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。     

群桩基础的精细化设计模拟

大跨径桥梁以及上下部刚构的桥梁对下部结构刚度敏感性很高,如何对桥梁结构整体进行精细化模拟,以求得到精确的结构反应解答,对现代桥梁设计至关重要。其中群桩基础的有效模拟对整个下部结构刚度尤为重要。针对影响桩基础有限元模拟的关键因素进行分析,以求找到影响桩基有限元模拟精度的因素,为群桩基础的有限元精细化模拟提供参考。     

山区高墩大跨径连续刚构桥梁抗震研究

高烈度地震山区高墩大跨径连续刚构桥梁具有桥墩高度大、跨径大、相邻桥墩高度差异大、上部结构质量大、地震力大的特点,抗震设计在桥梁设计中起决定性作用。为了提高桥梁抗震性能,从桥墩型式、桥墩刚度匹配、耗能减震等方面进行了研究,提出了几点技术措施:(1)主墩采用内灌外包钢管混凝土格构柱+钢筋混凝土肋板组成的空心薄壁墩,减轻下部结构质量,降低了桥墩刚度,减小桥墩地震力;(2)优化高、低墩截面尺寸,使桥墩刚度、强度与所受地震力相匹配,并减小地震作用下桥梁位移;(3)在梁端设置粘滞阻尼器,减小纵桥向地震力和位移。     

山区高墩大跨径连续刚构桥减震技术研究

高烈度地震山区高墩大跨径连续刚构桥具有桥墩高度差异大、上部结构质量重、地震力大等特点,桥梁减震是设计重点。为了提高大跨径连续刚构桥的抗震性能,从上部结构轻型化、墩型优化、桥墩刚度匹配、阻尼器耗能等方面进行了减震技术研究。结果表明:1)主桥箱梁采用陶粒轻质混凝土或部分节段采用高强度活性粉末混凝土,可减轻上部结构重量,减小地震力; 2)主墩采用钢管混凝土格构式空心薄壁墩,可减轻下部结构重量,降低桥墩刚度,减小桥墩地震力; 3)优化高、低墩截面尺寸,调整桥墩刚度,可使各桥墩的承载力与所受地震力相匹配; 4)在梁端设置非线性粘滞阻尼器,可减小顺桥向地震力和位移。     

超大跨径三塔斜拉桥横向抗震结构体系研究

以琼州海峡跨海工程2×1500m三塔斜拉桥设计方案为背景,采用非线性时程分析方法,基于利用附加装置改善大跨径桥梁结构性能的设计思想,研究超大跨径三塔斜拉桥适宜的横向抗震结构体系。首先针对附加刚度和附加阻尼的设计参数进行优化分析,然后分析不同横向约束结构体系对超大跨径三塔斜拉桥横向抗震性能的影响。结果表明:对于超大跨径三塔斜拉桥,选择适宜的横向弹性+阻尼组合体系能够更经济有效地改善结构受力性能,在降低主塔地震响应和主梁地震应力的同时还能较好地控制塔梁间横向相对位移,是超大跨径三塔斜拉桥较为理想的横向抗震结构体系。     

振荡压实在大跨径混凝土桥梁铺装中的应用

由于大跨径混凝土桥梁桥面铺装层压实施工时,沥青混合料不易压实,且采用传统方法进行压实易对桥梁结构产生破坏：对振荡压实工艺在某大跨径水泥混凝土斜拉桥主桥铺装层施工中的应用情况进行介绍,经测试表明该工艺既可以避免施工荷载对桥梁结构的破坏,又可以保证镝装层沥青混合料具有较好的压实效果和路用性能。     

曹妃甸工业区1号桥斜拉桥设计

曹妃甸工业区1号桥位于北方寒冷强震区,由通航孔桥、非通航孔桥及引桥组成,综述该桥通航孔桥设计。根据建设条件及景观要求,通航孔桥为跨径2×138 m独塔单索面斜拉桥;桥塔为独柱形,造型为船帆式;索塔锚固区采用外露式钢锚箱方案;主梁采用单箱三室钢-混凝土箱形结合梁;斜拉索采用7 mm镀锌平行钢丝;桥塔墩采用群桩基础。抗震性能研究表明,强震区大型独塔斜拉桥应尽量避免采用塔、梁、墩固结体系,以减小桥梁结构的地震响应。     

