关键词： 连续刚构桥   连续梁桥   抗震性能   塑性铰  

摘要： 用设有多个塑性铰的全桥计算模型研究了连续刚构桥的抗震性能,并与类似的连续梁桥作了比较。结果表明连续刚构桥在高烈度地震区所受的地震损伤仍很小,抗震性能明显高于类似的连续梁桥;刚构墩出现塑性后,与弹性的相比墩底的地震力明显减小,随着地震动强度的增加减小的幅度增大,但墩顶位移变化很小。

关键词： 连续刚构桥   动力特性   反应谱   时程分析  

摘要： 以芙蓉江特大桥为工程背景,采用有限元软件ANSYS建立了大跨高墩连续刚构桥的有桩和无桩两种空间有限元模型,对其动力特性和地震响应进行了计算分析。采用反应谱法和时程分析法分别计算了E1地震作用下,结构的位移响应和内力响应,考虑了顺桥向+竖向和横桥向+竖向两种工况。分析表明,两种分析方法的计算结果较为接近,且考虑结构的桩土效应后,内力反应不一定变大,即未必是偏安全考虑。

关键词： 预应力混凝土   高墩   大跨   曲线连续刚构   弯扭作用  

摘要： 在介绍高墩大跨预应力混凝土曲线连续刚构桥结构特点的基础上,分析主梁自重、预应力、混凝土徐变以及平曲线等对结构应力和变形的影响。结合某工程实例,建立有限元模型计算分析高墩曲线刚构桥的受力和位移规律,研究此类桥梁在施工阶段和成桥阶段的空间结构行为,为高墩大跨曲线刚构的设计与施工提供参考。

关键词： 连续刚构桥   地震   时程分析  

摘要： 以小湾水电站水库淹没而复建的漭街渡连续刚构桥为工程背景,利用ANSYS有限元分析程序,按照三种不同地震波的输入进行地震反应时程分析。其研究结果可供类似工程参考借鉴。

关键词： 高墩大跨连续刚构桥   施工风险   风险接受准则   风险应对策略   风险决策准则  

摘要： 近年来，（高墩）大跨度连续刚构桥得到了迅速的发展。随着结构的创新和跨径的增大，施工中各种不确定性因素显著增加，高墩大跨度连续刚构桥工程建设正面临着前所未有的高风险，必须予以足够的重视，否则极易发生工程事故，危及结构、财产和生命安全。本文以高墩大跨度连续刚构桥施工期间风致风险为主要研究对象，围绕以下几个方面展开研究：\n 1.高墩大跨度连续刚构桥施工风致风险分析理论框架研究。阐述了风险的基本概念与风险分析的基本原理，给出了风险的一般性定义，明确给出高墩大跨度连续刚构桥施工期结构风致风险定义，构建了桥梁施工风致风险分析总体理论框架；\n 2.针对高墩大跨度连续刚构桥施工结构的抗风性能评价所涉及到的不确定性因素，通过查阅大量文献资料和风洞试验资料，初步建立了桥梁结构的抗风性能评价基本参数变异性数据库，可供后续桥梁结构的抗风性能不确定性研究参考；\n 3.针对结构可靠度计算方法的研究现状，考虑到工程实践的应用，提出求解结构可靠度的改进的Monte Carlo法；并建立了高墩大跨度连续刚构桥施工风致静力稳定风险、驰振稳定风险、悬臂施工抖振安全性和舒适性、高墩风致稳定风险的评价方法；\n 4.提出风险评价指标的制定原则，建立以风险接受准则与风险等级评价标准为代表的桥梁施工风致风险评价指标体系。介绍了高墩大跨度连续刚构桥施工风致风险应对策略；阐述高墩大跨度连续刚构桥施工风致风险决策的基本原理、方法和过程；建立高墩大跨度连续刚构桥施工风致风险决策原则和决策准则，为风险决策人员进行风险抉择提供了重要的参考依据。\n 5.利用建立的高墩大跨度连续刚构桥施工风致风险评估方法和评价体系，对北山大桥施工状态的抗风关键指标进行了风险评估。\n 最后，对全文所做的研究工作进行了总结，并对今后的研究工作进行了展望。

关键词： 土木工程   桥梁工程   高墩大跨连续刚构桥   动力特性   地震反应   反应谱法   时程分析法  

摘要： 龙潭河大桥采用连续刚构体系,其桥墩最高达178 m。采用BEAM3单元建立了该桥的动力分析有限元模型,计算了其自由振动频率及振动模态。利用ANSYS软件对该桥进行了弹性反应谱分析和时程反应分析,获得了该桥的地震反应内力。计算分析表明,不同地震波输入对桥梁的地震反应影响很大,El-Centro波输入下该桥的响应最大,竖桥向激励对结构的地震影响也不可忽略。

