动力弹塑性分析在工程实践中的应用

来源 :中国公路学会桥梁和结构工程分会2009年全国桥梁学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:abcz123789
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  依据我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)和《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008),以及弹性阶段承载力设计和弹塑性阶段变形验算的两阶段设计理论,使用《MIDAS Civi 2006通用有限元程序》建立函谷关特大桥动力弹塑性抗震分析模型,并对罕遇地震作用下的结构响应进行了综合评定。同时概括介绍了塑性铰区域纤维模型以及桩—土—结构相互作用的使用方法和模拟过程。
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混凝土开裂的本质是材料的连续性受到破坏,用主拉应力超限作为开裂判据的合理性值得推敲。通过对几座实际预应力混凝土梁桥的计算分析,说明腹板主拉应力量值有限,不会导致腹板普遍性的开裂,主拉应力超限仅是腹板开裂的充分条件。考虑到应变的发展具有时效性,用拉应变超限作为腹板开裂的判据更为合理。
裂缝对桥梁结构影响至关重要,分布式光纤传感技术具有随机裂缝检测及预测的潜力。光纤布里渊散射光频率漂移量与应变成线性关系,而应变的变化及大小可以预示的裂缝出现及发展情况,本文在此基础上设计了弯梁分布式光纤裂缝预测实验,对分布式光纤用于预测弯梁裂缝进行了实验研究。研究结果表明,分布式光纤传感器可以实现裂缝的预测,并可以大概测出开裂后结构裂缝发展情况。
通过空间有限元软件建立某大跨预应力混凝土连续箱梁桥节段模型,采用初始应力法模拟箱梁底板开挖人孔的受力过程,对比计算了椭圆孔和圆孔两种人孔形状引起的底板应力重分布的不同。并对粘贴钢板补强情况下的开孔问题建模计算,开孔前后钢板应变计算与实测值接近,结果表明粘贴钢板对改善孔边应力集中作用不明显。
为了研究环保型混凝土水化反应材料(ECRM)对混凝土构件裂缝自愈合性能的影响,四根新浇混凝土梁进行抗弯性能试验,其中两根混凝土梁涂抹过ECRM.同时分析了ECRM对混凝土梁在荷栽作用的开裂荷载、荷载-挠度曲线和裂缝修复情况.结果表明:ECRM不仅实现混凝土裂缝自愈合,同时提高整个构件的力学性能,增强混凝土的抗裂性能;对于裂缝宽度在0.1mm以下的混凝土开裂试件,进行ECRM涂抹施工,裂缝处的自愈合
对桥梁抗震设防的基本概念存在的理解偏差进行了分析总结,首先详细地介绍地震烈度的基本概念及其用途,指出地震震级与地震烈度之间的关系,阐述人们研究地震烈度与地震动关系的发展过程,指出我国现行桥梁抗震设计规范使用地震烈度的现状,系统地介绍我国地震区划图的发展历程,并提出我国下一代桥梁抗震设计规范的发展建议,其次介绍近几十年来在我国6度区内发生的大震实例,指出“对6度区不设防或简易设防”的提法会误导工程抗
本文首先详细阐述我国建筑抗震设计规范与桥梁抗震设计规范的发展历程,并指出采用单一设防水准和一阶段设计的国内外设计规范,其次介绍采纳多水准设防两阶段设计的国内外抗震设计规范,最后详细介绍基于性能的多水准抗震设防思想,并指出基于性能的抗震设计方法将是结构抗震设计规范的未来发展趋势。
随着高墩大跨径桥梁的不断涌现,特别是弯连续刚构在西部地震多发带的建造,使得该类桥梁的抗震问题比较突出,国内外学者虽然在这方面进行了大量研究,但在系统研究结构设计参数对该类桥梁抗震性能的影响方面还不够完善。以一座实体工程为例,在线弹性地震时程分析的基础上,系统地研究了结构设计参数对高墩大跨弯连续刚构桥动力及地震响应的影响,并对结论进行了总结,可供结构初步设计及抗震概念设计参考。
桩基是桥梁主要的和最重要的承压构造,本文探讨了桩基在正常弹性范围内工作的压力—变形机理,诱导出了完整计算方法,可作整桩计算、分层计算、滑移计算,并得出了超长桩的鉴别公式,属于桩基基础理论研究。填补了当前设计规范的空白,可作修改规范参考。
本文以实际工程太原南中环桥为工程背景,对该种组合拱肋拱桥梁进行一些主要的设计参数(矢跨比、主副拱刚度及副拱倾角)比较和研究,得出各参数对结构受力及稳定性的影响规律,为此类桥梁的设计提供参考。
在强震作用下,桥梁往往因变位太大而发生破坏,深水隔震基础能大幅减小地震作用,降低桥梁受损程度。有别于常规桥梁基础,该基础和地基不相连,其间铺设特殊设计的碎石、砂等材料,允许滑动和摇摆。本文建立了基础隔震模型和运动方程,并考虑动水压力作用。采用ANSYS对希腊Rion-Antirion大桥主塔进行模拟分析并与常规基础体系进行比较,得出隔震基础具有明显减震效果。