钢筋混凝土桥梁延性抗震设计的研究及发展

介绍了延性抗震设计的概念和方法，对当前钢筋混凝土桥梁延性抗震设计的研究成果进行了综述，并了钢筋混凝土桥梁延性抗震设计方面需要解决的几个问题。     

公路桥梁抗震设计的标准研究

在公路桥梁的抗震设计过程当中,相关的设防指标是其中的关键性环节,深入的对其进行研究和分析,将是对桥梁抗震性的有力保障。文章将针对这一方面的内容展开论述,详细的分析了桥梁抗震设计的设防指标,对其中的一些重、难点进行了细致的阐述,力求更进一步的加强实践当中的操作和应用,为相关技术的进步做出积极的贡献。     

PUFA加固钢筋混凝土柱抗震性能数值模拟

汶川特大地震后,交通运输部颁布了新的<公路桥梁抗震设计细则>,采用了两水平设防,两阶段设计的抗震设计理念,由单一的强度设计修改为由强度和变形等多指标控制的抗震设计方法.但是,对于现役钢筋混凝土桥墩而言,如何通过科学的抗震加固方法来增加其变形能力乃是提高我国整体桥梁结构抗震水平的关键.采用新型材料PUFA材料,对现役钢筋混凝土桥墩进行了抗震加固设计.为了验证其抗震加固效果,利用OpenSees软件对每个加固模型分别进行了PUSHOVER数值解析,并与常用的混凝土加大截面法和粘贴碳纤维加固法的加固效果进行分析比较.研究结果表明:利用PUFA进行抗震加固不仅可以切实提高钢筋混凝土桥墩的韧性,而且比常规的抗震加固方法具有更好的抗震加固效果.     

单柱墩拟静力试验仿真计算案例

在地震荷载作用下,钢筋混凝土桥墩是最易破坏的桥梁构件,如何较可靠地模拟钢筋混凝土桥墩在循环荷载作用下的非线性滞回反应是桥梁结构抗震研究的重要内容。以呈弯曲破坏形态的钢筋混凝土桥墩的拟静力试验结果为依据,基于OpenSees中的Beamwith Hinges Element单元,分别建立了圆形墩和矩形墩的滞回分析纤维单元模型。由计算结果与试验结果对比可知,所建立的纤维单元模型对桥墩的骨架曲线及滞回曲线都有良好的模拟效果,且能体现桥墩在反复加载过程中刚度、强度退化现象。     

某特大桥跨断层地震响应特征及抗震设计研究

由于某特大桥需要跨越活动断裂带,为了对该桥进行抗震设计,基于有限元软件Open Sees对该大桥进行了模拟,通过建立两种工况,以最不利受力区域为例,对桥梁地震响应特性进行了详细分析。并根据计算结果从抗震结构设计、纵向防落梁抗震措施设计和横向抗震挡块设计等角度进行了桥梁的抗震设计。最后,利用MIDAS Civil有限元软件,采用5种不同的地震波对减震效果进行了模拟计算,结果表明抗震设计可大幅度提高桥梁的抗震性能,满足抗震要求。     

桥梁延性与减隔震设计方法应用研究

延性抗震设计与减隔震设计是目前桥梁抗震设计中2种常用的设计方法。对2种方法的思想、机理及适用范围进行了对比和分析,并应用2种方法对一座钢筋混凝土连续梁桥进行了抗震设计,通过对减震装置力学参数的优化分析得出了合理的减隔震措施。根据2种抗震设计方法的计算结果提出了最终的抗震设计方案。     

某钢筋混凝土连续曲线梁桥裂缝事故分析与设计修正

以某钢筋混凝土连续曲线梁匝道桥在施工过程中出现的过宽裂缝成因的研究为实例,介绍钢筋混凝土桥梁非正常开裂事故原因的分析方法。在事故调查分析中运用结构的对称性质,考虑基础不均匀沉降对结构内力的影响及剪力滞效应对箱梁截面正应力分布的影响,并对原设计进行了修正。最后给出了钢筋混凝土桥梁裂缝控制的若干建议。     

桥梁结构设计中减隔震技术的应用

在公路建设过程中桥梁工程是枢纽工程,桥梁结构的抗震性会对交通运输造成非常大的影响。在桥梁结构中应用减隔震装置可以有效降低地震情况下对桥梁结构造成的耗损,提高桥梁的使用年限。本文首先对桥梁结构出现地震灾害的原因进行了分析,然后对减隔震技术在桥梁结构中的应用进行了探讨。     

成武高速公路桥梁抗震设计

介绍了在进行成武高速公路常规桥梁设计过程中按照《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)的要求进行抗震计算的情况.采用MIDAS/CIVIL软件建立空间杆系模型进行多振型反应谱分析,并根据计算结果进行桥墩配筋设计.并根据《细则》发布前后配筋变化的情况,简要分析了《细则》颁布后对常规桥梁抗震设计的影响.     

