深水高桩基础桥梁船撞倒塌数值模拟

采用数值模拟方法对深水高桩基础桥梁船撞倒塌事故进行仿真模拟,建立了事故桥梁上、下部结构及船舶的精细化有限元模型,并将弹塑性损伤帽盖模型用于混凝土,弹塑性随动强化模型用于钢材及钢筋。模拟结果再现了被撞桥墩及全桥的倒塌过程,揭示桥梁结构连续倒塌的机理,证明数值模拟方法的有效性及弹塑性帽盖模型作为混凝土本构的合理性。     

桩土效应对矮墩刚构连续组合梁桥的受力影响分析

矮墩刚构—连续组合梁桥群桩基础直接影响桥梁下部结构的抗推刚度,考虑桩土作用是建立分析模型的难点.该文采用刚度等代原理模拟桩土效应,建立了整体计算模型,分析了桩土效应及其对矮墩刚构—连续组合梁桥的受力影响,提出了改善矮主墩连续刚构结构受力的措施.     

下部结构刚度对梁拱组合桥静力性能的影响

结合工程实例,介绍了群桩基础采用等代双柱模型以考虑上下部结构共同作用的模拟方法,给出了等代双柱的参数换算公式,并在此基础上研究了下部结构整体刚度和桥墩转动刚度变化对上承式梁拱组合桥静力性能的影响。研究结果表明:下部结构整体刚度对梁拱结合段主梁弯矩影响较大、对主梁轴力影响较小、对成桥水平推力和年温差水平推力影响较大。桥墩群桩转动刚度对成桥内力几乎没有影响、对成桥推力和年温差水平推力影响较小。     

桥梁基础冲刷对结构静动力特性的影响分析

本文依托象山港大桥分析了基础冲刷对桥梁结构静动力特性的影响,建立了考虑下部结构桩土耦合作用的精细化全桥有限元模型,计算了最大冲刷深度状态下,大桥在极限静力工况时桩基础的最不利荷载效应,验算了单桩的轴向受压承载力及并进行了桩身截面抗力验算,评估了冲刷对桩基础的的影响,对不同冲刷深度下结构的动力特性进行了特征值分析,研究了冲刷深度对各阶模态频率的敏感程度。     

封底层混凝土对深水群桩抗震性能的影响

随着桥梁建设理论的不断完善和施工工艺的日渐成熟,大跨径特殊结构桥梁逐步成为跨海跨江主体结构的首选。鉴于复杂的深水地质环境及上部结构力学性能的要求,群桩基础被广泛的应用于大跨径深水桥梁基础结构设计当中。为满足深水群桩基础的抗震设计需求,本文建立刚度承台模型及弹塑性桩身模型,研究封底层混凝土对桥梁结构抗震性能的影响。研究结果表明:封底层混凝土将增加群桩基础的整体刚度,提高了桥梁抗震性能的安全储备。     

可提离式群桩基础桥梁滞回性能模型试验

为了研究可提离式群桩基础桥梁的抗震性能,设计和制作了大比例尺的可提离式群桩基础和普通群桩基础单墩桥梁试验模型。试验模型采用细砂土箱模拟桩周土体的约束作用,并对可提离节点进行改进设计,以防止局部破坏。采用位移控制分级往复加载,进行拟静力试验研究,对比2种不同基础桥梁的基本抗震性能。试验结果表明:可提离式桩的桩身损伤要远小于普通桩,改进后的可提离桩的节点未见明显损伤;可提离式群桩基础单墩桥梁模型的滞回曲线呈明显的旗帜形,表明结构主要为非线性弹性变形,而普通桩基础桥梁模型的滞回曲线为典型的梭形,表明结构主要为塑性变形;可提离式群桩基础发生提离后,承台位移由平动为主转为以转动为主,表明提离式基础主要依赖承台以上结构的整体转动来适应水平地震作用,进而减小基础的受力和损伤;可提离式桩基础桥梁的残余位移仅为相应普通桩工况的10%,表明其具有较好的自复位性能;基于割线刚度的刚度退化指标不适宜评估自恢复结构的刚度退化,建议采用重新加载至正常使用极限状态下的最不利荷载组合时的刚度指标。     

不等跨连拱拱桥结构设计

从桥型方案构思、拟定结构尺寸、结构计算等方面对一座不等跨连拱拱桥作介绍和分析。采用m法考虑桩土共同作用,计算群桩基础抗推刚度,用以模拟弹性约束边界条件。利用有限元软件建立三维模型,对结构承载能力及稳定性进行计算分析。     

