整体式桥台桥梁的桥台结点受力性能研究

提出了整体式桥台桥梁的桥台一般构造和施工建造顺序,并以福建省上坂大桥为工程背景,通过建立空间有限元梁格体系和块体模型,分析了不同工况下整体式桥台桥梁的桥台结点内力和应力以及墩柱的裂缝状况,在参数分析中,引入了相对刚度的概念,探讨了桩的相对刚度和桥台高度对桥台结点受力性能的影响,初步研究了该类桥梁的桥台结点受力性能。研究结果将有助于整体式桥台桥梁在工程设计中的实际应用。     

桥台刚度对整体式桥台桥梁受力性能的影响研究

福建省永春县上坂大桥是一座采用预应力混凝土T梁的整体式桥台的无伸缩缝桥梁(简称为整体式桥台桥梁)。以上坂大桥为工程背景,在实桥静载试验的基础上,采用大型通用有限元分析软件———ANSYS分析了不同桥台高度、桥台抗弯刚度和台后填土类型对整体式桥台桥梁的主梁受力、主梁伸缩量、桥台桩基础受力以及结构动力特性的影响。     

桩基础的整体式桥台桥梁受力性能研究

考虑桩土相互作用，提出桩基础的无伸缩装置整体式桥台桥梁有限元计算模型；分析该类桥梁的受力性能，探讨主梁的温度变形、桩长、桩径对受力性能的影响；并比较了与有相应有伸缩装置桥梁受力性能的差异，为无伸缩装置桥梁设计提供理论依据。     

整体式桥台桥梁的简化计算模型研究

提出了整体式桥台桥梁在成桥阶段计算的三维框架简化模型;然后在ANSYS基础上进行二次开发,编制了计算桩基的等代桩长和台后土压力合力的专用分析程序IABS.利用IABs程序,结合国内现有的桥梁设计软件,即可直接进行整体式桥台桥梁的实际工程设计,为该类桥梁在我国的推广应用提供了设计基础.同时还以某一实际工程的整体式桥台桥梁为研究对象,采用IABS程序对可能影响桩基等代桩长和台后土压力合力的各种结构因素进行分析,得出若干有益于该类桥梁设计的结论.     

整体式桥台桥梁细部构造设计

以富裕工业园分离立交桥为工程背景,结合整体式桥台桥梁的受力特点,探讨了整体式桥台、台后填土及搭板的构造措施.台帽及台柱身外包PE15Ⅲ型高压聚乙烯泡沫塑料,能减小台后土体因桥台移动而产生的变形,减小升温作用下台后土压力对结构的不利影响.同时,也能有效防止降温时桥台与台后填土间出现缝隙;桥头搭板采用分段的形式可有效释放结...     

宽幅无缝桥梁受力性能分析

无缝桥梁具有行车舒适、维护简单等诸多优点,但由于认识有限且缺乏统一的标准,此类桥梁在我国发展较为滞后。现有的研究关注桥长等限制因素,但对宽幅无缝桥却未见专门的报道。结合某城市立交方案,建立一种适用于工程实践的空间梁格模型,对宽幅整体式桥台无缝桥梁受力特性进行多工况分析,并与半整体式无缝桥梁方案进行了对比。研究结果表明:优化台后填土等设计参数能较大地改善此类桥梁受力性能;受桥宽的影响,桩顶横向弯矩可能控制设计,采用半整体式桥台无缝桥梁方案有利于解决此问题。     

整体式桥台桥梁的桥头搭板设计

在过去几十年里,瑞士建造的整体式桥台桥梁的数量不断增加。这种类型的桥梁较传统的桥梁有较多优点,但其存在明显的土-结构相互作用,特别是在桥头搭板和路堤之间。为了取消伸缩缝,将桥头搭板直接连接到整体式桥台桥梁的端部,从而也经受由于温度效应和混凝土收缩徐变引起的桥面板位移。为保证桥头搭板设计合理,建立桥头搭板修正几何模型,研究桥头搭板的力学特征以及桥头搭板端部路面沉降和桥头搭板与桥面板连接处路面的开裂情况,证明了增加桥头搭板末端埋置深度的有利作用。在此基础上,提出一个连接桥面板与桥头搭板的细部构造,以避免在此处路面产生裂缝。建议在初步设计阶段对其进行详细考虑,以使整体式桥台桥梁在不增加施工成本的前提下改善其长期性能。     

