减震榫对近场高烈度区大跨铁路连续梁桥抗震性能影响分析

为研究减震榫在近场地震下对高墩大跨铁路连续梁桥抗震性能的影响,基于弹塑性力学、材料力学等理论,建立减震榫本构模型与力学性能指标计算方法,以近断层高烈度区某典型高墩大跨非规则连续梁为工程背景,开展典型铁路桥梁抗震性能研究,利用Midas软件建立考虑减震榫的非规则桥梁空间有限元模型,研究减震榫设计参数对大桥地震响应的影响。研究结果表明:在近场地震作用下,减震榫可使大跨连续梁桥墩底内力和墩顶位移的减震率达到35%,能较好地耗散地震能量,有效降低桥墩内力并起到限位作用,减震榫对高墩大跨铁路连续梁桥具有良好的适应性。     

减震榫-活动支座减震机理及影响参数研究

阐述减震榫-活动支座的工作原理及构造形式,以某5跨高速铁路简支梁桥为例,研究减震榫-活动支座的减震性能,并系统分析支座动力参数及桥梁结构自振周期对减震榫-活动支座简支梁桥地震响应的影响。结果表明:减震榫-活动支座能有效降低桥墩的地震需求,但会在一定程度上增加梁体位移;支座屈服强度对桥梁地震响应影响较大,应综合考虑其对桥墩内力和梁体位移的影响规律进行优化选择;支座初始刚度主要影响上部结构位移而屈服后刚度主要影响桥墩内力,为保证减震榫耗能能力发挥,建议硬化比控制在0.15以下;减震榫-活动支座减震效果随桥墩刚度减小呈先上升再降低的变化规律,更适用于高度小于16 m的桥墩。     

九度地震区近断层高速铁路简支梁桥新型减震榫结构设计及减震性能研究

高速铁路的高速性及平稳性要求,往往使高速铁路桥梁整体刚度比较大,在高烈度地震作用下,易使桥梁发生强烈的地震响应,近断层范围内易使墩梁发生较大的相对位移,为保证高速铁路桥梁的安全性,需进行减隔震设计。基于某九度地震区近断层高速铁路桥梁工程,提出一种新型减震榫适用于高速铁路简支梁桥,该新型减震榫具有三向抗拉及耗能功能,与双曲面支座共同组成减隔震系统;对减震榫进行结构设计,并利用ANSYS有限元分析软件对减震榫进行仿真分析,研究减震榫水平滞回性能及竖向抗拉性能。研究结果表明:在九度地震区近断层范围内,该新型减震榫滞回曲线饱满、稳定,耗能效果良好,竖向抗拉性能满足要求,为桥梁下部结构优化设计提供依据,并产生很好的经济效益和社会效益。     

减震榫与榫形防落梁装置应用于高速铁路简支梁桥的简化计算方法

针对应用最为广泛的铁路简支箱梁桥,结合铁路桥梁的抗震设防特点,研发了两种适用于铁路桥梁的新型减隔震装置—减震榫与榫形防落梁。对这两种装置进行长期深入的理论与试验研究,并且将装置在铁路桥上进行少量的工程应用,为装置的大量推广使用奠定了坚实的理论与实践基础。为规范减震榫与榫形防落梁装置的使用,利于装置的推广应用,对两种装置从构造到简化计算方法依次进行详细介绍。首先简要介绍装置的构造、作用机理及力学特性;然后采用非线性反应谱分析方法,对装置应用于铁路简支梁桥抗震设计的简化计算流程及公式进行详述;为加深工程技术人员对简化计算方法的理解与采用,给出了工程算例;由于计算过程涉及到反复迭代计算,为减少计算工作量,开发了计算分析的小程序。     

减震榫在高烈度地震区高速铁路连续梁桥中的应用研究

为探明减震榫在高烈度地震区高速铁路连续梁桥中的适用性,有效提高桥梁抗震性能,开展三向限位减震榫在高烈度地震区高速铁路桥梁抗震效果的对比分析及性能试验研究.以渝昆高铁某典型三跨混凝土连续梁桥为工程背景,对比分析普通支座、减隔震支座、减隔震支座+减震榫3种不同减震措施下桥梁的抗震性能.在此基础上,通过开展三向限位减震榫的足...     