非等长桩群桩基础的等代计算模型

非等长桩群桩基础的变形性能,可以用在顶端设置一个水平刚臂和一个水平弹簧支承的悬臂立柱来模拟。通过算例的分析结果表明,这种等代计算模型不仅具有较高的精度,而且大大地简化了超静定桥梁结构的上、下部结构整体分析。     

考虑桩-土相互作用的大跨钢桁架-混凝土斜拉桥地震响应研究

对于深桩基础的半漂浮体系斜拉桥,在抗震分析中采用刚性地基进行假定处理偏不安全。为探究桩-土相互作用对斜拉桥地震响应的影响,文中结合实际工程,基于黏弹性吸收边界,通过有限元方法模拟桩-土接触行为,研究土体-桩基-桥墩-上部结构系统在地震作用下的动力响应。结果表明,考虑桩-土相互作用后,桥梁结构整体位移与主梁内力增加,下部结构内力减小。     

侧向填土对桥梁高墩影响的有限元分析

结合工程实例,采用有限元方法分析了邻近高墩处的侧向填土对桥梁下部结构影响的实例。计算结果表明,侧向填土过高,将导致桩基础受力超限,桥墩及桥台产生过大变形。不合理的侧向填土将影响桥梁的正常运行。     

桥梁桩基模拟的简化方法及应用

为降低桥梁桩基模拟的计算工作量,同时又能直观反映出桩基的受力特点,采用柔度系数等代法推导给出一种简化的桩基模拟方法,可适用于弹性摩擦桩及嵌岩桩基础,并可用于桥梁的平面及空间问题分析。最后对某高桩承台进行抗船撞实例分析,分别采用简化方法和比拟杆件法对承台顶位移进行对比,误差在5%左右;对比结果也表明:在桩-土结构相互作用分析时,桩基竖向刚度对结构整体受力的影响较为显著,应引起桥梁设计人员的重视。     

作为能力保护构件的桥梁群桩基础设计地震力简化计算方法

在桥梁延性抗震设计中,群桩基础往往作为能力保护构件进行设计。基于这一设计方法,计算群桩基础的设计地震力时,需要计算承台的地震惯性力。该文建立了承台-墩梁两质点模型,分析了承台惯性力随桥墩刚度的变化规律,提出了承台地震惯性力的简化计算公式,以及群桩基础的设计地震力简化计算公式。最后,以实际桥梁工程为背景建立有限元计算模型,通过弹塑性时程分析验证了简化计算公式的正确性和实用性。     

桥梁桩基础施工对既有明挖隧道变形影响研究

以某桥梁跨越隧道工程为研究背景,运用有限元软件模拟桥桩基础施工过程,并针对桩基础不同开挖深度对地铁隧道的影响展开对比分析,研究表明:在桥梁桩基础施工过程中,东西双向隧道拱底、隧道左、右拱腰以及桩基础周边土体变形规律均呈对称分布;靠近隧道附近施工对隧道拱底和拱腰的变形影响最大;桩基础开挖深度未超过隧道时,地表沉降与桩周土体水平位移均随着开挖深度的增大而变大,当开挖深度超过隧道位置后,地表沉降与桩周土体位移将不再受开挖深度的影响,其结论可为类似桥梁跨越隧道工程研究提供参考与借鉴。     

浅析桥梁灌注桩的施工质量控制与检测

该文指出:据统计分析,目前公路桥梁的下部结构基础施工中,大部分采用的是桩基础。桩基是一种极为有效、安全可靠的基础形式,能将上部结构荷载有效地传递到深层稳定的土层中,在很多程度上减少基础沉降。但是桩基础的施工,通常是在地面下或水下进行施工的,施工的工序比较复杂,质量控制难度比较大,稍有不慎易产生断桩等严重缺陷。因此,对桥梁桩基础的施工管理与质量检测就显得非常重要。     

应用超声波与芯样强度对旧桥桩底基岩完整性评价

桩底基岩的完整性是桥梁耐久性和安全性的重要参数,尤其是岩溶地区的桥梁基础。为评价运营期桥梁的稳定性及耐久性,需对桩底基岩的完整性、承载力进行检测。利用超声波在基岩中传播时,其波速、传播时间受裂隙、夹泥等缺陷的影响,波形会发生畸变的原理,对岩溶地区营运桥梁桩底基岩的完整性进行评价。先在桩周呈等边三角形分布钻孔,再利用超声波检测技术,结合所取芯样进行室内试验,来评价基岩的完整性和承载力。通过巴江河特大桥检测证明,该法是可行的,进而判断桥梁桩基的耐久性与安全性。     