海上深水桥梁桩基大体积承台施工技术研究

大体积混凝土承台具有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土用量多、工程条件和施工技术要求高等特点,除了必须满足强度、刚度、整体性和耐久性要求外,还必须控制温度变形裂缝。海上深水桥梁基础大体积承台在此特点的基础上,受海洋环境的影响,其施工工况更加复杂化。本文依托平潭海峡大桥实体工程,提出了承台施工过程的主要施工工艺,对钢套箱施工、封底混凝土施工、大体积混凝土浇注及温控等关键技术进行了系统的研究,研究成果可以指导今后同类工程大体积承台混凝土的施工。     

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。     

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。     

高墩大跨径桥梁在悬臂施工阶段刚构的非线性稳定分析

随着悬臂施工的发展,挂篮的形式越来越多,轻型重载是挂篮的未来的发展方向。由于大部分悬臂施工都是高空作业,对挂篮的要求很高,既要满足强度、刚度和稳定性要求,又要求经济。研究悬臂施工阶段挂篮钢构的受力特点和设计计算,对今后的发展和应用具有重要意义。本文结合工程实例对高墩大跨径悬浇预应力混凝土连续梁桥挂篮进行分析研究,首先对各种挂篮结构分析方法进行了阐述,然后结合一个工程实例分析了高墩大跨径桥梁钢构的主要受力特点,并借助有限元软件ansys和midas civil建立有限元模型,对挂篮的强度、刚度以及整体稳定性进行分析计算;最后总结了悬臂施工阶段挂篮结构受力特点、施工性能,提高高墩大跨径桥梁的使用效率,以此获得更较好的经济效益。     

崇启大桥(江苏境)引桥设计

该文介绍了崇启大桥(江苏境)引桥的方案比选和设计情况,重点介绍了50m跨径预应力混凝土连续梁的预制节段逐跨拼装结构及钢管桩基础的设计和施工。50m跨径引桥设计采用钢管桩基础方案和预制节段逐跨拼装方案,加快了桥梁建设进度、提高了结构的耐久性,减少了桥梁建设对环境的影响。这种结构形式和施工方法可在类似工程中推广应用。     

大型深水基础的设计与施工

铜陵长江公路大桥与长沙湘江北大桥均系建筑在宽阔深水江面上的大跨径预应力混凝土斜张桥。本文着重介绍该两座大桥的围堰加管柱的大型深水基础的设计与施工。以往此类结构均以桩承受全部外力,围堰只作为施工手段不参与受力。而铜陵长江大桥则突破此先例,让围堰与承台、封底混凝土形成一闭合整体共同受力。     

超大跨斜拉桥群桩基础多点振动台试验

为研究一致激励条件下大跨度桥梁群桩基础的地震响应,以一座试设计斜拉桥(全长2 672m,主跨1 400m)为原型,设计了1/70的桩-土-桥梁结构全桥物理模型,基于该全桥模型开展群桩基础振动台试验研究。采用微粒混凝土和铁丝制作钢筋混凝土主塔和桥墩,C40混凝土和6mm螺纹钢制作桩基础和承台,质量比为3∶1的砂子和木屑模拟土体。模型包含8组群桩基础,分别支撑过渡墩、辅助墩和主塔。地震波采用人工波Acce100,自然地震波El Centro,Mexico City和Chi-Chi,以研究不同卓越频率地震波输入对大跨度桥梁群桩基础的影响。分析群桩基础的地震反应规律,包括不同桥墩处桩基础的桩身加速度、位移和弯矩。结果表明:因不同位置处群桩基础振动特性不同,相同地震动经各群桩基础传递至过渡墩、辅助墩和主塔底部,产生不同变化,导致不同桥墩或主塔处输入上部结构的激励不同;支撑辅助墩和主塔的群桩基础,桩顶加速度和相对位移随着输入地震波加速度峰值的增加而增加,但峰值加速度放大系数降低。4种地震波中Chi-Chi波引起的各群桩基础桩顶相对位移和桩顶弯矩响应最大;输入地震动为Mexico City波时,过渡墩处的群桩基础桩顶相对位移、加速度峰值放大系数大于辅助墩处群桩基础的相对位移和放大系数,输入地震动为其他3种地震波时,结果相反。     