新型半整体式无缝桥梁的研究

对国外常规的半整体式桥梁进行了改进,并保留了传统式桥台构造中的某些优点,提出了新型的半整体式桥台设计,扩大了无缝桥梁的应用范围。通过多座无缝桥梁的设计、建造和多年的安全运营,证明本文中的改进型半整体式桥梁具有结构简单、受力明确和施工方便等优点,值得推广使用。     

整体式桥台桥梁设计与实践的发展现状

整体式桥台桥梁的上部结构与桥台浇筑成整体并由单排桩支承。温度引起的伸缩及混凝土的徐变和收缩导致桩中产生弯曲应力。至今,该类桥梁还没有统一的设计标准,仅有少数可供参考的设计和施工准则。回顾了现行整体式桥台桥梁的设计和施工实践。通常认为重要的设计参数是混凝土桥面板的温度、徐变和收缩效应,土层的变化及桩一土的共同作用。对桩的参数分析考虑了预钻孔的影响、预钻孔中填料的类型、地下水位、土的类型及桩的朝向。研究结果将有助于整体式桥台桥梁桩基的选择和设计。     

英国整体式桥梁设计

整体式桥梁是指桥梁全长范围内不设置伸缩缝,边跨与桥台在结构上连接成整体的桥梁。整体式桥梁在英国应用广泛,其优越的性能主要体现在取消了桥梁伸缩缝,提高了结构耐久性,降低了维护成本,减少了因更换和维修伸缩缝对通行造成的不利影响,提高了行车舒适性。介绍英国整体式桥梁的结构形式和受力机理,为国内开展整体式桥梁设计提供一种设计思路和方法。     

整体式桥台桥梁的动力试验研究

研究了上坂大桥(中国最长的采用整体式桥台的无伸缩缝桥梁,简称为整体式桥台桥梁)在天然脉动荷载作用下的自振特性,得到关于该类桥梁自振特性的结论;采用结构分析软件ANSYS建立全桥的空间模型,计算该桥的自振特性,并与实测结果进行比较,结果表明:有限元模型具有较好的可靠性;实桥试验还测试了无障碍行车试验和跳车试验作用下桥梁的强迫振动特性,结果表明:该类桥梁的冲击系数值较大,而现行技术规范的取值值得商榷;此外该类桥梁具有较强的耗能能力,抗震性能较好。研究结果有助于对该类桥梁动力特性的认识和进一步开展无伸缩缝桥梁的抗震性能研究。     

升温作用下整体桥台台后土压力计算方法的探讨

对在升温作用下,整体式桥台桥梁台后土压力的计算方法进行研究。分别采用Broms法、m法及p-y曲线法计算桥台背墙后填土的水平抗力系数;采用m法及p-y曲线法计算台柱土的水平抗力系数和台桩、墩桩侧土的水平抗力系数;采用TDV软件模拟土对桩端的约束作用。通过对不同方法计算的台后土压力的对比分析,得知:在计算升温引起的整体式桥台桥梁台后土压力时,桥台背墙及台柱土的水平抗力系数计算采用m法是不适合的;桥台背墙后填土的水平抗力系数可采用Broms法计算;土对台桩及墩桩侧的水平抗力系数按p-y曲线来考虑是适合的。     

整体式桥台-桩基-土相互作用内力计算方法研究

整体桥具有使用寿命长、施工方便、造价及养护费用低等特点,目前在国内外得到了广泛的应用与推广.以某整体桥为工程背景,设计制作了桥台-桩基结构试验模型,开展了整体式桥台-H形钢桩-土相互作用低周往复荷载拟静力试验,主要研究了桥台和桩基的应变、弯矩与剪力等.试验结果表明:桥台正向移动时桩身应变呈现"酒杯"形分布,负向移动时呈...     

