斜交支座的一种新计算方法

在曲线桥梁结构及斜交桥梁结构中,经常会出现斜交支座.在进行结构分析时,准确模拟支座约束对结构分析结果的可靠性有非常重要的作用.在一些学者研究的基础上,给出了斜交支座的一种新计算方法,使得编写结构有限元分析软件时更加方便和高效,应用时具有更高计算效率.     

变角度斜交预应力混凝土连续箱梁静力特性分析

预应力混凝土连续箱梁结构是应用最广泛的结构形式之一。在需要斜交布置时,一联内通常采用同一斜交角度布置。但在某些特殊条件下,桥梁需跨越不同障碍物,需要在同一联内布置不同斜交角度,该布置方式导致结构受力复杂。该文采用梁格法对变角度斜交预应力混凝土连续箱梁的静力特性进行分析,结果表明,横向不同位置腹板受力存在较大差异,支座反力分布规律也与常规斜交桥梁不同。     

基于接触非线性的特大吨位球型支座有限元分析

支座是支承和连接桥梁上、下部结构的重要装置.它将上部结构的恒、活载传递给墩台,并根据计算假定适应或者约束上部桥跨结构产生的水平和转角变位.考虑到上部结构为钢桁架结构,球型支座不仅受力巨大且支点受力复杂.将常规放置在上方的球冠衬板倒置,支座水平滑移面从上方移至下方.根据支座结构和桥梁设计支座技术要求,建立支座有限元模型,运用接触分析更精确地对支座进行有限元分析.有限元计算结果表明,支座受力控制构件平面四氟板与曲面四氟板满足设计要求.     

试论斜交连续梁桥支座选型对其抗震性能的影响

地震带来的危害很大,特别是对高层建筑以及桥梁的危害。探讨斜交连续梁桥支座选型对其抗震性能的影响,对桥梁抗震性能的提升有着积极意义。本文对某斜交连续梁桥分别采用普通板式橡胶支座、抗震盆式支座、高阻尼橡胶支座、铅芯橡胶支座进行E2水准地震动力时程分析,得到一些基本结论。     

一座斜交刚架拱桥的病害分析

通过对一座斜交刚架拱桥的实际调查和平面计算与空间计算结果的对比分析研究，发现将斜交刚架拱桥简化为平面结构进行设计计算，将导致桥梁部分设计内力的严重不足，引起结构开裂。因此，在设计此类桥梁时，应该采用空间分析方法进行设计计算。     

斜交空心板桥基频计算与试验

现行JTG D60-2004《公路桥涵设计通用规范》(简称"通规")中计算桥梁结构的冲击系数时,根据结构的基频应用统计公式计算,不区分正交桥与斜交桥。由于斜交桥的受力特性明显不同于正交桥,采用同一公式计算,结果与实际情况不符合。该文以某简支斜交空心板桥为背景,在有限元动力分析和现场试验研究的基础上,提出斜交空心板桥的基频计算公式。分析表明:桥梁基频值随斜交角度的增大而增加,在斜交角小于20°时,斜交桥基频值与正桥相近;当斜交角大于20°时,正桥与斜桥的基频差异明显,由基频计算的桥梁冲击系数相差较大,这在斜桥设计时必须引起重视。     

地震作用下斜交简支梁桥旋转机理及斜度影响研究

为研究地震作用下斜交简支梁桥梁体转动的影响因素,利用OpenSees软件建立考虑碰撞效应的单跨斜交简支梁桥简化动力计算模型,采用模态分析法和时程分析法计算了斜交简支梁桥的动力特性以及非线性地震响应,分析了梁体旋转发生的机理以及斜度对梁体旋转反应的影响。结果表明:对于橡胶支座支承的斜交简支梁桥,当梁体与边界不发生碰撞时,地震作用下梁体的转动由旋转振型引起,最大转角随斜度的增大而增大;当梁体与边界发生碰撞时,碰撞产生的力矩是引起梁体旋转的主要因素,最大转角随斜度的增大呈先增大后减小的变化规律。横向挡块对斜交简支梁桥梁体旋转具有重要影响,忽略其作用最大转角将被高估22.9%~65.0%。     