基于全寿命周期的桥梁结构抗震性能评价与设计方法研究进展

为了促进桥梁结构全寿命抗震设计研究在中国的发展,详细论述并总结了基于全寿命周期的桥梁结构抗震性能评价与设计方法在国内外的研究进展,同时建立了其研究体系的基本框架。首先介绍了钢筋混凝土桥梁结构在其全寿命周期内遭受以氯离子腐蚀作用为主的环境作用分析模型的研究成果,在此基础上着重介绍了以桥梁结构地震易损性分析方法为代表的抗震性能评价方法与地震损失成本评估方法的研究进展,最后论述了基于全寿命成本分析的桥梁结构抗震优化设计方法研究现状。研究结果表明：基于全寿命周期的抗震性能评价和设计方法能够合理地解决传统抗震设计方法中未考虑结构抗震性能退化的问题,对于桥梁抗震工程领域的发展具有重要意义。     

城市曲线匝道桥地震响应分析及延性抗震设计

针对城市曲线桥梁典型特点,介绍了某高烈度地震区曲线匝道桥梁延性抗震设计的工程实例。采用多阵型反应谱法分析该桥在E1、E2地震作用下的响应,引入弹塑性纤维单元,并依据《城市桥梁抗震设计规范》中的相关规定,按能力保护设计原则进行延性抗震设计。计算结果表明,通过选用合理的结构体系,采用延性抗震设计方法可以实现此类桥梁"小震不坏,大震不倒"的设防目标。     

基于变形能力的钢筋混凝土桥墩约束箍筋用量评价

针对地震作用下钢筋混凝土桥墩的变形能力要求,研究桥墩潜在塑性铰区约束箍筋的用量问题。借助美国PEER柱抗震性能试验数据库,整理了35根弯剪破坏墩柱的拟静力试验数据,通过统计分析评价我国桥梁抗震设计原《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004-89)和现行《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)中最低约束箍筋用量对保证桥墩变形能力的可靠性,并与美国、欧洲主要桥梁抗震设计规范进行对比,之后建立了具有85%保证率的弯剪破坏桥墩极限位移角计算公式。研究结果表明:以2%桥墩极限位移角为评价目标,现行《公路桥梁抗震设计细则》满足桥墩变形能力要求;而以3%桥墩极限位移角为评价目标,该规范配箍要求略偏于不安全,在高地震危险区桥墩抗震设计时应予以注意。     

浅析钢筋混凝土桥梁护栏裂纹成因及对耐久性的影响

该文分析了钢筋混凝土桥梁护栏裂纹成因及对耐久性的影响,为钢筋混凝土桥梁护栏设计提供参考。同时可为相关技术规范的修订提供基础数据。通过对桥梁钢筋混凝土护栏裂纹的现场调研和相关文献资料调研,可知桥梁钢筋混凝土护栏中竖向裂纹出现频率较高,且主要为干缩裂纹和温度裂纹。调研路段中多处护栏裂纹宽度超过《公路工程混凝土结构防腐技术规范》(JTG/T B07-01-2006)的要求,会对护栏耐久性产生影响。桥梁钢筋混凝土护栏设计和施工中应考虑裂纹问题。     

钢筋混凝土肋式窄拱桥加固设计与静、动力特性分析

根据一座钢筋混凝土肋式窄拱桥病害情况评价和受力特点,提出相应的桥梁加固设计方法,并对加固后的桥梁进行了计算,分析了结构加固后的静、动力特性和抗震性能,为此类桥梁加固设计提供参考。     

公路桥梁设计及其抗震优化分析

地震灾害会给人类社会造成无法挽回的生命和财产损失,桥梁结构作为震后抢险救灾生命线上的重要节点工程,其抗震设计及构造是否合理显得尤为重要。文章结合桥梁抗震设计现状,阐述了常见桥梁震害的表现形式和其成因,以及现阶段桥梁抗震设计的特点和存在的问题,以桥梁抗震动力分析的相关理论知识为基础,进一步探讨桥梁抗震设计要点。结果表明：在桥梁设计过程中,应结合桥位所处场地及地质条件,选择合理的抗震结构体系;合理采用抗震构造措施可以在很大程度上提高桥梁结构的抗震性能;减隔震装置的应用可以耗散大量地震波带来的能量,对桥梁结构起到保护作用;随着监测手段的进步,越来越多的竖向地震动分量被发现,高烈度区和震中区更加显著,其对桥梁结构的影响不容忽视。研究成果可为桥梁抗震设计提供参考。     

