水平推力模拟路基边坡支挡结构受力的数值及模型试验研究

为了研究在模型试验中采用水平推力模拟路基边坡支挡结构受力的合理性及可行性,开展了数值模拟及现场模型试验。研究结果表明,支挡结构在边坡原型的滑坡推力作用下与在模型中的水平荷载作用下的受力特性及规律相同,内力大小差别在4%以内,并具有很强的可操作性。     

边坡滑移情况下陡坡段桥梁基桩受力特性影响因素对比试验研究

边坡滑移时,位于陡坡段的桥梁基桩相比抗滑桩受力特性更为复杂。在合理模拟滑动面的前提下,进行了陡坡段桥梁基桩受力特性的参数对比室内模型试验。通过获取加载过程中桩身最大弯矩、桩顶水平位移及地面处基桩变位等关键指标,对不同加载方式、基桩自由长度、基桩剐度的基桩受力特性的各主要影响因素进行了探讨。试验结果表明,基桩产生的较大弯矩与水平位移主要由水平荷载引起,桩身最大弯矩随基桩自由长度的增加急剧增长,而随基桩刚度及边坡坡度的提高增长幅度较小。研究成果对揭示陡坡段桥梁基桩与周围边坡作用规律具有一定参考价值。     

夹河特大桥主缆锚固区受力性能数值分析

自锚式钢结构悬索桥,主缆索力较大、且主缆锚固区受力复杂,为验证主缆锚固区安全性及主要受力壁板应力分布规律,结合烟台夹河大桥主缆锚固区缩尺模型试验,进行了不同工况下缩尺试验模型与足尺结构模型受力计算,研究讨论了大桥主缆锚固区实际受力状态以及壁板应力分布规律。对比研究结果表明,缩尺模型试验有限元模拟结果与试验测试结果吻合较好,在主要受力板件的应力分布规律方面,缩尺有限元模拟结果与足尺模型模拟结果吻合较好。     

地铁隧道穿越地裂缝施工对既有桥梁影响分析

以西安地铁二号线穿越长安立交和f6地裂缝段为例,利用ABAQUS有限元软件对地铁穿越地裂缝施工对既有桥梁建立三维模型进行模拟分析,并将现场监测数据与数值模拟结果进行对比分析,得出以下结论：1）地铁穿越地裂缝施工对既有桥梁桥墩具有一定的影响,对第3排桥墩沉降影响明显;2）地裂缝在短期内对地铁隧道开挖的影响不明显,需对地裂缝处结构进行长期监测。同时,建立了地铁隧道与地裂缝相距不同水平距离的二维模型,通过分析给出了在西安地区临近地裂缝开挖地铁隧道的建议最小设防距离为3倍隧道直径。     

斜拉桥索塔新型锚固结构理论分析与模型试验

对于首次采用的钢锚板式索塔锚固区结构形式,依托青岛海湾大桥红岛航道桥为背景进行索塔锚固区足尺模型试验,借助有限元的方法分析了其受力状态,并对模型进行了不同荷载工况的加载,分析了在各级荷载工况下的受力性能,从而判断桥梁结构的承载能力.     

自锚式悬索桥静力特性模型试验研究

为研究自锚式悬索桥在运营阶段的静载响应规律,以应变相等为原则,按静力相似理论对哈尔滨市三环西线跨松花江大桥主桥进行1∶50缩尺模型试验研究.以轴向刚度、弯曲刚度相似为主进行模型设计,重点关注桥梁的受力与变形性能.根据有限位移理论的仿真分析,结合相关规范的规定,制订桥梁静力试验工况及试验方法.基于最不利加载工况下的试验数据,对该桥的主缆、吊索、主梁的受力及变形特征进行分析.结果表明:双塔对称体系自锚式悬索桥的边主跨挠度分布情况与三跨连续梁类似,但由于竖向索力的弹性支撑作用,结构挠度减小,证明结构在静力作用下能承担的荷载更大;各关键构件荷载安全系数均在规范限值以内,大桥结构受力偏于安全;各测试工况试验值与理论计算值总体吻合较好,模型能较好反映实桥的受力特性,同时也印证了缩尺模型设计的合理性.     

钢桁腹梁桥结构构件的空间受力特性分析

采用Midas/Civi1 2010计算软件对某匝道引桥结构进行仿真分析,模拟了该引桥结构构件的空间受力特性,得到不同荷载作用下反映桥梁实际工作状态的动力学参数.分析结果表明:各荷载组合作用下结构受力、变形和应力均满足规范要求;结构的固有频率随引桥振型阶次的增加而增大,在设计时应尽量使引桥的固有频率避开第1阶振型频率,以避免共振现象发生;空间静、动力及屈曲分析表明:桥梁主拱刚度较大,结构变形较小,结构安全.     

