中小跨径双柱式高墩桥梁横系梁对抗震性能的影响

通过对地震中双柱墩桥梁的震害调查分析总结认为在双柱式高墩之间加设横系梁对桥梁下部结构在地震作用下的受力状态具有很大影响.采用SAP2000有限元软件对某跨径为30 m双柱式高墩连续梁桥进行模态分析和反应谱分析.分别讨论了横系梁的数量、不同的布置方式以及不同的截面几何尺寸对桥墩在设计地震动作用下的各主要关键截面处内力的影...     

基于桥墩静力延性能力的连续梁桥搭接长度研究

针对我国抗震规范未给出连续梁桥墩梁之间搭接长度计算方法的情况,以四跨一联的两联连续梁桥为例进行研究。基于桥墩结构在静力荷载作用下的延性能力和Desroches提出的最小支撑宽度的计算方法,分析不同跨径和墩高对连续梁结构伸缩缝处墩梁之间搭接长度的影响。根据相关参数的计算结果,以连续梁桥跨径和墩高为基本参数进行回归分析,采用最小二乘法拟合搭接长度计算公式。将拟合公式的计算结果与其他相关方法进行比较,结果表明:在计算连续梁桥伸缩缝处的搭接长度时,建议跨径计算值取一联联长;我国抗震规范中给出的简支梁伸缩缝处墩梁之间的搭接长度只适用于墩高小于25m的桥梁结构,对于墩高大于25m的高墩桥梁结构,需进行专门的研究。     

纵向横系梁对双薄壁高低墩连续刚构桥抗震性能影响分析

为研究纵向横系梁对双薄壁高低墩连续刚构桥抗震性能的影响,以跨径组合为58m+100m+58m的贵州省坞家塆大桥为工程背景,采用有限元软件Midas Civil建立全桥三维模型,通过时程分析法对不同横系梁设置数目、设置位置及不同刚度条件下,桥梁关键截面的地震响应进行分析。分析结果表明,纵向横系梁对结构纵向、竖向振动影响较大,横向振动无影响;随着横系梁设置数目增加,受力较大的薄壁墩弯矩显著减小,结构内力分配趋于合理,三道横系梁设置较优;低墩与高墩高度比值为0.75时,三道横系梁(上、中、下)的最优组合为0.3 H/0.5 H/0.7 H(H为桥墩高度);当纵向横系梁与单肢薄壁墩刚度比在0.9~1.6时,桥墩结构受力是较为合理的。地震荷载下,纵向横系梁可作为耗能构件,保护主要桥墩结构,提高桥梁整体抗震性能。     

地震高烈度区中小跨径连续梁桥支座与桥墩组合选型研究

为了给地震高烈度区中小跨径连续梁桥的抗震设计提供设计参考,研究了桥墩与支座的不同组合形式对结构响应的影响。以某工程实例为背景,建立空间有限元分析模型,研究了桥墩与支座不同组合形式对结构自振特性的影响,在此基础上,利用弹性反应谱法、非线性时程法,对比分析了不同组合形式对结构地震响应的影响。研究结果表明,抗震设计时应控制桥墩设计刚度,矩形空心墩刚度较大,增大了支座和下部基础受力;综合考虑支座变形及抗滑性,高烈度区桥梁设计时不宜采用板式橡胶支座;采用盆式支座时,需考虑梁体与桥台的碰撞、落梁、高墩失稳等问题;采用墩顶固结时,主梁设计弯矩由地震作用下弯矩控制,增加了上部设计的复杂性;高烈度区中小跨径梁桥设计时,推荐采用圆柱墩配高阻尼橡胶支座的组合形式,该组合形式下结构抗震性能最佳。     

高墩刚构桥墩柱刚度对结构受力影响的研究

分析了连续刚构桥墩、梁、基础共同受力的特点,通过有限元的分析计算,比较单薄壁墩和双薄壁墩在不同墩高、壁厚情况下对结构受力的影响,对高墩连续刚构桥墩设计提出建议.     

双柱框架式桥墩横系梁的合理布置方式研究

双柱框架式桥墩在山区中等跨径桥梁中应用广泛,但目前对其上横系梁的布置方式还是凭经验进行设计,缺少客观依据。该文以一采用双柱式框架墩的三跨连续梁桥为例,基于不同墩高下横系梁不同布置时结构静动力性能的参数分析,研究了不同墩高下墩底横系梁和中横系梁的不同布置对下部结构及整体结构受力的影响规律。结果表明:双柱框架式桥墩应设置墩底横系梁;墩高小于10m时,只需设置墩底横系梁;墩高介于10~50m之间时,在设置墩底横系梁的同时,应加设1~3道中横系梁。     

