地震动行波作用下大跨斜拉桥与引桥伸缩缝处碰撞效应研究

以一座典型大跨斜拉桥为研究背景,采用SAP2000Nonlinear有限元程序,考虑地震动行波效应以及主桥-引桥伸缩缝处碰撞效应的影响,建立了桥梁结构三维非线性计算模型,采用非线性动力时程分析法,分析了地震动行波作用下大跨斜拉桥主桥—引桥伸缩缝处碰撞效应对结构地震响应的影响。研究结果表明,地震动行波作用下大跨斜拉桥主桥—引桥伸缩缝处碰撞效应对引桥结构地震响应的影响较大,与一致激励下主桥-引桥碰撞效应相比,不仅会在伸缩缝处激起更大的撞击力,而且会使得两侧引桥梁端位移、主梁-过渡墩相对位移以及固定墩地震响应显著增大,更易导致引桥桥墩破坏或梁体落梁。     

Effect of Pounding at Expansion Joints of Long-span Triple-pylon Suspension Bridge on Seismic Response of the Structure

针对大跨桥梁在地震作用下伸缩缝处的碰撞现象,以一座大跨3塔悬索桥为例,建立了考虑塔、墩弹塑性的空间非线性碰撞模型,采用非线性时程法研究了地震作用下伸缩缝处碰撞对结构地震响应的影响.分析结果表明:当引桥振动基本周期大于主桥位移控制振型周期时,碰撞可能使引桥墩底、主引桥相对位移及引桥梁体搭接长度响应地震增大,且随着主桥和引桥位移控制振型周期差异逐渐增大,碰撞效应总体上对主桥的地震响应影响较小.     

地震作用下考虑土-桥台-上部结构相互作用的大跨桥梁伸缩缝处碰撞效应研究

为了给大跨桥梁抗震设计提供参考,针对西部山区强地震带常见的高墩大跨桥梁,考虑土-桥台-上部结构相互作用以及支座的滑动效应,采用非线性时程法对地震作用下大跨桥梁伸缩缝处碰撞效应进行了研究。采用非线性弹簧模拟桩基-土体相互作用以及台背填土的弹塑性变形,采用双线性滞回模型模拟支座的滑动效应,并采用接触单元法模拟主、引桥梁体间以及引桥梁体-桥台背墙间的碰撞反应。研究结果表明:主、引桥梁体间以及引桥梁体-桥台背墙间若发生连锁碰撞效应,桥台背墙将会遭受较大的撞击力作用,过大撞击力使得台背纵向位移、台后填土塑性变形以及桥台桩基的地震响应显著增大,易引起引桥桥台破损、桩基断裂以及引桥梁体落梁等震害。     

考虑邻梁碰撞的多跨长简支梁桥落梁震害分析

以1976年唐山地震破坏的滦河桥为例,选择合适的地震波并以行波方式输入,利用时程分析法研究了邻梁碰撞对多跨长简支梁桥落梁震害的影响问题,得到了几点共性认识:①碰撞一般首先发生在近震源的桥台处,为几跨几乎同时发生的同向追赶碰撞,此类碰撞以行波方式向桥梁远端传递,并因伸缩缝宽度的累加作用而使碰撞逐渐减弱;②桥梁中部各跨因远离桥台,运动受约束较弱,加之受桥梁端部各跨的碰撞推顶作用,墩梁间将会发生更大的相对位移,易在强烈地震中首先发生落梁;③输入加速度峰值正、负不同,邻梁碰撞对全桥墩梁最大相对位移发生与分布的影响有很大不同。基于实际震害和纵桥向非线性地震反应分析,提出了近断层地震动可能是造成滦河桥落梁震害重要外因的新观点。     

地震作用下连续梁桥伸缩缝处单边碰撞效应研究

为研究多维地震作用下连续梁桥伸缩缝处的碰撞效应,基于接触单元法中Kelvin碰撞模型,利用Ansys建立了全桥有限元分析模型,并将EI地震波分为单向地震、双向地震、考虑扭转分量的多维地震3种不同工况,对比分析了3种地震作用工况下的连续梁桥伸缩缝处单边碰撞效应对梁体位移、墩顶位移及梁体应力的影响。研究结果表明:3种不同工况地震波作用下,考虑扭转分量的地震波作用工况下碰撞效应对桥梁结构的影响尤为显著,且碰撞效应对梁体各跨跨中的压应力影响非常明显,碰撞效应下桥梁跨中最大压应力结果为不考虑碰撞效应结果的7.8倍。     