减震型双向滑移盆式支座结构有限元分析

以桥梁用双向滑移型盆式支座为基础,通过改进设计了一种带环状高阻尼构件的减震型双向滑移盆式桥梁支座。采用ABAQUS有限元分析软件对设计的减震型盆式支座在常规荷载工况下结构受力和滑移的安全性进行了分析,同时与常规双向滑移型盆式支座在受到水平地震力作用下的滑移、受力情况进行了对比研究。通过有限元模拟分析证明,设计的减震型盆式支座在常规荷载工况下满足安全标准,在水平地震力作用下能通过高阻尼构件耗散地震能量,并能减小桥梁上部结构的滑移幅度。     

并桥位新建桥梁对既有桥梁桩基的影响分析

以某新建黄河公路大桥为工程背景,针对新建桥梁与既有桥梁并桥位建设,新旧桥梁桩基距离近的结构特点,采用岩土数值模拟方法对新建桥梁施工及运营期既有桥梁基础变形及受力的影响规律进行分析研究.结果表明,新建桥梁建成后,既有桥在运营荷载作用下基础平均沉降值为2.7cm,最大横桥向变形值1.2cm.施工期不均匀沉降值1.4cm,桩...     

新型PC连续刚构桥结构模型试验

针对强震深水库区PC连续刚构桥独特的梁柱结合段的结构受力特点,设计了比例尺1∶7.5的结构模型,通过模型试验并结合数值模拟分析,研究了该桥型梁柱结合段在静力和地震作用下的结构响应,结果表明:该新型PC连续刚构桥梁柱结合段的构造合理,能满足结构受力需求。     

波浪对桥梁结构的影响浅析

阐述波浪力对桥梁结构受力的计算理论,引入工程实例,运用计算理论得出实际工程中桥梁结构所受的上托力、侧压力、下压力和水平力,将其与模型试验结果进行对比,得出对工程设计较为实用的结论。     

与市政桥梁合建的地铁车站结构设计——以厦门地铁吕厝站为例

文章依托厦门市地铁1号线与2号线换乘车站(吕厝站),对城市桥梁下设置地铁车站的设计思路进行阐述。为了解决桥梁墩台集中力对地下车站结构不利影响的问题,采用数值模拟的方法对合建结构体系受力及抗震性能等方面进行分析,通过匹配孔跨、结构固结、加强地铁车站立柱、柱下设置桩基等措施,解决地铁车站在桥梁基础集中荷载下的结构受力、沉降控制、结构抗震等问题,以期能为今后类似车站的设计提供借鉴。     

连续刚构桥梁中横向无粘结预应力数值模拟与模型试验

根据三滩黄河大桥横向预应力的特点制定试验方案与计算模型,通过模型试验与数值模拟,研究在不同的荷载组合及不利工况时,横向无粘结预应力作用下箱梁的应力、变形特性,箱梁混凝土表面的裂纹扩展与分布规律及其承载特性。模型试验与数值分析结果表明,该连续刚构桥梁所采用的横向无粘结预应力体系可满足结构的强度要求。     

斜拉桁架体系桥梁抗震特性分析

斜拉桁架体系桥梁是近20 a来发展的一种新桥型,属于高次超静定结构,其内力计算复杂。此类桥型在承受动力荷载作用下的性能有待深入研究,尤其是在偶然荷载(如风、地震等)作用下的整体受力性能显得复杂。为了探索斜拉桁架体系桥梁的整体受力性能,以卡子湾大桥主桥设计方案为具体的分析对象,运用大型有限元程序SNSYS对结构在地震作用下的结构反应及受力性能进行研究,总结出了斜拉桁架体系桥梁的一般抗震特性。     

