Effects of wave directionality on extreme response for a long end-anchored floating bridge

Reliable design codes are of great importance when constructing new civil engineering concepts such as floating bridges. Previously only a scarce number of floating bridges have been built in rough wave conditions and only limited knowledge of the extreme environmental conditions and the associated extreme response exists. To form a better design basis an increased understanding of the sensitivity in the structural response towards changes in short-crested sea parameters is needed. Furthermore, acquiring the necessary accuracy in simulated extreme response is often a computationally expensive endeavour and the number of simulations needed is often based on experience. The present study investigates the wave-induced short-term extreme response of a simplified end-anchored floating bridge concept for several wave environments with a return period of 100 years. The study includes convergence of the coefficient of variation for the extreme response for different realization lengths as well as number of realizations. The sensitivity in the structural response towards different main wave directions and spreading exponents is investigated and includes both transverse and vertical displacement response spectra and extreme Von Mises stress in the bridge girder cross-section. The extreme response is based on an accuracy of 2% in the coefficient of variation equivalent to 40 3-h realizations and a low sensitivity in the response is found for natural occurring spreading exponents and for main wave directions within 15° from beam sea.     

大跨径斜拉桥主梁线形测控新方法研究及应用

大跨径斜拉桥结构刚度小、变形大,为保证主梁顺利合龙,施工过程必须快速精确定位主梁上各个节段的平面和竖向线形。区别于传统的极坐标主梁平面线形测控方法,本文提出采用全站仪自由设站法测控主梁平面线形;同时区别于传统的水准测量方法,提出采用全站仪间接高差传递的方法测控主梁竖向线形。介绍了两种新方法的测量原理,通过工程实例论证了新方法的可行性和实用性,且能够大幅度提高测控效率,可为其他大跨径桥梁主梁线形的测控提供一定的参考。     

大气折光系数测定及在悬索桥基准索股线形测量中的应用

大跨度悬索桥基准索股跨中位置处于百米高空,如何测得精确的垂度值,对主缆线形进行控制至关重要。本文分析了影响悬索桥基准索股垂度测量精度的主要因素,提出了基于实时大气折光系数改正的单向三角高程的跨中垂度测量新方法。在桥址区建立高精度的高差基准,通过对桥址区的大气折光系数的测定及改正试验,证明该测量方法切实可行。基准索股跨中垂度采用双测站进行测量,当双测站所测同一点绝对垂度互差小于10 mm时,取双测站所测垂度均值作为该点的垂度值。该方法的测量结果达到设计精度要求,对同类工程测量项目有借鉴意义。     

大型桥梁钢沉井下沉过程局部冲刷研究

钢沉井下沉过程中局部冲刷的研究是同类桥墩设计和施工十分关心的重要课题,它对保证钢沉井安全有效施工、桥梁设计中施工期桥墩最大冲深、失稳和安全计算有重要参考价值。通过室内试验研究了钢沉井下沉过程中的局部冲刷机理和冲刷形态,探讨了桥墩下部钢沉井基础施工的相对高程对局部冲刷的变化规律,并将试验研究所获得的局部冲刷规律和影响因素,采用墩型系数方法引入局部冲刷计算中,给出了计算公式。研究成果补充了国家行业规范内容,对同类工程的设计、施工具有借鉴和指导意义。     

预应力混凝土连续梁桥振动特性变异及舒适度评价

由于预应力损失、混凝土收缩徐变、超载等原因,预应力混凝土桥梁出现了较强的振动。本文通过对福建省福州市闽江三桥全桥环境振动试验和正常运营条件下24小时的监测,研究预应力混凝土连续梁桥的动力特性及其变异和振动舒适度,结果表明:在较为稳定的风和温湿度环境下,固有频率在一天内的最大变化为3.06%,模态阻尼比的最大变化为37.93%,舒适度的狄克曼指标降到“能忍受短时间振动”的区域。     

