独柱式桥墩在横向地震下的倒塌机理分析

在城市桥梁中大量采用的独柱式桥墩，由于其自身的结构弱点，在横向地震作用下易于倒塌。为了采用有效的抗震构造措施，保证独柱式桥墩大震不倒，必须弄清其破坏倒塌机理。通过日本孤神高速线高架桥的倒塌分析，对独柱式桥墩在横向地震下的破坏倒塌机理进行了分析研究。     

基于细-宏观数据交互的桥梁水毁数值仿真

为精细化探究桥梁水毁倒塌机理，基于计算流体力学与泥沙动力学数值仿真，得到桥梁冲刷形态演变与波流力时程数据，构建桥梁水毁全过程的连续倒塌数值模型；通过开发细-宏观数据交互接口，将冲刷所致边界条件改变与波流力对桥梁结构作用效应实时传递至结构域桥梁连续倒塌数值模型，高精度连续仿真冲刷发展与波流力作用下桥梁水毁全程力学响应与结构形态演化；最后，通过河源东江大桥倒塌案例分析，验证该仿真方法与数据交互接口的正确性和有效性。结果表明：河源东江大桥连续倒塌可能由冲刷掏空基础后倾斜、拱脚薄弱节点失效以及非制动墩承受不平衡水平推力所致；所提出的仿真方法可实现冲刷仿真、波流力计算与结构倒塌分析的同步交互实施，可为从水文源头探究桥梁水毁失效机理与倒塌模式提供精准高效的分析工具，为桥梁抗水设计、评估以及未来规范修订提供理论基础与技术手段。     

地震作用下群桩体系桥梁连续倒塌模拟研究

针对群桩体系桥梁连续倒塌行为,提出了桥梁在地震作用下逐步失效过程建模方法,并进一步熟悉了OpenSees软件中的Remove功能和杆件的三个失效准则。该文利用OpenSees软件Remove命令解决结构大变形大转角问题,选择非线性梁柱单元对桩基进行模拟,选用的梁柱单元都带有附属节点。采用多点约束的方式和静力凝聚的方式对附属节点进行控制。针对强震作用下的桩基破坏模式,介绍了构件弯曲、剪切,轴向受力时的破坏准则,在对桥梁的地震响应研究过程中,实时更新结构有限元模型和杆件端部的约束状态。该文以实际工程中建立的单墩模型为依据,模拟地震波环境下的连续倒塌过程,模拟了结构在逐步失效过程中的释放内力、删除失效杆件和实时模型更新,完成地震响应分析。该文建立的对失效杆件进行处理和实时更新结构模型的桥梁逐步失效过程符合真实情况下强震作用下桥梁连续倒塌过程。     

深水高桩基础桥梁船撞倒塌数值模拟

采用数值模拟方法对深水高桩基础桥梁船撞倒塌事故进行仿真模拟,建立了事故桥梁上、下部结构及船舶的精细化有限元模型,并将弹塑性损伤帽盖模型用于混凝土,弹塑性随动强化模型用于钢材及钢筋。模拟结果再现了被撞桥墩及全桥的倒塌过程,揭示桥梁结构连续倒塌的机理,证明数值模拟方法的有效性及弹塑性帽盖模型作为混凝土本构的合理性。     

南京跨线立交桥的设计及抗震能力评估

本简略介绍了南京新淮江高速公路上一座钢筋混凝土连续箱梁跨线立交桥的设计，同时运用推倒分析方法（塑性倒塌分析方法）对其抗震能力进行了评价，并与地震反应分析结果进行了比较。结果表明，该桥在设计烈度地震作用下是安全的；推倒分析方法用于评价桥梁的抗震能力具有简单、准确的特点。     

单柱墩拟静力试验仿真计算案例

在地震荷载作用下,钢筋混凝土桥墩是最易破坏的桥梁构件,如何较可靠地模拟钢筋混凝土桥墩在循环荷载作用下的非线性滞回反应是桥梁结构抗震研究的重要内容。以呈弯曲破坏形态的钢筋混凝土桥墩的拟静力试验结果为依据,基于OpenSees中的Beamwith Hinges Element单元,分别建立了圆形墩和矩形墩的滞回分析纤维单元模型。由计算结果与试验结果对比可知,所建立的纤维单元模型对桥墩的骨架曲线及滞回曲线都有良好的模拟效果,且能体现桥墩在反复加载过程中刚度、强度退化现象。     

600 m跨径钢筋混凝土拱桥地震响应分析

该文对一座试设计跨径达600 m的钢筋混凝土拱桥进行了地震响应分析,有限元模拟采用非线性纤维单元。通过对该桥恒载(初应力)受力分析和地震响应的分析,对大跨径钢筋混凝土拱桥对不同地震动的反应和结构的抗震性能进行了评价。     