曲线梁桥不同约束形式下的受力性能及其适用性分析

为确定混凝土曲线梁桥不同固定约束形式下的受力性能及与墩高相适应的合理的固定约束形式,以某混凝土曲线梁桥为例,采用有限元法分析墩梁现浇固结和盆式固定支座2种边界形式对不同墩高曲线梁桥受力性能的影响.计算结果表明:与盆式固定支座形式相比,墩梁现浇固结使主梁受扭更加合理,且能很好地控制主梁径向位移;为了使桥墩受力更加合理,对于墩高较高的曲线梁桥(该研究为墩高8 m以上)固定边界宜采用墩梁现浇固结,对于墩高较矮的曲线梁桥固定边界宜采用固定支座;为优化主梁扭矩和减小桥墩负担,建议在使用固定支座时设置径向外侧的预偏心.     

钢桁-砼组合连续刚构桥墩梁固结构造及分析

针对中等跨径的钢桁-砼组合连续刚构桥,通常可采用整体吊装的施工方法[1]。对比分析了现有的墩梁固结形式,结果表明现有形式不利于整体吊装施工,因此提出一种新型的墩梁联结构造,并通过有限元方法,将不同的墩梁联结形式在施工阶段及成桥阶段的力学行为进行了对比分析。结果表明,新型墩梁联结构造有利于钢桁-砼组合连续刚构桥的整体吊装施工,且能有效地改善墩顶处钢桁构件及桥墩的受力性能,具有较好的可行性和安全性。     

连续刚构桥固结破坏对结构自振特性的影响分析

高墩大跨径的连续刚构桥因其自身的优势,在西部地区广泛应用,但是其抗震性能及发生固结损伤后结构的自身振动特性有何变化至今研究尚少。本文正是基于此原因,基于一实际的高墩大跨径连续刚构桥为基础,在有限元软件Midas/Civil2010中建立仿真模型,针对边墩和次边墩,桥墩不同位置及高低墩等发生相同固结损伤破坏时,对结构固有的振动特性的影响进行了分析,并得出了一些有益的结论,可以加深人们对于连续刚构桥受破坏后的振动行为认识并为设计提供一定的参考。     

上王沟大桥抗震性能分析

按照《公路桥梁抗震设计细则》相关规定,对上王沟大桥高墩采用墩梁固结和板式橡胶支座的不同结构形式进行了两阶段抗震性能对比分析。分析结果表明,结构进入弹塑性后,高墩采用板式橡胶支座结构形式的抗震性能优于高墩采用墩梁固结结构形式。     

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。     

墩高对高烈度区连续梁桥抗震体系的影响

为研究桥墩高度对高烈度区连续梁桥抗震体系的影响，确定不同抗震体系的墩高适用范围，以黄茅海西引桥60 m连续梁桥为工程背景，进行了不同墩高下的约束体系对比分析，并在中间墩墩梁固结体系的基础上进一步分析了过渡墩约束体系对地震响应的影响。结果表明，当墩高较低时，减隔震体系地震响应明显小于墩梁固结体系，减隔震体系优势较大；随着墩高的增加，桥墩刚度减小，桥梁的自振周期增加，墩梁固结体系的地震响应逐渐减小，减隔震体系的优势减小。因此，建议墩高相对较矮时采用减隔震体系，墩高较高时采用墩梁固结体系。由于过渡墩设置减隔震支座可明显减小横向地震作用下结构内力，且不会大幅增加纵向地震响应，因此采用中间墩墩梁固结体系时，仍然可以考虑在过渡墩位置设置摩擦摆减隔震支座进行减隔震设计。     

连续刚构桥高墩设计及墩梁结合部应力分析

连续刚构桥的桥墩高度和刚度是控制桥梁孔跨布置和结构设计的关键因素。以墩高195 m的赫章特大桥为例,对双薄壁墩、独柱墩2种桥墩形式进行对比分析,得出桥墩采用独柱墩形式的结论。运用大型通用有限元程序ANSYS建立其墩梁结合部局部三维有限元模型,从正应力和主应力角度分析该部位的应力分布特征。分析结果可为同类高墩桥梁设计和施工提供参考。     

横系梁对超高墩大跨连续刚构双幅桥抗震性能的影响分析

为研究横系梁对超高墩大跨连续刚构双幅桥抗震性能的影响,以云南山区某超高墩大跨连续刚构双幅桥为例,考虑桩土相互作用,采用MIDAS Civil软件建立桥梁结构模型,改变横系梁的位置、截面尺寸及数量,计算桥梁结构的地震响应并进行对比分析。结果表明:增设横系梁可以较好地改善超高墩大跨连续刚构双幅桥的横向抗震性能;在整体墩与双肢薄壁墩分界处设置横系梁对提高结构抗震性能效果最佳,其中横系梁同桥墩刚度比在0.40~0.67内,对改善结构抗震性能最有利;根据桥墩的高度适当增加横系梁数量对结构抗震有利,在该桥双肢薄壁墩顶部和整体墩与双肢薄壁墩分界处设置2道横系梁效果较好。     