钢筋混凝土扁梁柱节点抗震设计方法

为考虑扁梁柱节点内、外核心区的相互作用,对扁梁柱节点的内、外核心区进行了重新划分,认为内、外核心区有一个重叠的区域,给出了地震作用在扁梁柱节点内外核心区的分配方法,采用压杆模型和软化桁架模型,提出扁梁柱节点的设计方法。该方法可以考虑节点核心区钢纤维和扁梁中无粘结预应力对扁梁柱节点抗剪极限承载力的作用。该设计方法的可靠性得到四个钢筋混凝土扁梁柱节点试验数据的验证。     

型钢混凝土梁柱框支剪力墙结构抗震性能试验研究

框支剪力墙结构在实际工程中经常被采用,震害表明钢筋混凝土框支剪力墙结构抗震性能较差,本文提出型钢混凝土梁柱框支剪力墙结构对此加以改进。作者进行了4个1/4缩尺模型在竖向荷载和单调及低周反复水平荷载作用下的对比试验,其中3个试件采用型钢混凝土转换梁、型钢混凝土框支柱,1个试件采用钢筋混凝土转换梁、钢筋混凝土框支柱。我们分析其承载力、刚度、变形、延性和破坏形态等。试验结果表明,型钢混凝土梁柱框支剪力墙结构承载力高、延性好、滞回曲线丰满,变形能力和耗能能力较强。     

钢框架-混凝土抗侧力结构的抗震性能研究

在双重抗侧力结构体系中,地震作用主要由支撑框架或剪力墙等抗侧力结构承受,框架则主要承受竖向荷载,但是对框架的水平抗力也有具体要求。我国规范和美国规范对钢框架-剪力墙结构中框架应该承担的剪力有不同的规定,并且给出相应的抗震校核方法。此外,人们需要了解在混合结构中减少柱的数量对结构抗震性能的影响。为此,本文进行了2种钢-混凝土混合结构地震响应的有限元分析,并且考虑了柱距的变化,得到了轴压比的变化规律,对由两国抗震校核方法的计算结果进行了对比,提出了相关的设计建议。     

基于随机振动理论确定桥梁地震碰撞的临界间隙

确定梁桥邻跨间避免地震碰撞的最小间隙,对于梁桥地震碰撞危险性预测及防地震碰撞措施的设计有着显著意义。本文基于随机振动理论建立梁桥地震碰撞邻跨临界间隙的计算方法,分析模型采用跨径不等的两跨简支梁桥,且考虑隔震支座非线性恢复力的影响。文中首先建立了系统的非线性运动方程;随后运用随机等效线性化理论将其线性化;最后在复模态空间推导了临界碰撞间隙的均值与方差的计算方法。人工地震动的非线性时程分析结果验证了本文算法的正确性。参数分析表明,临界间隙随邻跨长度比增大而增大,随支座屈服力与上部结构重量比值减小而增大,随隔震支座屈服位移增大而增大,随桥墩振动周期增大而增大。隔震支座屈服前后刚度比值对临界间隙大小影响很小。     

消能减震高层方钢管混凝土框架结构振动台试验研究和弹塑性时程分析

本文首先介绍了一幢安装了粘滞阻尼器的复杂体型高层方钢管混凝土框架结构的1/15缩尺模型的模拟地震振动台试验结果;在此基础上,建立了梁、柱构件的多弹簧模型并组建了整体结构的计算分析模型,运用此计算模型首先对试验模型结构进行了动力弹塑性时程分析,计算结果和试验结果吻合较好,验证了计算模型的正确性;最后,以同样方法对原型结构进行了计算分析,并结合试验结果研究探讨了此结构的抗震性能和阻尼器的消能减震效果。结果表明:该结构未出现明显的薄弱层,能够满足规范的抗震设防要求,阻尼器发挥了一定的消能减震效果,进一步提高了结构的抗震性能。