分离式框架桥结构有限元数值分析

为了研究分离式框架桥的结构计算问题以及探讨现有的框架桥设计软件的应用,以三跨分离式框架桥为例,采用MADIS CIVIL有限元分析软件对分离式框架桥结构进行数值分析,并将分离式框架桥的边孔、中孔当作单跨框架桥用以做对比计算。从计算结果分析可见,作用在框架桥边墙上的侧向土压力对框架桥结构内力影响很大,分离式框架桥各孔的结构内力与按单跨框架桥计算的结构内力差额较大。由此表明,框架桥设计软件的单跨框架桥计算模块不宜用于检算分离式框架桥,框架桥设计软件需要进一步完善并有待增加分离式计算模块。     

薄层UHPC中MCL形组合榫连接件力学性能研究

抗剪连接件正常使用阶段的力学性能是影响钢-混组合梁桥结构变形的关键因素。针对薄层超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)及改进螺旋线(Modified Clothoide,MCL)形组合榫连接件组合形式中组合榫连接件力学性能研究不足的问题,研究UHPC对MCL形组合榫连接件抗剪刚度的影响,探索适用于薄层UHPC中MCL形组合榫连接件的抗剪刚度计算方法。设计并开展薄层普通混凝土(Normal Concrete,NC)以及薄层UHPC中的MCL形组合榫连接件推出试验;建立精细化的ABAQUS有限元数值模型,并通过试件试验结果验证所建立的有限元数值模型的适用性和有效性;基于推出试验数据及有限元数值模拟结果,采用组合榫三弹簧刚度模型,推导出薄层UHPC中MCL形组合榫连接件的抗剪刚度计算公式。研究结果表明：1)UHPC试件中的组合榫连接件抗剪刚度较NC试件有大幅提高;2)MCL形钢榫厚度的增加将使组合榫连接件抗剪刚度显著增大;3)提出的抗剪刚度计算公式能够准确计算薄层UHPC中MCL形组合榫连接件的抗剪刚度。研究成果可为带有MCL形组合榫连接件...     

预制装配式地铁车站单榫槽式接头抗弯刚度影响因素分析

预制装配式地铁车站接头是预制装配式地铁车站结构薄弱部位,以长春地铁2号线袁家店预制装配式车站为工程背景,采用数值模拟方法研究预制装配式地铁车站单榫槽式接头抗弯刚度的影响因素。计算结果表明:接头承受弯矩作用是导致接头抗弯刚度减小的最主要因素;增大轴力以及对接头部位注浆对提高接头抗弯刚度具有显著作用;接头部位尺寸参数的改变对接头抗弯刚度的影响程度与接头部位承受的轴力有关。     

附加张力装置对注浆式榫槽接头力学性能的影响研究

为研究注浆式榫槽接头附加张力装置的作用特性,在论述接头附加张力装置构造的基础上,基于接头试验结果分析加力棒位于不同受力性质区域的特性,明确附加张力装置的作用是延缓破坏和增加接头延性;然后,以长春装配式地铁车站结构为例,对其所采用的各种类型接头的附加张力装置进行实际作用分析;最后,基于注浆式榫槽接头算法针对不同附加张力装置的设置从预紧力大小和加力棒位置两方面对接头承载性能影响进行研究。结果表明：对于设置附加张力装置的接头,建议将加力棒设置在受拉侧,轴力较小时,适当增大加力棒预紧力值可以提高接头后期承载能力;较大预紧力值对接头承载非线性段起到明显作用,但对线性段影响甚微。对于附加张力装置在受拉侧接头,当预紧力足够大时,接头构造允许范围内将加力棒设置在距中心轴一定距离处能够发挥加力棒对接头后期承载的提升作用;对于附加张力装置在受压侧接头,应避免较大加力棒预紧力并尽量设置在距离中心轴较近位置。     

凸榫布置方式对挡土墙稳定性的影响分析

基于有限元分析方法,分析挡土墙底板凸榫的布置方式对稳定性的影响,计算得到了凸榫前置、中置、后置三种情况下的滑裂面位置及安全系数情况,建议了合理的布置方式,研究结论可为凸榫提高挡土墙稳定性的设计与应用提供参考。     

蒸养混凝土早期力学性能影响因素研究

研究了水胶比、超细粉煤灰掺量和砂率对不同粗骨料（碎石和碎卵石）蒸养混凝土早期力学性能的影响,主要包括抗压强度、棱柱体强度和弹性模量。试验结果表明：水胶比时蒸养混凝土弹性模量的影响较大,随着水胶比的增大,蒸养混凝土的弹性模量降低;随着超细粉煤灰掺量增加,蒸养混凝土的力学性能略有改善;当砂率大于0．3时,对蒸养碎石混凝土的弹性模量影响较大,而对蒸养碎卵石混凝土的力学性能均有影响。     

蒸养管片混凝土物理力学性能的影响因素研究

利用某轨道交通工程管片设计配合比,研究了蒸养主要参数、养护制度、水泥品种、胶材用量及水胶比等因素对管片混凝土物理力学性能的影响.结果表明:蒸养参数对混凝土脱模强度的影响顺序为:恒温温度>恒温时间>静养时间>升温速率;28 d 强度的影响顺序为:升温速率>恒温温度>恒温时间>静养时间;蒸养能显著提高混凝土早期强度,尤其是脱模强度,但会对其后期强度有不利影响;配制C50管片混凝土宜选用 P. O42.5水泥,较优的胶材用量和水胶比分别为420 kg/m3和0.32.     

