以位移为基础的钢筋混凝土桥梁墩柱抗震设计方法研究

对钢筋混凝土桥梁墩柱基于位移抗震设计方法进行了系统的研究,应用UC-Fyber截面分析软件对大量方形和圆形截面进行弯矩一曲率分析,给出了墩柱目标位移的实用计算方法.根据我国2008年版抗震新规范的加速度反应谱得到不同阻尼比时的弹性位移反应谱、不同延性系数时的非弹性位移反应谱及非弹性需求谱,给出了结合我国规范的位移需求3种简化计算方法.进行了3种位移需求简化方法的实例计算,对设计算例用非线性时程分析验证了设计结果.结果表明,桥梁墩柱的目标位移与混凝土强度等级、纵筋配筋率、墩高及截面形式等因素都是有关的;基于等效线性化方法和基于非弹性位移反应谱方法以设计反应谱为基础进行计算,既保证了目标位移的实现,也考虑了结构的安全需求;基于能力谱方法以图形显示设计具有简单直观的特征,但是pushover分析得到的结构能力谱曲线与实际情况仍然存在一定的差别.     

地震作用下城市立交抗震挡防撞措施分析

为了明确地震作用下抗震挡前设置防撞装置对结构抗震性能的作用,通过非线性时程反应分析,应用接触单元对比了城市立交中抗震挡设置了防撞装置后的结构抗震性能。由有防撞装置单墩模型参数分析以及一联简支梁设置与不设置防撞装置模型的对比分析可知:防撞装置的最大容许变形量是防撞效果的重要控制参数,在抗震设计中应综合考虑结构碰撞刚度、防撞装置可以提供的变形量以及构造许可等因素。     

大跨度悬索桥主塔与加劲梁之间连接装置分析

加劲梁为连续的大跨度悬索桥,当加劲梁和桥塔之间设置小的间隙满足静力需求时,在横向动力荷载作用下主塔和加劲梁很容易发生碰撞。为了解此时碰撞对悬索桥性能的影响,该文以西堠门大桥为背景,以接触单元模拟碰撞,通过变刚度非线性时程分析,从抗震角度对此碰撞现象进行研究。并且,为避免碰撞带来的不利影响,对可能的两种主塔、加劲梁之间的连接装置进行了分析,指出了设计时需要综合考虑的关键因素。     

大跨度悬索桥非线性地震反应响应规律探讨

以简支单跨体系的润扬悬索桥和双塔双跨的舟山西侯门大桥为工程背景,建立了非线性动力分析有限元模型。以悬索桥的主要承重构件主缆与主塔的响应为研究对象,选取四类场地共31条地震波对不同类型悬索桥进行非线性地震反应分析。分析表明,悬索桥桥塔在不同地震作用下的位移曲线以及弯矩响应具有良好的一致性,与悬索桥桥型、地震震级无关;地震波中的长周期成分对具有长周期特性的悬索桥的结构响应有重要的影响;主缆动轴力比其恒载轴力小一个数量级,在结构的简化模型中可考虑忽略。     

西堠门大桥3种梁端约束体系比较

为限制地震作用下加劲梁的梁端位移以及使梁体不对伸缩缝作用过大的速度以免损害伸缩缝,计划对舟山大陆连岛工程西堠门大桥设置梁端约束装置。通过全桥模型的地震反应非线性时程分析,从抗震角度对梁端自由、梁端设置液体粘滞阻尼器以及设置锁定装置3种梁端约束体系下的性能进行比较分析,选定了液体粘滞阻尼器,从保护反力墙,并使其安全系数与阻尼器安全系数匹配的角度确定了粘滞阻尼器的参数。     

“建桥合一”式高架车站多遇地震水平抗震性能研究

《城市轨道交通结构抗震设计规范》规定,对于高架车站承受列车荷载的结构按《铁路工程抗震设计规范》抗震设计,非承受列车荷载结构按《建筑抗震设计规范》抗震设计。"建桥合一"的高架车站存在各规范对年超越概率、反应谱定义方式和参数取值以及强度验算指标规定不统一的问题,给设计工作带来困扰。结合工程实例,对多遇地震水平各规范应用中的设计水准以及强度指标相对安全性进行分析。研究表明:在多遇地震情况下,《城市轨道交通结构抗震设计规范》设计水准以及反应谱峰值远高于《建筑抗震设计规范》和《铁路工程抗震设计规范》;在强度验算方面,以《铁路工程抗震设计规范》的容许应力为验算标准更为安全,并在工程实例分析中得到验证;地铁高架车站多遇地震水平的强度验算过程可简化为采用《城市轨道交通结构抗震设计规范》进行地震动输入、直接采用《铁路工程抗震设计规范》进行强度验算。     

基于实测的混凝土箱梁腹板横向温度效应研究北大核心

为研究混凝土箱梁腹板横向温度梯度的特征以及横向温度梯度对桥梁结构应力的影响,以某大桥连续刚构辅桥为背景,对混凝土箱梁腹板横向温度效应进行研究。该桥为主跨268m的连续刚构桥,南北走向,分幅布置,墩顶处混凝土箱梁腹板厚度达到1m。基于该桥1年的实测温度,首先使用最小二乘法拟合实测温度,得到箱梁腹板横向正、负温度梯度;然后通过有限元方法计算分析实测温度梯度中考虑与不考虑腹板横向温度梯度时的温度效应。研究结果表明:腹板横向正温度梯度可只考虑单侧腹板,腹板横向负温度梯度则考虑腹板两侧对称布置;考虑腹板横向正温度梯度时,底板上缘拉应力增值较大;考虑腹板横向负温度梯度时,腹板外侧纵向应力由压应力变为拉应力,应力明显增大,混凝土箱梁腹板的横向温度效应在桥梁设计中不可忽略。     

地震作用下板式橡胶支座滑动的动力性能分析

采用双向滑动支座模型对城市立交桥板式橡胶支座抗滑性能不满足要求、发生滑动时的动力性能进行了分析。通过对单墩模型和一条全线简支梁实际结构的分析,初步得出了板式橡胶支座发生滑动时动力特性的规律以及对结构的影响。     

钢筋混凝土桥梁单墩体系目标位移计算方法研究

对钢筋混凝土桥梁单墩体系目标位移的确定方法进行了总结,对基于材料应变的目标位移确定方法进行研究,单墩体系目标位移的确定取决于截面受压区高度和等效屈服曲率的计算,应用截面分析软件UC Fyber对大量方形及圆形截面进行弯矩-曲率分析,得到2种截面的受压区高度随结构设计参数变化的计算式,拟合得到与研究数据符合较好的等效屈服曲率计算式,在此基础上得到了单墩体系目标位移随结构设计参数变化的计算式,提出了单墩体系目标位移的实用计算方法,分析了截面形式、混凝土强度等级、纵筋配筋率、截面尺寸、混凝土压应变和结构高度等设计参数对单墩体系目标位移取值的影响,最后由参数分析的结果提出了增大单墩体系目标位移的具体措施.     

钢筋混凝土地道桥力学特性的研究

采用组合板单元对多种地道桥结构进行有限元空间分析,通过大量的计算分析提出了斜交地道桥简化为正交地道桥的计算模型,以便于设计施工单位直接采用规范方便地计算。