往复位移作用下整体桥台后土压力计算方法

整体桥具有使用寿命长、施工方便、造价及养护费用低等特点，目前在国内外得到了广泛应用与推广，但是，其台后土压力计算方法还缺乏深入研究。为此，以永春上坂大桥整体桥为设计背景，开展了整体式桥台-H形钢桩-土相互作用的低周往复荷载拟静力试验研究，主要研究了台后土压力大小及其衰减规律，并给出了桥台内力和台后土压力计算方法。研究结果表明：台后土压力与正向加载位移成非线性关系，且随着正向加载位移的增大而增大；台后土压力沿深度方向主要呈"三角形"与"梯形"分布，同时，台背处土压力合力作用点基本位于2/3桥台高度的埋深位置处；台后土压力沿纵桥向成指数衰减，且在台后2倍的桥台高度处基本衰减为0，即温度作用下整体桥桥台的纵向移动仅对台后2倍桥台高度范围内的土体有影响。现有研究及规范给出的方法不适用于整体桥的台后土压力计算，而所提出的台后土压力计算方法与试验、实桥监测结果较为吻合，其可为整体桥的设计及规范的制定提供参考与借鉴。     

浅谈软土地基条件下的桥台设计

在软土地区修建桥梁,容易出现桥台前移,立柱及帽梁产生裂缝,桥头跳车等病害。针对这一软土地区桥梁比较普遍的病害,该文根据温州地区桥梁现状,通过对各种桥台形式优缺点的研究,提出对桥台设计的一些建议,为软土地基条件下的桥台设计提供参考。     

整体式桥台-H形钢桩-土相互作用低周往复拟静力试验（双语出版）

整体桥具有使用寿命长、施工方便、造价及养护费用低等特点，目前在国内外得到了广泛应用与推广。然而，整体桥在季节性温度荷载作用下会发生往复位移，并产生桥台-桩基-土相互作用。为此，以福建上坂大桥为背景，设计制作桥台-桩基结构试验模型，开展桥台-H形钢桩基-土相互作用低周往复荷载拟静力试验研究，主要研究桥台、桩基的滞回性能与变形规律以及桥台-桩基-土三者相互作用的机理。结果表明：桥台与桩基的等效黏滞阻尼比均较大，其值大于0.15，即整体桥具有良好的抗震性能和耗能能力；整体桥在温度作用下桩基处于弹性状态，但会发生残余变形，同时在台背与桩顶的一定宽度和深度范围内存在土体脱空现象，实际工程中产生桥头跳车、搭板沉降的原因不仅与台后土体的特性相关，还与桥台结构的受力机理相关；仅测量和分析上部未入土结构的变形并不能准确反映整体结构的变形规律；试验循环加载全过程桥台-桩基-土相互作用会产生累积变形，其中桩基的累积变形要大于桥台的累积变形，且其累积变形远大于任意单步荷载作用下产生的变形；目前对于现有桥台-桩基变形的理论并未考虑累积变形的影响，该研究结果可为有关规范的制订提供参考。     

墩台变位对桥梁结构的影响

本文运用力学概念 ,指出墩台变位 (以下均指不均匀的墩台变位 )对桥梁结构产生的影响 ,并相应提出实用计算方法 ,并针对工程实际提出桥梁结构设计中应遵循的原则。     

台背填土受交通荷载反复作用和桥台影响分析

通过建立双弹簧模型来模拟桥台对台背填土变形的影响，同时编制了相应的弹塑性动力有限元分析程序，分析研究了交通荷载反应作用下在不考虑桥台对填土的影响和考虑桥台对填土的影响，这2种工况下台背填土的变形特性，为工程实践提供了理论依据。     

路桥过渡段柔性搭板的设计方法

在对路桥过渡段柔性搭板处治措施的机理进行分析的基础上,参考大比例尺沉降台试验测试数据及有限元仿真与拓扑优化的结果,提出路桥过渡段柔性搭板的布置形式;通过现场调研和资料分析,给出了柔性搭板的合理设计参数参考值。基于模型的受力特点,提出了近似变形曲线的数学表达式,并将计算曲线与试验观测曲线进行了比较。结果表明,计算曲线与实测曲线基本吻合,能够反映真实的沉降情况。在此基础上推导出层间距的计算公式,并给出了设计参数的确定方法,为桥头柔性搭板的设计提供了参考依据。