钢筋混凝土桥墩性能指标量化研究

根据钢筋混凝土桥墩的破坏特点和桥梁结构基于性能抗震设计的需要,将钢筋混凝土桥墩性能水平划分为正常使用、暂时使用、修复后使用、生命安全和防止倒塌5个性能水平,并结合各国相关研究成果,从社会经济角度,建立了桥梁结构震害定性决策标准;从震后现场震害评估角度,建立了钢筋混凝土桥墩现场震害评估调查性能量化标准。在分析各国127个以发生弯曲破坏为主的钢筋混凝土圆形截面桥墩试验研究的基础上,从工程设计角度,以位移角为性能参数,提出了钢筋混凝土桥墩在地震作用下处于5个性能水平的量化指标,并与新西兰、日本和美国加州等设计规范中的相关规定进行比较。结果表明:建议的不同性能水平下钢筋混凝土桥墩的位移角限值是合理的,可用于基于性能抗震设计时桥墩墩顶位移的确定。     

考虑墩柱弹塑性变形的大跨度桥梁延性抗震分析

基于多弹簧模型,提出了钢筋混凝土弹塑性墩柱单元,用于考虑强震作用下大跨度桥梁墩柱出现的弹塑性变形,并在通用有限元程序Strand7平台上利用其自定义梁单元刚度矩阵功能和API函数实现了大跨度桥梁弹塑性地震响应分析.该单元能够较好地反映墩柱构件在变动轴力和双向弯矩相互作用下的弹塑性行为,并能方便地嵌入通用有限元程序中,大大简化了大跨度桥梁延性抗震计算工作.将上述方法应用于一座主跨428 m的三跨连续中承式钢拱桥的延性抗震分析,获得了理想的结果,验证了文中方法的可靠性和实用性.     

Push-over分析在桥梁抗震性能评价上的研究现状

目前在桥梁抗震性能评价中多倾向于采用非线性时程分析计算桥梁地震响应,但是存在着工作量大,计算复杂等问题。而在基于结构位移/性能的抗震思想下,采用塑性倒塌机构分析(即push-over)方法来评价地震作用下桥梁的抗震性能具有广泛的应用前景。该文就目前push-over分析应用于桥梁抗震性能评价在国内外的研究现状做了归纳总结,并对此做出适当的评价和展望。     

桥梁复合随机地震易损性分析方法研究及应用

影响桥梁地震安全的不仅是地震强度,还包括桥梁结构材料强度、结构尺寸,以及其离散分布特征等,这些因素也不是唯一确定的,而是随机的。传统的桥梁地震易损性分析方法已无法满足要求,需要充分考虑地震、材料等因素的随机性。为了更加全面而充分地确定在多种不确定因素综合影响下,桥梁结构的地震易损性分布及影响规律,采用全概率方法进行桥梁地震易损性分析。针对目前结构地震易损性分析方法的不足,引入人工神经网络和蒙特卡罗技术,采用动量增量分析方法和推倒分析方法,同时考虑了桥梁结构参数的随机性和地震动输入的随机性,提出了桥梁复合随机地震易损性分析方法。主要分析步骤为:首先,分别对随机桥梁结构的抗力和随机地震响应进行特征统计,在此基础上,再应用蒙特卡罗和神经网络技术对桥梁结构在不同损伤状态下的超越概率进行统计,绘制桥梁结构复合地震易损性曲线。复合随机地震易损性分析方法从全概率的角度比较全面地反映了桥梁结构的地震易损性,并具有以下特点:(1)采用神经网络仿真结构随机性的非线性分析,大大提高了计算效率;(2)采用充足地震波进行动量增量分析,从而考虑了地震强度的随机性;(3)采用蒙特卡罗随机抽样分析方法,避免了求解析解的困难。     

单坡型桥梁混凝土护栏裂纹防撞性能影响分析

由于混凝土材料抗拉强度低的特点,单坡型桥梁钢筋混凝土护栏通常是带裂纹工作的。为了研究裂纹对于单坡型桥梁钢筋混凝土护栏防撞性能的影响,总结了单坡型桥梁钢筋混凝土护栏裂纹特点,并进一步分析了单坡型桥梁钢筋混凝土护栏裂纹的类型。在此基础上,本文采用文献资料调研、理论分析以及计算机仿真方法分析了单坡型桥梁钢筋混凝土护栏裂纹对其防护能力的影响,认为虽然混凝土材料在裂纹处不连续,但由于钢筋的存在,不会影响护栏作为纵向的连续结构整体发挥安全防护作用,因此裂纹对单坡型桥梁钢筋混凝土护栏的防护能力没有影响。本文最终通过实车碰撞试验对分析结果进行了验证。     