下承式异形截面拱形钢架斜交桥结构受力分析

潮白河特大桥主桥为下承式简支桁架组合拱桥，由3联跨径布置为110 m的拱桥组成，平面斜交布置。斜交桥相比于正交桥梁受力情况更为复杂，同时拱形钢架桥在拱肋与桥面板的连接处受力情况也是复杂问题，且容易发生疲劳等危害，简单的梁单元模型不能对结构连接处进行细部分析。因此，采用ABAQUS软件建立桥梁板壳单元模型，对下承式异形截面拱形钢架斜交桥进行受力分析，重点研究了连接节点的疲劳性能以及支座位置处加密横隔板的受力分析，辅助完成桥梁结构的设计，保证桥梁结构在使用过程中的安全可靠。     

斜交小箱梁桥地震反应分析

斜交小箱梁是城市桥梁的重要组成部分,而城市桥梁的抗震分析又是桥梁设计的一大重点,以斜度、支座刚度、跨径、墩高、跨数这五个变量为变化参数,对斜交小箱梁桥进行地震反应分析,探讨这些参数的变化对地震反应的影响。为后期斜交小箱梁桥设计提供参考。     

不同边界约束对橡胶支座受力性能影响研究

橡胶支座是连接桥梁上下部结构的重要构件,其力学性能对上下部结构地震响应有重要影响,但其力学性能会因安装时采用的锚固边界条件的不同而存在差异。为研究不同边界约束对橡胶支座受力性能的影响,利用有限元软件建立了顶底面锚固、顶面锚固和顶底面均不锚固(无锚固)3种不同边界约束的精细化橡胶支座有限元模型,并通过试验及理论计算验证了所建有限元模型的合理性。随后对具有不同边界约束的支座有限元模型施加竖向力及剪切变形,对比分析了不同边界约束对支座内部应力分布、应力响应值变化等力学性能的影响。结果表明,随剪切变形的增加,支座因受压面积减小而导致内部峰值压应力逐渐增加,不同边界约束下支座的内部峰值压应力增加幅值相差明显,其中采用顶底面锚固的支座增加幅值最大,无锚固边界支座增加幅值最小;在剪切变形作用下,对橡胶支座采取锚固措施会增加支座内部应力响应值,相同水平荷载下,顶底面锚固支座比无锚固支座更易发生橡胶层与钢板间的剥离、撕裂破坏,而且采取顶底面锚固边界约束会增大桥梁结构下部地震力,不利于结构抗震;对于采用无锚固边界约束的支座,随剪切变形的增加,其刚度退化明显,在设计时应考虑因支座支承面处卷曲而造成的有效剪切面减小的影响。     

宁海新桥主桥抗震分析

以宁海新桥特大桥主桥为例,采用MidasCivil有限元软件,对其进行了反应谱分析和非线性时程分析。针对其下部结构刚度较大的特点,提出了纵横向限位装置联合抗震支座的抗震设计方案。计算结果表明,E1地震作用下,桥梁基本处于弹性工作状态,E2地震作用下抗震支座非滑动方向发生屈服,通过侧向滑移摩擦消能后,桥墩水平地震力大大减小,而限位装置承担余下的水平地震力,同时防止落梁。纵横向限位装置联合抗震支座的抗震设计,适合本桥,也适合下部结构刚度较大的混凝土梁桥。     

水平分散型支座在江顺大桥引桥的应用

抗震设计是连续梁桥的设计难点之一。广东江顺大桥引桥采用水平分散型支座代替常规的盆式支座,经对比分析发现：水平分散型支座能降低结构刚度,延长结构周期,减小结构的地震内力,提高结构抗震性能;且剪切位移能力较大,能满足结构较大的地震位移需求。     

无背索矮塔斜拉桥地震性能分析

矮塔斜拉、无背索斜拉等新颖的桥梁结构型式,在中等跨度的桥型中已占有较大竞争优势,成为许多业主欣赏的新桥型。结合工程实例,建立了空间有限元仿真模型,并且对模型进行了全桥结构动力分析,得到了该桥基本的动力特性参数,并对其进行了相应的动力反应谱分析,结果表明该桥抗震性能良好。     

超大跨径斜拉桥纵向极限风荷载作用下约束体系研究

为研究超大跨径斜拉桥在纵向极限风荷载作用下的合理约束体系,以某主跨1176 m斜拉桥为背景,采用BNLAS非线性有限元软件建立该桥整体结构模型,分析半飘浮体系、单侧纵向约束体系、两侧纵向约束体系及弹性索体系在纵向极限风荷载作用下的纵向位移和内力效应.结果表明:主梁上没有纵向约束的半飘浮体系结构,作用于梁上的纵向极限风荷...     

