互间的计算公式。     

多跨矮塔斜拉桥超高墩合理形式比选

为研究多跨矮塔斜拉桥超高墩合理形式,以多跨矮塔斜拉桥超高墩为对象,综合对比分析超高墩结构布置形式和受力特点,按截面特性相似的原则提出双薄壁墩、单薄壁墩、组合式墩、叠合式墩四种适用于依托工程的超高墩形式。采用全桥有限元和理论方法,分析不同工况下主梁和桥墩关键截面的内力和墩顶位移、施工和成桥运营阶段的稳定性、E1地震作用下的动力及抗震性能。结果表明：四种方案均满足施工阶段和成桥运营阶段下的稳定性要求,双薄壁墩前三阶均为纵向失稳且稳定安全系数变化较小;在E1地震荷载作用下,双薄壁墩内力响应最小,但位移响应较大,单薄壁墩和叠合式墩与之相反,组合式墩则较均衡。考虑结构整体受力性能,建议多跨矮塔斜拉桥超高墩桥梁选用双薄壁墩或组合式墩。     

山区高矮墩大跨连续刚构桥对比分析研究

以贵州省瓮安河特大桥主桥设计为背景,对比分析了高矮墩与主墩高度相同两种条件下大跨度连续刚构桥主梁、主墩的力学特性和差异。得出高矮墩不对称布置除局部效应外,对主梁的整体受力影响不大,纵桥向和横桥向荷载效应均呈现出向矮墩处集中的趋势,且自振特性均表现出不对称的特点。