大跨双塔斜拉桥的动力特性与地震响应分析

结合某大跨双塔斜拉桥工程设计实例,采用大型有限元软件ANSYS建立了三维有限元计算模型,分析了该桥的动力特性,并采用反应谱法进行了地震反应分析。研究结果表明:由于采用了半漂浮斜拉桥体系,主梁梁端位移较大,极易造成主、引桥间碰撞且对两端伸缩缝不利,可采用弹性约束或设置阻尼器等措施来限制主梁梁端位移。     

考虑行波效应的大跨度斜拉桥耗能减震

地震作用下飘浮体系斜拉桥的纵向位移较大,需采取抗震减震措施.以一座大跨斜拉桥为实例,建立其三维有限元模型计算分析了地震行波输入下粘滞阻尼器对飘浮体系斜拉桥的减震效果.结果表明,地震行波效应会减小斜拉桥桥塔的地震反应而增大主梁的地震反应,粘滞阻尼器被动控制对斜拉桥位移的减震效果非常显著,且行波效应对其减震效果无明显不利影响.     

跨断层独塔斜拉桥的非线性地震响应特性研究

跨越活动断层的桥梁结构面临地震时断层错动的严重威胁。为合理模拟跨断层地震动的滑冲效应脉冲，基于近断层脉冲型地震动的分解-叠加方法，发展了一种可体现场地高频特征的跨断层地震动合成方法。首次采用最大位移与永久位移之比作为波形参数，基于搜集的96条包含永久位移的地震记录，建立了波形参数与脉冲参数之间的联系。结果表明：所建议方法可以准确地对实际跨断层地震动进行模拟。选取某引桥跨越断层的深水独塔斜拉桥为对象，研究了三向地震动作用下断层跨越角度、断层永久位移、断层最大位移对斜拉桥非线性动力响应的影响规律。结果表明：断层跨越角度对斜拉桥及其引桥地震响应的影响显著，90°左右（60°~105°）跨越断层时主塔的整体安全性更高，这是由于此时脉冲效应主要方向与主塔底抗弯能力较强的方向相一致，主塔的受力分配更为合理，可避免塔底进入强烈的双向非线性受弯状态；同时，90°左右跨越时，跨断层跨的落梁风险最小；随着断层永久位移的增大，主塔响应小幅增长，而墩梁相对位移则明显增大；最大位移与永久位移比表征了平行断层地面运动动力分量与拟静力分量的比例，主塔塔底响应及墩梁位移均随其增大而明显增大，且小角度跨越时跨断层简支梁具有较大的落梁风险。     

伸缩缝间隙及纵向阻尼器对斜拉桥的碰撞影响

针对目前国内关于斜拉桥伸缩缝间隙对斜拉桥地震响应影响规律的研究还不够深入和全面,以九江斜拉桥为分析对象,建立碰撞分析模型,不仅较为系统地分析了伸缩缝间隙对斜拉桥与引桥之间碰撞响应的影响规律,而且研究了伸缩缝间隙对斜拉桥关键截面内力和梁端纵向位移的影响情况,并与设置纵向阻尼器后的情况进行了对比分析.研究表明:伸缩缝间隙不仅对伸缩缝处的碰撞响应有较大影响,而且对引桥固定墩墩底弯矩、塔底弯矩及梁端纵向位移响应也有一定影响.设置纵向阻尼器不仅可以有效降低伸缩缝处的碰撞响应,而且对控制斜拉桥主桥关键截面的内力和位移响应均有较好的效果,是一种比较理想的斜拉桥减震措施.     

大跨直立混凝土斜拉桥体系动力性能分析

大跨直立混凝土斜拉桥以其开阔的桥面视野、优美的造型被我国诸多市政桥梁工程所采用,然而,相比普通大跨钢斜拉桥,该类桥梁存在上部结构自重大以及横向稳定性的问题。本文以采用该造型的某实例桥梁工程为背景,考虑了塔梁连接方式的不同：固结体系、漂浮体系、弹性约束体系。分别研究了桥梁采用不同模型时的动力特性,分析结果表明,固结体系的动力特性表现不如漂浮体系和弹性约束体系,且在地震作用下更容易损伤。尽管漂浮体系和弹性约束体系在地震作用下会产生较大位移,但结构内力得到很大程序的减小。因此,后两种体系更加适用于该类斜拉桥。     

不均匀沉降对拓宽桥梁拼接板受力影响研究

对云南省内3条典型改扩建公路的拓宽桥梁进行实地调研,掌握山区公路拓宽桥梁的特点,研究新旧桥不均匀沉降对结构作用的主要影响参数,分析各参数的影响程度及规律,为拓宽桥梁设计提供依据.     