增设RC拱肋加固圬工拱桥的设计要点及理论分析

提出了采用钢筋混凝土拱肋加固圬工拱桥结构的方法。以某上承式实腹圬工拱桥为实例,根据其病害的主要特点,结合对原桥承载能力的计算分析结果,采用增设钢筋混凝土拱肋的加固设计方案。然后,建立原拱圈采用板单元和新增拱肋采用杆系单元的有限元计算模型对加固后桥梁承载能力进行了理论分析,结果表明,加固后桥梁承载能力满足公路-Ⅱ级荷载。     

土-结构相互作用的桥梁多尺度建模与分析

考虑土-结构相互作用(SSI)是地震激励下桥梁抗震性能评估的热难点之一.由于考虑土体影响多而建立的结构模型计算耗时极长,为了提高效率,现采用一致多尺度建模方法,将所研究部位建为实体单元,其他部位建为梁单元,单元之间采用适当的方法进行界面连接,保证宏观、精细单元间的变形协调,并对某一桥梁进行分析,验证了该方法的正确性.在此基础上,基于多尺度建模方法,建立三跨连续梁桥模型,对其进行弹塑性时程分析,对比分析考虑SSI和不考虑SSI效应的桥梁模型在地震激励下的响应结果,研究SSI效应对桥梁抗震性能的影响.结果表明:多尺度建模方法可以在保证计算精度的前提下有效地提高计算效率;考虑SSI效应能够有效地降低桥梁的抗震性能需求.因此,在设计时应加以考虑.     

罕遇地震下连续梁桥弹塑性动力时程反应分析

在罕遇地震下连续梁桥的墩柱会进入塑性工作状态,采用弹塑性纤维单元模拟墩柱的弹塑性力学性能。通过合理设置弹塑性纤维单元的位置,计算等效塑性铰长度,进行罕遇地震下连续梁桥的弹塑性动力时程反应分析。研究结果表明,使用弹塑性纤维单元,可以模拟罕遇地震作用下连续梁桥的墩柱结构由弹性阶段进入塑性阶段的变化过程,得到罕遇地震作用下连续梁桥的地震响应需求,为准确地评估罕遇地震下桥梁结构的工作性能,合理地进行桥梁结构的抗震设计提供必要的前提和基础。     

桥梁预应力钢筋混凝土结构耐久性影响因素及对策

影响钢筋混凝土结构耐久性的因素复杂,成因和表现随环境的不同而异。综合研究分析了对桥梁预应力钢筋混凝土结构耐久性的影响因素、腐蚀机理与形成过程,从而针对性地提出了改善和增强预应力钢筋混凝土桥梁结构耐久性措施的建议。     

钢筋混凝土桥梁的腐蚀研究与防护

介绍了钢筋混凝土桥梁的腐蚀机理和影响因素;基于锈蚀钢筋的拉伸试验和劣化混凝土的轴心抗压试验,分析了钢筋混凝土构件的腐蚀对桥梁力学性能和结构性能(包括钢筋与混凝土的粘结、承载力、破坏形式等)的影响;在此研究基础上提出了桥梁结构的防腐与防护措施,对钢筋混凝土桥梁的状态评估与维护管理具有重要意义。     

钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点在ANSYS环境下的优化分析

钢管混凝土柱具有较高抗压承载力,在强地震作用下能体现出很好防倒塌能力,可将其用于大跨度桥梁或超高层房屋建筑中。本文通过对钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点中环梁节点、改进型节点进行有限元模拟,在三种工况下的加载计算,对各种加载方式下节点区域钢管、混凝土、钢筋的应力分布进行比较分析,验证了改进节点构造的合理、可行性。     

堤溪沱江大桥倒塌模拟分析

本文主要以堤溪沱江大桥为研究对象。在结合有限元以及离散元技术基础上,针对该桥的倒塌过程进行模拟和对比研究。研究总共分为以下3个部分:首先,基于Open GL图形平台,建立石拱桥参数化建模工具,并提供导出离散元计算程序3DEC可读文件的接口功能。其次,通过应用有限元工具ADINA对其进行计算分析,确定在一定工况下的该桥的易损点。最后,应用石拱桥建模工具建立堤溪沱江大桥分析模型导入到3DEC中,并根据易损点位置信息对该部分的块体单元进行细分,进而完成拱桥的倒塌模拟。倒塌模拟结果与堤溪沱江大桥倒塌现场进行了对比,从而论证了结合有限元和离散元技术进行桥梁倒塌全过程分析的可行性。     

氯离子对钢筋混凝土桥梁的危害与防护

分析了氯离子进入钢筋混凝土桥梁的途径及引起钢筋锈蚀的机理；基于试验对钢筋锈蚀引起的危害进行了研究。介绍了国内外最新的钢筋防锈技术。