重载桥梁在混合车列作用下横向分布系数的计算方法研究

针对重载桥梁结构分析中没有"混合车列"作用下横向分布系数计算软件这一情况,对其计算方法进行了研究,并提出了编程加载法、替换法、大荷载法等3种计算方法。以天津临港工业区内的一座重载桥梁为例进行验证,成功地解决了目前主要桥梁软件无法计算混合车列横向加载的问题。详细分析了3种计算方法的特点,确定了各自的适用范围,为同类工程的计算分析提供了参考。     

桥梁典型减隔震装置性能对比研究

减隔震支座的选择是减隔震设计的关键环节,然而目前研究多针对单一类型减隔震支座而没有对不同类型减隔震支座的适用性进行比较。通过对比几种桥梁典型减隔震支座的减震原理和关键力学性能,提出桥梁典型减隔震支座的适用范围。结合某一工程实例对两种典型减隔震支座的减震效果进行对比。分析结果表明,采用减隔震支座会大大降低传到结构上的地震力,但同时引起较大的震后位移。结论表明结构减隔震设计应合理选择减隔震支座,优化其力学参数,改善结构的自振周期,平衡地震力与地震位移的关系,最终实现结构的抗震设防目标。     

独柱墩梁桥倾覆临界状态分析及规范法的适用性

为了对独柱墩梁桥的倾覆机理与安全性评价进行研究,以哈尔滨阳明滩大桥已发生倾覆事故的独柱墩梁桥为例,进行精细化三维有限元建模,将支座视为橡胶单元,并记入几何、材料双重非线性,在多种基准验算荷载作用下进行结构极限破坏状态的全过程分析;同时提出4个依次发生的临界倾覆状态,连续描述整个倾覆过程中不同阶段的受力临界行为,利用抗倾覆安全系数的概念针对不同临界状态定量确定独柱墩梁桥的抗倾覆性能,并结合实际倾覆事故进行合理性验证。将规范法、仿真分析的结果与实际情况进行了对比,研究结果表明：基于理想支承刚体转动的规范方法会明显高估其抗倾覆性能,运营阶段不仅应避免支座脱空现象,还应进一步控制上部结构梁体扭转角不超限;建议采用弹性体空间计算模型,计算支座恒载反力与活载最大竖向负反力的比值,作为针对第1临界倾覆状态（支座脱空）的抗倾覆安全系数;当55 t车辆或公路-I级作为验算荷载时,该系数应分别大于1.3或2.0,并计入橡胶支座与主梁底面之间的相互作用。     

白河特大桥主桥抗震性能分析

以白河特大桥主桥为研究对象,采用有限单元法,对其进行抗震性能分析,以提高其抗震能力;运用有限元程序Midas/Civil,结合该桥的结构特点,建立了桥梁的空间有限元模型,对其分别进行自振特性、反应谱和地震波下的时程响应分析。计算结果表明:该桥梁整体刚度较大,整体竖向刚度相对其横向、纵向刚度弱,桥梁振动以竖向振动形式为主;24号桥墩墩底截面受力最为不利,可作为全桥抗震设计的控制截面;并建议在主梁两端支座处需采取一定挡护措施,避免主梁两端在地震中产生横向偏离支座的情况发生。     

大跨度中承式钢桁拱桥抗震性能分析

为研究大跨度中承式钢桁拱桥在地震作用下的地震响应以及减隔震措施,以主跨436 m的中承式钢桁拱桥——广州明珠湾大桥为背景,利用MIDAS Civil软件建立主桥空间有限元模型,采用反应谱法计算罕遇地震作用下的地震响应并进行抗震性能分析;选择双曲面球型减隔震支座作为减隔震措施,采用非线性时程分析方法计算罕遇地震作用下的地震响应,对比设置减隔震措施前、后抗震性能进行减隔震效果评估。结果表明:该桥自振基本周期长,罕遇地震作用下结构动力响应较大,桥墩桩基不能满足抗震性能要求;设置双曲面球型减隔震支座后,各向地震作用下大部分结构的内力响应均明显减小,其中桩基安全系数提高66%,改善了大跨度中承式钢桁拱桥的抗震性能,结构满足抗震要求。