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高速铁路圆形独柱墩帽梁及墩柱结构设计

价值工程 2025年第07期 98-100页

作者：张瑞稳中铁上海设计院集团有限公司

本文以安徽境内某在建高速铁路圆形独柱墩设计为例，通过介绍普通梁理论，深梁理论，牛腿法及拉-压杆模型，分别对圆形独柱墩帽梁进行结构设计，分析对比每种方法的适用性及可靠度，同时对墩柱进行检算。通过本文研究可为同类独柱墩设... 详细信息

本文以安徽境内某在建高速铁路圆形独柱墩设计为例，通过介绍普通梁理论，深梁理论，牛腿法及拉-压杆模型，分别对圆形独柱墩帽梁进行结构设计，分析对比每种方法的适用性及可靠度，同时对墩柱进行检算。通过本文研究可为同类独柱墩设计提供参考。

关键词：高铁独柱墩帽梁墩柱设计

近场爆炸下UHPC-FST墩柱的抗爆性能分析

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工程力学 2024年第10期41卷 142-155页

作者：徐佳沛苏琼吴昊同济大学土木工程学院上海200092

为研究钢管-超高性能混凝土(UHPC-FST)墩柱在典型爆炸威胁下的抗爆性能:通过已有UHPC材性试验数据,系统地标定了适用于UHPC的K&C(Karagozian&Case)材料模型全参数;基于UHPC-FST墩柱的近场爆炸和轴向承载力试验开展数值模拟,通过对比墩... 详细信息

为研究钢管-超高性能混凝土(UHPC-FST)墩柱在典型爆炸威胁下的抗爆性能:通过已有UHPC材性试验数据,系统地标定了适用于UHPC的K&C(Karagozian&Case)材料模型全参数;基于UHPC-FST墩柱的近场爆炸和轴向承载力试验开展数值模拟,通过对比墩柱的破坏形态和轴向力-位移曲线,充分验证了材料模型、参数及有限元数值算法的可靠性;根据美国联邦应急管理署(FEMA)对于恐怖爆炸威胁的分类,选取箱包、小轿车和面包车炸弹三种威胁等级,对VII度抗震设防下UHPC-FST和RC墩柱的抗爆性能开展对比分析。结果表明:箱包炸弹接触爆炸作用下,两类墩柱均呈现局部破坏,RC和UHPC-FST墩柱的残余轴向承载力分别较设计值降低85%和6.5%;小轿车炸弹近场爆炸作用下,RC和UHPC-FST墩柱分别呈现局部和整体破坏,其残余轴向承载力分别较设计值降低83%和24%;面包车炸弹近场爆炸作用下,两类墩柱均发生严重破坏,完全丧失承载能力。

关键词：桥梁工程 UHPC-FST 有限元模拟墩柱近场爆炸

宽断面预留墩柱沿空留巷墩柱支护阻力计算研究

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岩土力学 2018年第11期39卷 4218-4225页

作者：胡明明周辉张勇慧张传庆高阳胡大伟李震中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 合肥学院建筑工程系安徽合肥230601 河南理工大学土木工程学院河南焦作454000

针对常规沿空留巷技术在工作面回采速度和采空区作业危险性方面存在的局限性,提出了一种新型沿空留巷技术——宽断面预留墩柱沿空留巷技术,该技术的实施步骤为:首先掘进一条宽断面巷道,随后在巷道断面中心安设一排墩柱,墩柱的一侧为本... 详细信息

针对常规沿空留巷技术在工作面回采速度和采空区作业危险性方面存在的局限性,提出了一种新型沿空留巷技术——宽断面预留墩柱沿空留巷技术,该技术的实施步骤为:首先掘进一条宽断面巷道,随后在巷道断面中心安设一排墩柱,墩柱的一侧为本工作面的运输巷,另一侧作为下一工作面的轨道巷,墩柱作为巷旁支护体使下一工作面的轨道巷保留下来以供使用。结果表明:在掘巷时设立墩柱能够维持宽断面巷道围岩的稳定,同时避免了传统沿空留巷在工作面后方作业,安全性得到了较大提高。在巷道掘进阶段,采用二次成巷技术和锚杆-墩柱联合支护技术可保证巷道的稳定;在留巷阶段,高强度的墩柱对沿空留巷顶板的切断和支撑有较好的控制效果,当墩柱间距为1.5 m时,切顶所需墩柱阻力为21.53 MPa,小于墩柱抗压强度(42 MPa),墩柱承载力满足沿空留巷要求,顶底板相对移近量为652 mm,墩柱压缩量最大值为164 mm,墩柱能起到一定让压作用,同时对顶板有较好的支撑,可以很好地适应沿空留巷顶板活动规律,现场应用效果良好。