关键词： 高墩大跨   箱形墩   箱形梁   温度场测试   温度梯度   数值分析   温度效应  

摘要： 我国各地气候相差较大,现行的温度荷载规范没有考虑全国范围内的气候差异而采用同一温度模式进行温度效应分析是不尽合理的。因此研究混凝土箱形梁桥的温度场及其温度效应具有重要意义。本文以贵州大乌江特大桥为工程背景,基于施工过程中测试的大量温度数据对混凝土梁桥的箱形高墩和箱形梁的温度场进行研究,完成的主要工作有: （1）对大乌江特大桥现场测试的温度数据进行回归分析,得出箱形墩横截面与箱形梁截面顶板及腹板在太阳辐射以及不同季节下的温度变化规律。 （2）通过ANSYS有限元软件建立混凝土箱形墩截面与箱形梁截面的温度场数值模型,并按照桥区位置的边界条件,对温度场进行仿真计算,与实测数据进行比较分析,并最终拟合出贵州南北走向桥的箱形墩横截面温度梯度和箱形梁截面竖向温度梯度。 （3）采用ANSYS有限元软件建立大乌江特大桥桥墩有限元模型,对其进行温度效应分析,得出薄壁空心桥墩受太阳辐射时,引起的桥墩位移达29.1mm,已超过JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范表15.8.2第6条规定的容许值20mm,并提出采用预控法对其进行控制,从而达到了控制温度影响桥墩垂直度的目的。 （4）采用MIDAS有限元软件建立大乌江特大桥的施工阶段有限元模型,对其进行温度效应分析,得出中跨跨中最大竖向位移达-11.24mm,并提出采用相对标高法进行挂蓝立模标高放样,从而达到了控制温度影响箱梁竖向挠度的目的。 （5）对大乌江特大桥施工阶段分别采用中国公路桥规JTJD60-2004、英国BS-5400规范和实测拟合温度梯度曲线进行日照温度加载计算,由于三者的T1取值相同,T2的取值各不相同,h1的取值是前者偏小,后两者相同,因而使得采用实测拟合温度梯度计算的温度效应值与采用英国BS-5400规范计算值相接近。

关键词： 高墩大跨连续刚构桥   动力特性   地震反应   反应谱法   时程分析法   行波效应   几何非线性  

摘要： 桥梁是交通运输系统的枢纽工程,是生命线工程的重要组成部分。我国西南、西北山区公路和铁路的兴建,道路跨越深沟峡谷或大江大河,往往采用高墩大跨度连续刚构桥这种桥梁跨越。这些地区地处地震的主要分布地区,如果桥梁遭到破坏,由于地形环境特殊,恢复交通运输相当困难,严重影响抗震救灾行动,大大增加地震次生灾害的损失。因此,对高墩大跨连续刚构桥的抗震问题进行研究分析是十分必要的,也具有非常重要的意义。 本文以在建的腊八斤特大桥为工程背景,采用大型通用有限元计算软件ANSYS对该桥进行比较系统的动力反应分析。该桥的构造具有以下特点： 1)主跨最高桥墩高达182.64m,为超高墩,目前为亚洲第一高墩； 2)该桥桥墩为钢管混凝土组合结构,是一种新型组合格构柱高墩,这种结构形式目前没有设计规程可以参考,在国内首次采用,没有工程经验借鉴； 3)桥纵向轴线从K39+395.67为曲线,曲线半径为2500m。 鉴于该桥以上特点,本文围绕腊八斤特大桥开展了以下几个方面的工作： 1)建立了该桥的三维计算模型,计算模型真实反映结构的刚度及质量的具体分布情况,并体现钢管混凝土组合格构柱截面的组合性能。 2)对该桥进行了动力特性分析,了解整体结构的刚度大小、刚度分布情况,判断结构相对薄弱部位。 3)对该桥进行了地震定性分析。包括地震动力反应谱分析、动力线性时程分析、考.虑行波效应的动力时程分析和考虑几何非线性的动力非线性时程分析。 4)对该桥的地震响应特点进行总结,为类似桥梁建设提高参考。并针对该桥的钢管混凝土叠合柱高墩这种新型组合格构柱高墩的有限元模拟提出建设性意见。 通过以上工作的开展,得到了多种计算方法下腊八斤特大桥的地震反应结果,并根据工作中所遇到的一些问题提出了进一步研究中有待解决的问题。