车辆动载作用下结构参数对水泥混凝土路面力学性能的影响

FWD能较好地模拟动荷载的作用,在对FWD动态弯沉盆的特性分析的基础上,以ANSYS有限元计算软件为工具,对FWD荷载作用于纵缝板边缘中部、板角、板中位置时的动力特性进行了模拟,得到了不同结构层厚度和材料强度的水泥混凝土路面结构在标准动荷载作用下的层间应力以及路表弯沉的变化规律,研究成果为水泥混凝土路面结构设计、了解路面结构在动载作用下的力学响应提供了理论依据和参考。     

铁路桥梁用叠层橡胶支座力学性能分析

通过选用合适的橡胶本构模型,用有限元数值方法对不规则大变形的橡胶弹性元件进行了分析,得到了橡胶元件的载荷一位移曲线,并计算出等效刚度。采用超弹性材料模型对橡胶支座进行了有限元数值冲击的定性分析,得出其动刚度的变化情况。     

基于不同模型的π型主梁斜拉桥力学性能对比分析

针对斜拉桥π形主梁力学性能研究仍需依托整桥有限元模型进行具体分析现状,以威海市环海公路长会口大桥主桥为背景,分别建立脊梁模型、梁格模型、板梁模型进行数值计算并与实桥测试结果进行对比分析,以明确不同建模离散方法对结构力学性能准确性的影响。研究从挠度、应力、剪力滞效应、频率、振型等5个方面展开。结果表明：脊梁模型计算结果精度较低,不推荐采用;梁格模型计算结果具有一定精度,推荐采用该模型做一般性静动力性能分析;板梁模型计算结果精度较高,推荐采用该模型做高层次静动力性能分析。本文结论及分析思路可为类似桥梁结构提供借鉴。     

侧向荷载分布方式对混合结构Pushover分析结果的影响

采用ABAQUS有限元软件对影响Pushover分析方法的关键因素即侧向荷载的分布形式时混合结构Pushover分析结果的影响进行研究,研究加栽棋式对混合结构顶点位移与基底剪力的关系曲线、层间位移、屈服破坏机制等的影响.研究结果表明:不同的侧向荷栽分布模式对结构的影响不同,结构的侧向变形和最大层间位移出现的位置不同,塑性区域产生的时间和次序都有较大差别;对于每一种加载模式.其所能检测到的结构破坏机制是惟一的,塑性区首先出现在结构的薄弱部位,然后,其他区域也出现塑性区域,最后,由于弹塑性变形过大,从而导致结构破坏.     

SFRC栓钉-橡胶连接件力学性能非线性有限元分析

为研究钢纤维混凝土(SFRC)栓钉-橡胶连接件的力学性能,采用ABAQUS软件对其进行非线性有限元计算,比较分析不同橡胶套高度下SFRC栓钉-橡胶连接件与SFRC普通栓钉连接件抗剪承载力、抗剪刚度等力学性能差异。研究结果表明,采用ABAQUS/standard求解器能较好地模拟SFRC栓钉-橡胶连接件推出试验;采用橡胶包裹栓钉后,连接件抗剪承载力基本保持不变,抗剪刚度显著减小(约为SFRC普通栓钉连接件的50%);橡胶套高度变化(h_r=25,50,75 mm)对其抗剪刚度与抗剪承载力影响较小;组合连接件橡胶套高度建议取栓钉高度的50%。     

弧长比例对曲线斜拉桥力学性能影响分析

曲线斜拉桥是主梁呈曲线的斜拉桥。其兼具弯梁桥和斜拉桥的受力特点,主梁在承受弯矩、剪力作用的同时承受了较大的扭矩作用,受力复杂,具有高度空间性。以某座主跨285 m混凝土Π形主梁双塔双索面曲线斜拉桥为工程背景,基于有限元分析方法,通过改变曲线斜拉桥弧长比例(曲线斜拉桥曲线部分长度占全桥长度的比例,取值为[0,1])以探究弧长比例变化对结构受力性能的影响规律,主要研究对象包括主梁应力、内力、挠度以及支座反力等。研究结果表明:弧长比例对主梁轴力、剪力影响较小,相对于直线斜拉桥,变化不大于5%,可按直线桥进行计算;弧长比例在不同区间变化对主梁弯矩和扭矩的影响呈现不同趋势。研究成果针对弧长比例这一参数对曲线斜拉桥提供设计建议,为道路选线及桥梁设计提供参考依据。     

列车动荷载对下方引黄隧洞的影响分析

以神华新建准池铁路风洼梁隧道上跨万家寨引黄入晋工程南干线6#隧洞立体交叉为背景,重点考察了铁路隧道运营期间,风洼梁隧道中货运列车振动荷载对下方引黄隧洞结构的影响。通过建立"列车-轨道"动力相互作用系统、"隧道结构-地层"三维模型进行分析,运用动力学瞬态分析的完全FULL法,分别研究了在列车时速40 km、80 km、120 km工况下的引黄隧洞结构的动力响应。计算结果表明:风洼梁隧道运营后的列车振动荷我的动力作用对下方引黄隧洞结构产生的影响较小,基本可忽略不计。