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。     

关于连续刚构桥桥墩初始施工缺陷的敏感性分析

高墩大跨连续刚构桥对于山区V形峡谷地带有较好的适用性,桥墩结构形式多采用双肢薄壁墩,在薄壁墩施工时一般采用滑模法施工,由于滑模本身缺陷或立模偏差的偶然性所产生的桥墩结构初始缺陷,对高墩的稳定性及全桥结构受力状态必然产生一定的影响,通过建立有限元模型并赋予桥墩初始缺陷,分析桥梁结构各受力状态对于桥墩初始施工缺陷的敏感性。     

大跨径混合梁连续刚构桥边中跨比及墩高性能研究

大跨径混合梁连续刚构桥中跨采用大节段钢箱梁,减轻了结构自重,增加了桥梁跨度。目前修建的大跨径混合梁连续刚构并不多见,混合梁多运用于斜拉桥中,故混合梁连续刚构桥的诸多问题并未得到解决,如混合梁连续刚构桥的边中跨比,混合梁连续刚构的适宜墩高等。以瓯江特大桥主桥为背景工程,通过改变边跨跨径和桥墩高度来研究大跨径混合梁连续刚构桥的边中比及墩高性能。大跨径混合梁连续刚构桥在恒载效应、收缩徐变效应、活载效应以及结构自振特性等方面,边跨增大对结构整体刚度影响不大,仅对边跨刚度影响较大。总体上中跨效应大于边跨效应,中跨结构刚度对结构的整体刚度起决定性作用。对桥墩的高度变化影响分析表明桥墩高度不宜做的过低,否则效应值会出现突变,当墩高增加到一定程度,对主梁的受力性能改善程度有限。     

墩-梁固结的曲线梁桥预应力作用试验研究

为了确定预应力作用对墩-梁固结的混凝土曲线连续梁桥受力性能的影响,制作中墩采用墩-梁固结的曲线连续梁模型桥,进行预应力张拉试验,研究预应力作用对主梁扭转变形和梁端支座反力的影响。结果表明:对于墩-梁固结的曲线连续梁桥,固结墩附近梁段在腹板下方钢束作用下发生向内弧侧翻转的扭转变形,在腹板上方钢束作用下发生向外弧侧翻转的扭转变形;张拉预应力钢束使梁端内弧侧支座反力减小、外弧侧支座反力增大;张拉钢束N3过程中,桥墩外弧侧出现环向水平裂缝,与实际桥梁中裂缝出现的位置相反,说明固结墩出现水平裂缝的病害可以通过调整预应力的方法解决。     

大纵坡柔性高墩桥桥墩偏位处治及其安全性评估

中等跨径预制装配式简支变连续梁桥在山区高速公路中应用广泛,然而其柔性高墩在施工或运营过程中可能会出现较大偏位,尤其是在上部结构相邻联之间伸缩缝位置处高墩墩顶的偏移现象更为显著。该文结合某山区高速公路一座大纵坡柔性高墩装配式简支变连续预应力混凝土T梁桥联间交界墩偏位纠偏及桥墩加固的实施,基于联间交界墩偏位的成因分析及偏位桥墩纠偏和加固前后结构受力性能的非线性分析,对桥墩的安全性进行了评估,提出了可行的纠偏和加固措施并对纠偏过程中桥墩的状态进行了监控。结果表明:所采用的纠偏方案实用可行;就所分析的情形而言,发生较大偏位桥墩内的钢筋和混凝土应力已达规范容许值附近,必须予以纠偏和加固,并提出了建议的加固方案。     

适用于拱桥扣挂施工的T(刚)构高墩结构设计

为使山区大跨度拱桥的桥墩能兼作其拱圈扣挂施工的扣塔,以沪昆高铁北盘江特大桥为背景,提出适用于拱桥扣挂施工的T(刚)构门式高墩。该结构利用拱桥的T构交界墩作为扣塔的一部分,在T构梁0号块顶设置剩余的钢结构扣塔。T构交界墩采用门式刚架结构,横向采用双柱式墩。2根墩柱均采用空心截面,纵向竖直,横向内、外侧采用双变坡形式。在2根墩柱间设置系梁,在系梁的实体过渡段顶部设置锚固齿块用于锚固拱圈扣挂施工的扣、背索。交界墩墩梁固结区包括墩顶横梁、横梁后浇段和梁体0号块3部分。对门式T构交界墩进行受力分析,并与其他墩型进行经济性比较,结果表明该结构受力合理、可较好地承担施工扣塔的角色且经济性好。