高速公路景观安全协调性研究

采用加权区间层次分析法和模糊数学法对高速公路景观安全协调性进行分析,将高速公路景观设计安全评价细分为线形、中央分隔带、路侧、桥梁、隧道、交叉口、服务区、附属设施等8个评价要素,分项提取和建立各自的评价指标体系,定量评价其景观安全协调性的优劣程度,以重庆涪陵至石柱沿江高速公路的景观安全协调性研究为例对该指标体系进行验证。结果表明加权区间层次分析法有效可行,简洁易实现,具有较好的现实意义。     

高速公路桥梁工后服务的几点体会

通过高速公路桥梁设计和工后服务工作的实践,对高速公路桥梁设计和施工过程中的一些问题提出讨论。     

公交站点设置对道路通行能力的影响分析

分析了现有道路通行能力计算方法,认为其在计算的过程中忽略了公交停靠站对通行能力的影响,使得计算结果偏大,针对这一明显的不足,提出了改进思路。列举了国内常见的6种公交停靠站点设置形式,并对其进行了比较分析,按照公交站点对道路通行能力的影响方式的不同,将它们分为4类。研究各类公交停靠站处交通流的运行特征,指出车辆在公交站点处的排队现象可以用M/M/C系统进行近似分析,在此基础上,就3个主要类别的公交站点对道路通行能力的影响程度进行量化,得到了相应的修正系数。最后,通过实例的验算,证明了所得修正系数的可行性及正确性。     

桥墩防船舶撞击研究概述

近年来随着道路交通和航运事业的发展,桥梁日益增多,船舶吨位日益增大,船舶航速也越来越快,这将给桥梁的安全带来新的问题,因此桥墩防船舶撞击问题的研究具有明确的应用背景和实际意义.目前中、美、欧洲等国的设计规范均对桥墩防撞设计做出了相关规定,然而分析发现:各国规范仍大都采用简单的静力设计法,没有反映出船桥碰撞的冲击动力本质;近年来,船桥碰撞有限元分析技术在重大桥梁工程船撞设计专题研究中得到了越来越多的应用,但工程师使用则极为困难,很难推广至一般桥梁设计.鉴于此,从桥墩自身结构和桥墩防护结构两个方面对桥墩防船舶撞击研究进行了评述,指出了目前存在的主要问题并提出了相应的建议,并提出了船桥碰撞冲击动力学理论研究的三个设计因子以及相应设计流程.     

滑坡体力学特征对抗滑桩作用力分布规律的影响

采用弹塑性有限元方法分析滑坡体弹性模量、重度、抗拉强度对抗滑桩作用力分布规律的影响,结果表明滑体弹性模量增大,抗滑桩所受的滑坡推力和剩余抗滑力幅值增大;随着重度增大,滑坡推力和剩余抗滑力都增大;抗滑桩作用力在岩体被拉裂前随抗拉强度增大而增大。     

疏浚对既有桥梁安全影响的分析

随着经济的发展,交通畅通、河段疏浚、景观效果和旅游发展等交叉专业的综合提升,越来越受到重视。借助Midas和桥梁设计师两个软件,根据河段疏浚施工时序,分为不同的计算工况,在不同的工况下计算桥梁下部结构的安全性,提出对桥梁安全性的影响内容。通过讨论河段疏浚对既有桥梁的安全存在一定的影响,提出计算模式的探索方式,提供有效的分析数据,供管养单位和河段疏浚单位进行参考。     

外加剂对水泥混凝土性能的影响分析

对掺加了不同外加剂后混凝土的表观密度、凝结时间、泌水率等性能的变化进行了试验研究.结合试验结果,从外加剂的选择、掺量控制等方面,阐述了应用混凝土外加剂时的注意事项,以实现改善混凝土性能,获取预期的技术经济效果的目标.     

路面平整度对小汽车噪声的影响研究

噪声作为交通环境污染的主要类型之一,正呈现出越来越严重的趋势。国内外大量研究表明,车辆在城市道路上行驶时产生的噪声主要有动力噪声和轮胎噪声两部分。而平整度对这两部分噪声的噪声源都有重要的影响。本文主要研究的是城市道路中路面的平整度对小汽车的噪声产生的综合影响。结果表明,在正常行驶时(不固定排档),平整度与噪声间有明显的线性关系。这一结果使得交通噪声的预测精度得到了一定的提高。     

物联网在公路运输业的应用探讨

对物联网在公路运输业中的应用进行探讨,通过射频识别、红外感应器等将车辆与物品的信息记录下来,并随着车辆运输行进过程辅以GPS与G IS技术,对车辆位置与物品位置进行有效跟踪,为查询车辆交通信息与物品运输实时信息提供帮助,从而提高公路运输服务能力和水平,降低物流成本。