富水大断面公路隧道水压模型试验及衬砌结构力学行为研究

为研究隧道衬砌在围岩压力及外水压力综合作用下的受力特征、结构安全性及破坏过程,采用自制的均匀水压模拟加载装置及隧道地层复合试验台架,实现对围岩压力及外水压力的分别控制加载,完成在深埋条件下不同外水压力作用下衬砌结构受力模型试验。运用ANSYS有限元软件分阶段计算衬砌在水土压力作用下的受力特征,计算各部分安全系数,并与试验结果对比分析。研究表明：采用抽真空的方法模拟外水压力时,外水压力值越大,试验结果越接近真实情况,当外水压力达到150 kPa时,其差值可控制在5%以内;在外水压力及围岩压力的作用下,墙脚及拱底分别受最大正弯矩及最大负弯矩作用,且安全系数较其他位置小;随着外水压力的增大,衬砌所受的轴力及弯矩持续增大,且增大速率基本呈线性,其中墙脚位置增长速率最快;随着荷载的增大衬砌结构墙脚最先发生破坏,墙脚裂缝发展导致衬砌结构应力重分布,最终引起拱底开裂;墙脚的裂缝导致墙脚处承受的正弯矩不断减小,拱底承受的负弯矩不断增大,安全系数不断减小;当墙脚的裂缝宽度发展至1.5~2.0 mm时,试验数据及数值模拟结果计算所得拱底安全系数降低至1.5左右,拱底不再满足承载要求,与试验中衬砌的开裂行为相吻合。所提出的模型试验方案可为类似模型试验提供参考,研究成果可为富水大断面公路隧道的设计及安全评估提供依据。     

罕遇地震作用下波形钢腹板组合结构桥剪力键受力性能研究

在波形钢腹板组合结构桥梁中,剪力键是保证钢腹板与顶、底板混凝土共同工作的关键传力构件。随着建设的发展,越来越多的桥梁面临着高烈度地震的考验,但动力作用下组合结构剪力键的受力研究还比较少。本文通过采用数值模拟的方式,分析罕遇地震作用下钢腹板与顶、底板混凝土之间剪力键的受力特点,并总结出力学规律,为该类结构物的安全使用提供理论依据。     

静力作用下连续梁桥与铺装结构纵向耦合受力分析

城市高架桥的桥面状况是影响日常行车舒适性的重要因素。桥面铺装与桥梁结构之间由于纵向连结关系存在一定的相互作用,因此将铺装与桥梁结构视为耦合系统对其纵向力进行分析,为其设计及养护管理提供理论参考。取郑州市某多跨连续桥为研究实例,采用有限元软件ANSYS建立桥梁与铺装结构相互作用的有限元计算模型,选取4种静力荷载工况,分析桥梁与铺装结构的纵向受力规律及其影响因素。结果表明:在不同荷载工况作用下的铺装与桥梁结构系统中,铺装结构对桥梁结构的纵向受力影响可以忽略不计;基本组合作用下,上、下层铺装最大纵向受力分别达到7 407.3N和-1 307.7N、5 818.1N和-5 510.1N,上层铺装拉压受力不均,设计中应考虑多种荷载工况详细分析才能得出其最不利工况;防水黏结层与桥梁间纵向连结刚度对铺装结构的纵向力有一定影响,需进一步深入分析。     

三汊矶湘江大桥整体模型试验

为了获得自锚式悬索桥施工阶段结构体系转换过程中各构件的受力状况及成桥后结构的力学性能,利用优化方法计算了缆索系统的安装过程,并对三汊矶湘江大桥进行了缩尺比例为1:28的整体模型试验.介绍了优化计算的原理以及模型设计、试验方案的细节,并对施工过程中顶升主梁进行吊索的无应力安装过程以及活载作用下结构力学性能的测试和计算作了详细说明.结果表明:模型试验的测试结果与计算值吻合良好,吊索的无应力安装能够满足施工阶段的受力要求并达到设计成桥线形;活载作用下结构挠度、应力与荷载呈线性关系,叠加原理能够适用.     

大跨度斜拉桥索塔锚固区足尺模型试验及分析

文中以四川省合江县泸渝(泸州—川渝界)高速公路康博大桥为工程背景,对该桥的索塔锚固区域进行足尺模型试验,结合有限元数值模拟的方式来研究锚固区预应力损失及荷载作用下的应力分布规律,明确康博大桥索塔锚固区的受力及变形,验证数值模拟的精确度,检验主塔结构设计的可靠性,在此基础上提出能优化主塔结构的设计方案及合理建议,以完善施工工艺。     

高陡斜坡条件下桥梁桩基数值分析

高陡斜坡条件下桥梁桩基承载机理主要涉及桩的受力性状、荷载传递规律等方面,考虑桩-土(岩)相互作用影响,将桩周岩体及陡坡纳入分析体系,问题复杂,采用解析方法难以解决,故引入数值方法成为必然。文中以贵州省余庆至安龙高速公路沙河大桥桩基工程为背景,采用midas GTS NX软件对桩基进行数值模拟,分析计算桥桩的受力,同时研究桥梁在不同荷载作用下,所处边坡的力学响应,不同荷载组合效应对横坡段桥梁桩基结构内力和位移的影响,为高陡斜坡段桥梁桩基结构的承载特性研究提供参考。