关键词：宽断面沿空留巷墩柱巷旁支护阻力围岩稳定性

多向不规则波浪作用下大尺度墩柱上爬高的数值研究

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工程力学 2014年第10期31卷 248-256页

作者：季新然柳淑学李金宣贾伟大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

基于规则波对墩柱作用的理论,采用传递函数的方法,建立了多向不规则波浪对大尺度墩柱作用的计算模型。同时进行了物理模型实验,对数值计算结果进行了验证。实验结果和数值计算结果基本一致。结果表明多向不规则波浪与圆柱作用时,波浪的... 详细信息

基于规则波对墩柱作用的理论,采用传递函数的方法,建立了多向不规则波浪对大尺度墩柱作用的计算模型。同时进行了物理模型实验,对数值计算结果进行了验证。实验结果和数值计算结果基本一致。结果表明多向不规则波浪与圆柱作用时,波浪的方向分布对圆柱周围的爬高具有明显的影响。研究成果可为实际工程设计时提供参考依据。

关键词：多向不规则波浪墩柱爬高绕射方向分布宽度

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墩柱结构波浪冲击压力分布特征及应力谱分析

水动力学研究与进展（A辑） 2021年第2期36卷 163-172页

作者：常留红徐斌孙文硕覃甁山汤薇长沙理工大学水利工程学院长沙410114 洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室长沙410114 中交第二航务工程勘察设计院有限公司武汉430071

波浪的低频往复冲击作用加速了墩柱结构物浪溅区涂层的剥蚀,使其暴露于强腐蚀性的海洋环境中,进而导致结构物腐蚀破坏和提前失效,而波浪冲击力是造成涂层力学剥蚀的主要因素之一。该文基于有限差分求解,应用FLOW-3D建立波浪水槽三维数... 详细信息

波浪的低频往复冲击作用加速了墩柱结构物浪溅区涂层的剥蚀,使其暴露于强腐蚀性的海洋环境中,进而导致结构物腐蚀破坏和提前失效,而波浪冲击力是造成涂层力学剥蚀的主要因素之一。该文基于有限差分求解,应用FLOW-3D建立波浪水槽三维数值模型,通过分析近岸墩柱结构物表面波浪冲击力分布特征和冲击过程的历时曲线,探讨不同波浪要素下波浪冲击力的变化规律,并建立了最大点压力处的波浪冲击力应力谱。结果表明:同一水平面,结构水平方向不同位置处(θ=0°、45°、90°、135°、180°)的点压力大小顺序为:Pθ=0°>Pθ=45°>Pθ=180°>Pθ=135°>Pθ=90°;在竖直方向上,静水面处的点压力最大,各高程的点压力值呈现与静水面距离的增加而线性减小的规律。从波浪冲击力应力谱中可以看出:在其他条件相同情况下,应力谱不受水深和周期的影响,但变化周期与波浪周期相同,而波高对应力谱的影响较大,呈正线性关系。

关键词：波浪冲击力浪溅区墩柱三维数值模拟

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小车墩柱撞击力模型试验研究

振动与冲击 2013年第21期32卷 182-185,203页

作者：朱亚迪卢文良北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

分析了国内外规范中关于车辆桥墩撞击力取值的优缺点,设计并制作了墩柱、车辆模型。完成了不同墩柱尺寸、不同小车撞击速度条件下的小车墩柱撞击试验。采集了撞击过程中墩柱及小车模型的动应变和加速度,分析了撞击过程中加速度及应变的... 详细信息

分析了国内外规范中关于车辆桥墩撞击力取值的优缺点,设计并制作了墩柱、车辆模型。完成了不同墩柱尺寸、不同小车撞击速度条件下的小车墩柱撞击试验。采集了撞击过程中墩柱及小车模型的动应变和加速度,分析了撞击过程中加速度及应变的时程特点。研究结果表明,撞击力的大小与小车撞击速度和墩柱尺寸呈一定相关性。研究结果为进一步研究实际车辆与桥梁撞击提供了数据参考。

关键词：车辆墩柱撞击力模型试验

以位移为基础的钢筋混凝土桥梁墩柱抗震设计方法

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中国公路学报 2001年第4期14卷 42-46页

作者：弓俊青朱晞北方交通大学土木建筑工程学院北京100044

提出一种改进的以位移为基础的抗震设计方法 ;将结构位移和延性作为设计目标 ,用结构的弹性刚度作为等效刚度 ,在计及延性的非线性位移设计谱基础上进行钢筋混凝土墩柱的非线性抗震设计 ,设计过程不需要迭代 ,且能够实现期望的设计目标... 详细信息

