波浪、海流环境中跨海桥梁深水桥墩的地震响应特性

以跨海桥梁深水桥墩为对象,建立可考虑波浪、海流及地震共同作用的精细化双向流固耦合计算模型,系统讨论了不同波、流参数下桥墩的地震响应特性及参数影响规律。结果表明,波、流联合作用时,深水桥墩响应峰值随流速、水深、波高的增加而增大,随波浪周期的增大而减小。波、流及地震共同作用下,桥墩响应幅值大于或小于地震单独作用时,但仍以地震作用为主,其响应特征与地震单独作用时相同;桥墩响应峰值随波浪相位、周期的增加而波动,随波高、水深的增加而增大或减小,随流速的增加而先增大后减小。波、流环境影响桥墩的地震响应,其程度与地震动频谱特性及波、流参数有关,其影响幅度最大可达到30.0%以上,在跨海桥梁抗震设计中应予以考虑。     

悬索桥用新型摩擦阻尼器的研发及试验研究

针对大跨径悬索桥在运营荷载下梁端往复运动、累积位移大,导致滑动支座和伸缩缝因磨耗严重而耐久性降低的问题,研发了一种抑制或降低悬索桥主梁慢速频繁运动的摩擦阻尼器。对比分析了黄铜、复合型刹车片、高性能聚合物等摩擦材料样件的耐磨特性,以高性能聚合物和不锈钢镜面作为摩擦副设计试制了大吨位摩擦阻尼器试件,并完成了力学性能试验。研究结果表明,在12 MPa的正压力下,黄铜、复合型刹车片材料的磨耗率高且稳定性差,而高性能聚合物材料经过10 000 m磨耗后仅出现少量磨屑,且对磨面未出现明显磨痕,磨耗率为12μm/km,耐磨特性良好,摩擦力稳定;高性能聚合物在0.5～11 mm/s范围内摩擦系数随速度变化幅度小,其平均值为0.174,稳定性较好;摩擦阻尼器试件在0.1～377 mm/s范围内,实际阻尼力与设计值(752 kN)的偏差均不大于±10%,呈现明显的库伦特性,在悬索桥不同受力状态下均能提供较稳定的阻尼力。     

层状黏性土中静压桩贯入特性颗粒流的数值模拟

为深入探讨层状黏性土中静压桩的贯入机制,结合离散元PFC2D软件在处理大变形、非线性等问题的优势,考虑到接触黏结模型对模拟土体的优越性,建立了静压桩贯入层状黏土中的离散元模型,实现了离散元中静压桩的贯入过程;探讨了静压桩贯入过程中压桩力、桩端阻力、桩侧摩阻力以及桩侧径向压力随贯入深度的变化规律,从细观层次上分析了不同桩径的静压桩贯入层状土中土体接触力链的分布特征,明确了沉桩过程中土体位移的变化规律. 试验结果表明:随着桩径的增大,土层的变化对压桩力的影响逐渐减小;桩侧摩阻力和桩侧径向土压力的变化规律相似,在同一贯入深度处均出现明显的退化现象;不同土层接触力链的表现形式不同,桩端位于粉质黏土层时,桩端的影响范围约为7D （D为桩径）,桩端位于粉土层时,桩端的影响范围约为9D;粉质黏土中土颗粒主要以径向位移为主,而在粉土层中土颗粒位移受其上下土层的软硬程度制约.      

开口和闭口对静压PHC管桩贯入特性影响试验研究

为了更加精确监测开口与闭口高强预应力混凝土（PHC）管桩的沉桩过程，研究压桩力、桩身轴力、桩端阻力以及桩侧摩阻力随贯入深度的变化规律。在桩身布置低温敏光纤光栅（FBG）传感器，并在桩端安装土压力传感器，对2根闭口（P1桩，P2桩）和1根开口（P3桩）足尺PHC管桩进行现场贯入试验。试验结果表明：随着桩身贯入深度的增大，压桩力基本呈增大趋势，且P3的压桩力小于P1，P2，约为P1，P2的33.9%~79.7%；桩身轴力随贯入深度增大而逐渐减小，P3的桩身轴力小于P1，P2，压桩结束后约为P1，P2的59.16%~67.75%；桩端阻力与土层分布及土层的特性密切相关，土层越硬桩端阻力越大，且土层的变化对P1，P2的影响较大；随着贯入深度的增大，桩侧摩阻力的退化现象较明显。试验结果对道路工程中PHC管桩的应用具有重要意义。     

三塔地锚式空间缆悬索桥纵向约束体系研究

为探讨三塔地锚式空间缆悬索桥的合理纵向约束方式，以浔江特大桥(153 m+2×520 m+210 m)为研究对象，选取3种纵向约束体系(纵向飘浮、纵向限位及固结约束),拟定6种静、动力荷载工况(包含5种静力荷载工况组合和地震动),基于Midas有限元软件平台开展三塔悬索桥静、动力受力特性分析、纵向约束体系比选及约束刚度合理取值研究。结果表明，三塔地锚式空间缆悬索桥的静、动力荷载效应存在差异，且静力荷载工况组合(恒载+温度+汽车活载+活载风+制动力、恒载+温度+百年风)下的响应明显高于动力荷载(地震动);考虑构造复杂性和施工难易性、塔底受力及梁端位移，三塔地锚式空间缆悬索桥推荐采用纵向限位体系；纵向限位体系推荐采用带有摩擦阻尼器(阻尼力为200 kN)的纵向限位支座，其纵向约束刚度值建议取为1.9×10⁵ kN/m,纵向限制位移为±10 mm,可满足桥梁结构受力性能及支座设计构造的要求。