城市立交中分叉曲线桥梁地震响应研究

城市立交中分叉曲线桥梁,结构多支分叉、非规则异型,质量和刚度分布不均匀,力学性能复杂,抗震分析和设计困难。以一座城市立交为工程依托,构建典型分叉曲线桥梁模型,进行六组地震工况作用下的非线性时程分析,并对比分叉曲线桥梁与组成分叉结构的各单支桥梁的地震响应差异,研究城市立交中分叉曲线桥跨结构的动力响应特性。结果表明:分叉曲线桥梁结构动力耦联效应显著,分叉桥梁的地震响应与组成分叉桥梁的各单支桥跨的地震响应差异大,分叉桥梁下部构件应建立分叉全桥空间三维动力模型,分叉节点异型主梁应建立局部实体模型;分叉曲线桥梁应按照单维、多维和E1、E2多种地震输入工况进行结构的最不利响应分析;分叉结构导致接入分叉点的桥跨地震位移响应增加,伸缩缝处碰撞、落梁震害概率加大,应引起工程人员的重视。     

跨海大桥主墩桩基钢护筒腐蚀损伤识别

跨海大桥主墩桩基施工过程中采用的钢护筒被保留作为桩基的外层,容易受到海洋环境的腐蚀破坏。提出一种基于插值曲率模态指纹库比对的桩基损伤识别方法,为解决测试数据不完备的问题,采用三次样条函数几何插值得到扩展后的桩基振型,然后在扩展振型的基础上采用中心差分计算得到曲率模态指标。以金塘大桥为工程背景,建立索塔-基础多尺度有限元模型,考虑海水腐蚀造成桩基钢护筒局部损失情况,以损失减薄区域的位置、轴向长度、深度为损伤参数,设置多种损伤工况样本,计算并建立基于插值曲率模态的桩基损伤识别指纹库,最后通过指纹库以外损伤工况与库内样本比对的方式,验证损伤识别效果。研究表明,为保证三次样条函数几何插值得到扩展振型对真实振型的拟合精度,至少需要沿桩基均布6个位移插值点。通过指纹库比对,能够准确识别桩基钢护筒减薄区域的位置与轴向长度。     

采用辅助体系法研究等直梁弹塑性传递关系

采用辅助体系法导出了等直梁的传递矩阵;采用单分量模型模拟弹塑性阶段的梁单元,从弯矩与杆端力的恢复力模型中分离出弯矩与塑性转角的关系,导出了塑性铰的点矩阵,从而推导了弹塑性阶段杆元三种不同情况的传递矩阵。通过实例计算,辅助体系传递矩阵法与有限元法的结果进行比较,表明辅助体系法的正确性及高效性。本文结果可用于等直梁结构的弹塑性分析。     

采用辅助体系法研究桥梁不同支座的传递关系

研究桥梁的传递关系一般是通过初参数法来求解的。辅助体系法是不同于初参数法的另一种方法,它利用一端固定一端自由的一种辅助体系来研究杆件两端的关系,通过对桥梁不同类型支座的研究,分析不同支座的力学性能。采用辅助体系法分别推导了弹性支座、刚性铰支座和刚性固定支座的传递矩阵,并将其与梁、墩结合在一起构成整个桥梁的传递关系。编制了相应的MATLAB程序,并进行了实例计算。实例计算表明,辅助体系传递矩阵法正确有效,对于支座传递关系的计算简便、实用,可用于桥梁结构的初步设计和最终校核。