提出一种改进的以位移为基础的抗震设计方法 ;将结构位移和延性作为设计目标 ,用结构的弹性刚度作为等效刚度 ,在计及延性的非线性位移设计谱基础上进行钢筋混凝土墩柱的非线性抗震设计 ,设计过程不需要迭代 ,且能够实现期望的设计目标延性。通过对位移设计谱的讨论 ,并与文献 [4]的设计方法进行了比较。最后以桥梁墩柱为例 ,给出了这种方法的完整设计过程。

关键词：桥梁抗震设计等效刚度钢筋混凝土墩柱位移设计谱

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薄壁拉筋矩形钢管混凝土墩柱抗震性能研究

铁道科学与工程学报 2024年第4期21卷 1495-1508页

作者：孙浩吕飞丁发兴李彪中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中铁三局集团有限公司山西太原030001

相比圆钢管混凝土墩柱,矩形钢管混凝土墩柱的惯性矩大、稳定性强,但其对填充混凝土的约束较差。为探究端部拉筋和加载方向对矩形钢管混凝土墩柱抗震性能的影响,开展2根方形和2根矩形钢管混凝土墩柱的拟静力试验,分析比较端部拉筋以及加... 详细信息

相比圆钢管混凝土墩柱,矩形钢管混凝土墩柱的惯性矩大、稳定性强,但其对填充混凝土的约束较差。为探究端部拉筋和加载方向对矩形钢管混凝土墩柱抗震性能的影响,开展2根方形和2根矩形钢管混凝土墩柱的拟静力试验,分析比较端部拉筋以及加载方向对桥墩的刚度、承载力、耗能、刚度退化以及残余变形的影响规律。并采用ABAQUS有限元软件建立拉筋钢管混凝土桥墩精细三维实体-壳单元模型,有限元模型中混凝土单元引入裂缝,钢材引入韧性损伤以考虑更准确的拉筋钢管混凝土桥墩的抗震性能退化规律。研究结果表明:与传统钢管混凝土桥墩相比,端部拉筋约束钢管混凝土墩柱的屈服荷载、水平峰值荷载、累计耗能和弹性刚度分别提高49.3%、42.8%、24.1%和15.1%,抗震性能优于传统钢管混凝土桥墩。与弱轴加载相比,强轴加载时桥墩的屈服荷载、峰值荷载累积耗能和弹性刚度分别提高了45.1%、44.9%、51.7%和7.1%,表明强轴加载时更易发挥抗震性能。采用有限元软件建立的钢管混凝土桥墩精细三维实体-壳单元模型与试验结果吻合良好,反映了循环荷载下拉筋钢管混凝土桥墩的塑性大变形阶段承载力退化现象和滞回曲线“捏拢”效应。有限元模型计算的裂缝高度位置与试验结果基本一致。研究结果可为进一步优化钢管混凝土墩柱的设计提供参考。

关键词：拉筋钢管混凝土墩柱抗震性能有限元

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波浪作用下墩柱结构物涂层界面气泡演化规律

河海大学学报（自然科学版） 2021年第5期49卷 425-432,440页

作者：常留红徐斌孙文硕覃甁山汤薇长沙理工大学水利工程学院湖南长沙410114 洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室湖南长沙410114 中交第二航务工程勘察设计院有限公司湖北武汉430071

为研究波浪低频往复冲击作用下墩柱结构物浪溅区涂层的力学剥蚀因素,分析波浪周期、波高和气泡直径对涂层剥蚀的影响,基于ABAQUS/Standard分析模块,建立了考虑波浪周期、波高和气泡直径的三维数值模型,模拟了波浪作用过程中结构物/涂层... 详细信息

为研究波浪低频往复冲击作用下墩柱结构物浪溅区涂层的力学剥蚀因素,分析波浪周期、波高和气泡直径对涂层剥蚀的影响,基于ABAQUS/Standard分析模块,建立了考虑波浪周期、波高和气泡直径的三维数值模型,模拟了波浪作用过程中结构物/涂层界面的气泡损伤演化过程。结果表明:涂层界面气泡应变和影响范围与波高的关系为线性正相关,且基本不受波浪周期的影响,但波浪周期越小,其波浪力作用的频率越快,并在周期时达到最大值;应变和影响范围随气泡直径的增大而增大,而气泡直径越小,其应变分布(椭圆的形状)越规则,波高越大、周期越短、气泡直径越大,气泡越容易破裂,墩柱结构物的涂层越容易被剥蚀。

关键词：墩柱浪溅区涂层界面气泡损伤演化力学剥蚀