关键词： 高墩大跨连续刚构桥   钢管混凝土   叠合格构柱   正常使用极限状态   几何非线性  

摘要： 随着我国高速公路建设的蓬勃发展,桥梁建设进入了前所未有的高潮时期。在山岭重丘区高等级公路跨越深沟峡谷时经常会出现高桥墩的情况。随着桥梁跨径的不断增大,桥墩高耸化,结构的整体和局部刚度下降,过高的桥墩带来较强的非线性效应,对桥梁的抗震性能造成不利影响。在建的雅泸高速公路穿越高山峡谷众多的地震高烈度区,地质、地貌极为复杂。在综合考虑各种因素之后,设计人员提出了一种新型叠合格构柱高墩。这种结构形式融合了钢管混凝土格构柱和钢管混凝土叠合柱两种结构的特点,在国内是首次采用,目前还没有设计规程和工程经验可以参考、借鉴。 论文对钢管混凝土叠合格构柱高墩在正常使用极限状态下的结构行为和最大悬臂状态施工阶段的几何非线性效应进行了较为系统的研究,主要工作及成果包括以下几个方面： 1)本文对国内钢管混凝土格构柱在单层工业厂房、设备构架和桥梁结构中的应用进行了总结；介绍了钢管混凝土格构柱和钢管混凝土叠合柱的研究现状和研究成果。 2)以在建的雅泸路黑石沟特大桥3号主墩为研究对象,对其开展了正常使用极限状态下的模型荷载试验。考察钢管混凝土叠合格构柱高墩的结构行为,钢管对核心混凝土的套箍效应,二者共同工作情况,柱肢与腹板之间荷载的传递情况以及横隔板的工作情况。 3)基于大型有限元程序ANSYS对黑石沟大桥3号主墩建立了数值计算模型,将试验结果与理论计算值进行对比分析,验证并完善了试验结果,进一步深入的研究了钢管混凝土格构柱高墩的结构行为,为今后类似桥梁的设计计算工作奠定基础。 4)介绍了几何非线性理论和建立、求解几何非线性平衡方程的方法。简述了大跨连续刚构桥梁几何非线性的大位移效应和P-△效应的影响因素及处理方法。 5)结合黑石沟大桥3号主墩和腊八斤大桥10号主墩,借助有限元程序ANSYS,讨论了不同墩高、结构几何属性和横向联系对最大悬臂施工阶段几何非线性效应的影响,为工程实际提供参考。

关键词： 矩形空心墩   动水压力   有限元法   附加质量法  

摘要： 近年来,我国桥梁在朝着更大跨度发展的同时,出现了许多建成和拟建的深水桥梁。目前为止,已建或在建的深水桥梁其桥墩入水深度最深已达百米。深水桥梁在地震作用下,桥墩自身的运动会引起周围水体的辐射波浪运动,而波浪运动也反过来影响桥墩的运动,这样桥梁结构的水下部分便产生了动水压力,从而使桥梁的结构动力特性发生改变并影响结构的动力响应。若忽略动水压力,则在计算全桥的动力特性和地震内力时会出现较大的误差甚至错误的结果。 从当前深水桥梁抗震研究的文献来看,国内外对深水桥梁的计算理论及地震响应特性的研究仍较少。本文在查阅大量国内外文献的基础上,评述了当前关于水与结构相互作用的计算理论、水中结构地震响应的分析方法及相关的研究成果,并针对深水桥梁在地震作用下的动力响应特性开展了以下几个方面的详细研究： (1)阐述了深水桥梁考虑动水压力的必要性,以及动水压力的研究现状。 (2)以深水库区主跨为220m,墩高为173m的红旗大桥为例,利用Morison方程所得的圆形墩附加质量公式的矩形修正公式模拟水对桥墩的作用,建立了全桥考虑附加质量影响的变截面三维有限元模型。 (3)运用有限元方法并结合JTG/T B02-01-2008《公路桥梁抗震设计细则》中的有关规定进行了该桥的模态分析,反应谱和时程反应分析。 (4)分析与讨论了不同地震动输入情况下,动水压力对该桥地震动响应的影响程度。 研究结果表明由于动水压力的作用,不仅使桥梁结构的自振频率明显降低,而且随着频率阶数的增加,自振频率总体上的下降率有增大趋势,即考虑水的附加质量后对桥梁高阶频率的影响较大。多工况地震响应的结果表明,由于附加动水压力的影响,使得本桥在地震作用下的弯矩、剪力明显增大,深水桥梁的抗震问题较无水桥梁更为突出。对比反应谱法与时程分析法的计算结果,可以看出,按反应谱计算得到的内力结果小于按时程响应计算得到的结果。显然,就本桥而言,仅采用反应谱进行地震响应分析是不够的,遵循地震响应分析的多波原则进行时程响应分析是完全必要的。 本文研究方法与所得结论可为同类桥梁的抗震设计提供参考。