弯扭耦合效应下混凝土桥墩的抗震性能

为了研究地震作用下压弯剪扭耦合作用对桥梁中墩梁固结墩的影响规律,进行了7根压弯剪扭耦合作用下钢筋混凝土桥墩的拟静力试验,确定了桥墩的不同破坏模式,给出了桥墩的剪力-位移和扭矩-扭转角滞回曲线和骨架曲线,分析确定了扭弯比、长细比、纵筋配筋率和箍筋配筋率等参量对桥墩弯扭耦合抗震性能的影响。基于理论分析和拟静力试验,给出了四线式剪力-位移骨架曲线和三线式扭矩-扭转角骨架曲线的理论模型。研究结果表明:理论骨架曲线和试验曲线吻合较好;理论模型揭示了钢筋混凝土桥墩弯曲和扭转的关键影响因素及耦合效应,其中剪力-位移理论骨架曲线主要取决于桥墩破坏截面的弯矩-曲率关系,扭转承载力主要来自于混凝土和箍筋2个部分,墩顶扭转角可以根据混凝土桥墩的弹性扭转角和扭转塑性铰的扭转角叠加计算;弯扭耦合效应会造成混凝土桥墩抗震性能发生明显的变化,较大的扭转效应会使桥墩在达到最大抗弯性能前发生破坏,而弯曲效应会大幅降低桥墩的抗扭承载力;随着长细比的减小,最大剪力增加,极限位移减小,最大扭距基本不变;纵筋率主要影响混凝土桥墩的抗弯承载力,对抗扭性能影响不明显,箍筋率主要影响桥墩的抗扭性能;工程中应采用考虑弯扭耦合的方法进行抗震设计。     

以位移为基础的钢筋混凝土桥梁墩柱抗震设计方法

提出一种改进的以位移为基础的抗震设计方法，将结构位移和延性作为设计目标，用结构的弹性刚度作为等效刚度，在计及延性的非线性位移设计谱设计谱基础上进行钢筋混凝土墩柱的非线性抗震设计，设计过程不需要迭代，且能够实现期望的设计目标延性，通过对位移设计谱的讨论，并与文献[4]的设计方法进行了比较，最后以桥梁墩柱为例，给出了这种方法的完整设计过程，并对其设计结果进行了分析讨论。     

任意钢筋混凝土截面弯矩-曲率分析软件研究

针对公路桥梁抗震设计的具体特点,开发了任意钢筋混凝土截面弯矩-曲率分析软件,其可实现截面分析模型的快速建立、分析工况的批量导入及分析结果批量导出,已应用于多座桥梁的抗震设计。     

抗震加固对简支旧桥地震易损性的影响

我国早期建设的简支梁桥大多未进行抗震设计,对其进行抗震加固(如钢套管、碳纤维布、铅芯橡胶支座等)可减轻其震害。通过对加固前后的桥梁进行地震易损性分析,可以评价不同的抗震加固方法。首先参考桥梁抗震加固规范,对几种常见的抗震加固桥梁(如钢套管、碳纤维布等)进行建模;再采用增量动力分析(IDA)方法绘制加固前后的桥梁易损性曲线,定性对比分析得出:对墩柱进行加固会增加支座破坏概率;铅芯橡胶支座可大幅降低构件和结构的易损性;碳纤维加铅芯支座的组合加固方案可以最大程度降低桥梁结构的易损性,在不考虑经济条件的情况下为最优抗震加固方案。     

滨海特大高架桥梁抗震优化设计

为研究滨海特大高架桥梁地震反应性能,分析下部结构的影响,优化桥梁设计,为工程抗震设计提供参考.以工程实例为对象,建立三维动力模型,分析不同墩柱尺寸和桩基方案对桥梁地震反应的影响,并对桥梁进行延性抗震设计验算.结果 表明:随着墩柱尺寸和桩基数量增加,虽然其自身承载能力会变大,但同步地震反应也会增大;因此,需要选取经济合理的截面尺寸和桩基数量;根据分析选取的两项设计参数,在地震作用下,可以很好的满足延性抗震设计要求.