成都市凯德商用天府项目基坑开挖对桥梁桩基的影响研究

采用大型通用有限元软件ANSYS对成都市凯德商用天府项目基坑及其周边桥体桩基础进行三维数值仿真分析,研究了有限元模拟的几个关键问题,并对基坑开挖过程进行模拟。结果表明:基坑开挖完成后,桥梁桩基最大水平位移2.80 mm,最大竖向位移1.00 mm,最大压应力7.88 MPa;基坑中心土体上拱8.91 mm,桩基周围靠基坑侧土体下陷最大值4.53 mm;桥梁桩基和土体的各项指标均在限值之内,在监控状态下可继续进行基坑开挖。     

土-承台动力相互作用对砂土场地桩基桥梁地震反应的影响

在桩基桥梁的地震反应分析中，桩-土动力相互作用是个重要的问题，而对于采用低桩承台基础的桥梁，承台埋在土面以下，还存在土与承台之间的动力相互作用。目前，地震反应分析中一般不考虑土-承台动力相互作用的影响，相关研究也很少。为此，利用OpenSees有限元分析程序，基于p-y曲线建立了土-结构一体化桩基单墩模型，选择40条实际岩石场地地震记录作为输入，开展了考虑土-承台动力相互作用的桩基桥梁地震反应分析。结果表明，考虑土-承台动力相互作用后，结构的基本周期会减小，墩底曲率会明显增大，桩顶曲率会大幅减小，但墩顶位移的减小可以忽略。     

不同布桩形式对桥墩地震响应的影响

该文结合典型工程实例,对五种不同的桩基布置形式建立有限元模型,分析不同布桩形式对桥墩地震内力的影响。在水平地震荷载作用下,增加桩基的刚度和数量不一定能改善桥墩受力,需要在顺桥向和横桥向分别输入地震波综合考虑桥墩地震响应,从而得到合理的桩基布置。     

高速铁路岩溶地区桩基后压浆仿真分析

为分析后压浆技术对高速铁路岩溶地区桥梁桩基承载特性的影响，运用有限元软件PLAXIS模拟分析了顺义特大桥#190墩钻孔灌注试桩注浆前后的承载性能变化。结果表明:①后压浆能在岩溶地区桥梁桩基发挥重要的作用，提高桩基承载力约85%，减小沉降约58%；②数值模拟结果与现场试验结果吻合度较好，能够很好反映现场实际的工程状况。     

整体式桥台-桩基-土相互作用内力计算方法研究

整体桥具有使用寿命长、施工方便、造价及养护费用低等特点，目前在国内外得到了广泛的应用与推广。以某整体桥为工程背景，设计制作了桥台-桩基结构试验模型，开展了整体式桥台-H形钢桩-土相互作用低周往复荷载拟静力试验，主要研究了桥台和桩基的应变、弯矩与剪力等。试验结果表明：桥台正向移动时桩身应变呈现“酒杯”形分布，负向移动时呈现“橄榄”形分布；同时，无论是最大压应力还最大拉应力，均是正向位移荷载作用下的要明显大于负向作用下的。因此，升温时桩基的内力要大于降温时的，也即夏季高温时的H形钢桩基受力最为不利。为减小升温对桩基的不利影响，建议整体桥合龙温度取略高于年平均温度。同时，在试验研究的基础上，进行了整体式桥台和桩基的内力计算。计算结果表明：采用现有的经典台后土压力理论或桥梁规范计算得到的台底弯矩和剪力与试验结果均存在较大偏差，而采用黄-林法可较准确地得到台底弯矩和剪力。另外，计算结果还表明：负向加载时，采用现有计算方法得到的桩身弯矩和剪力与试验结果偏差不大，分布规律也与传统桩基的相似；但是，正向加载时，采用现有的计算方法得到的桩身弯矩和剪力与试验结果存在较大偏差，分布规律也明显不同。所提出的多项式拟合法和黄-林法能够较为准确地计算得到整体式桥台-桩基-土相互作用时的弯矩和剪力，实际工程中可采用该方法来计算整体桥的桥台和桩基内力，该方法可为中国整体桥的设计与应用提供参考和借鉴。