浅谈大跨径桥梁结构混凝土质量控制技术

混凝土的工作性和耐久性决定了工程质量和结构物使用寿命,长期以来都是建设单位和研究人员关注的重点。随着混凝土制备工艺的不断提高,优良的工作性能和耐久性虽然得以实现,但同时也增加了材料及现场施工控制的难度。因此必须采取科学的方法,对大跨径桥梁结构混凝土的质量进行严格控制。本文初步探讨了大跨径桥梁混凝土生产全过程质量控制要点和方法。     

国内大跨径钢桥面桥梁主要铺装类型介绍

国内许多大跨径钢桥的桥面沥青混凝土铺装层在投入使用初期便出现了疲劳开裂、车辙、滑移与脱层、鼓包等病害,造成较大的经济损失和社会影响。该文着重介绍国内大跨径桥梁钢桥面铺装类型的发展过程及结构类型,为钢桥面铺装类型的研究和方案设计提供参考。     

液化场地桥梁桩基础震害及其抗震研究概述

砂土液化是桥梁结构严重破坏甚至倒塌的重要影响因素.该文总结了几次大地震中液化场地桥梁桩基础震害情况,简要评述了这一领域的研究现状.通过对比国内外桥梁抗震设计规范,认为我国规范基础抗震设计部分明显不足.结合国内地震液化灾害分布特点和桥梁建设实际情况,强调了深入开展液化场地桥梁桩基础抗震性能研究的必要性和紧迫性.     

超大跨碳纤维索桁桥的静动力性能研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)具有轻质、高强、耐久性好、耐腐蚀等性能优点,是用作大跨径缆索承重桥的理想材料.在吸收国内外对CFRP材料研究成果和经验的基础上,提出CFRP索桁桥,从而一方面充分利用CFRP缆索耐腐蚀、高强的性能优点;另一方面利用索桁架结构刚度大的优点,克服大跨径桥梁柔度大、刚度小的缺点,并减少因CFRP质量轻对桥梁结构稳定性的影响.通过建立三维有限元模型,对跨径为2 000 m级的CFRP索桁桥进行了静动力性能分析,并与相同跨径的钢悬索桥和CFRP悬索桥进行比较,证实了CFRP索桁桥在静动力性能方面的优势,最后提出了主跨5 000 m超大跨CFRP索桁桥设计构想,并对其静动力性能进行了分析.     

冰荷载作用下渤海域桥梁深水基础静动力反应研究

为了保证寒区海域桥梁结构的安全性,以渤海域深水基础桥梁为背景,针对钢管打入群桩基础承台遭受冰荷载作用,采用有限元分析方法对钢管打入群桩基础进行数值模拟,开展深水基础桥梁结构的静动力反应研究。研究结果表明:桥梁结构在动冰荷载作用下的动力反应明显高于静冰荷载作用下的动力反应,仅考虑静冰荷载作用的桥梁抗冰设计是不合理的;动冰荷载作用下部分桩的应力超过了钢材的容许应力,拉压应力幅较大,可能会导致钢管打入桩疲劳破坏;渤海域桥梁的抗冰设计应进行动力反应分析,以保证冰荷载作用下桥梁的安全性;在渤海寒区海域桥梁的设计过程中,需采取破冰措施来降低动冰荷载对桥梁结构的作用。     

中小跨混凝土梁桥和大跨径桥梁健康监测差异初探

随着健康监测系统在大跨径桥梁管养中的实践和经验积累,一些中小跨混凝土梁桥也逐步安装健康监测系统来掌握桥梁的运营状态。现有健康监测相关技术标准和规范主要用于指导大跨径桥梁,与中小跨桥梁结构的受力特点存在一定的差异。该文建立了大量具有代表意义的中小跨混凝土梁桥和典型大跨径连续刚构桥计算模型,对比分析了两者在恒活载比例、超重载荷影响、健康监测方法和监测参数4个方面的差异,得到以下结论:与大跨径桥梁相比,中小跨混凝土梁桥活载比例明显较大,可达到恒活载总和的50%左右;中小跨混凝土梁桥和大跨径连续体系桥梁的影响线长度及方向差异较大,中小跨混凝土梁桥需特别关注超重载荷的影响;中小跨混凝土梁桥活载及温度等变形较小,但应力响应量值显著,是健康监测的重点参数。