大跨度连续梁桥减隔震设计研究

大跨度连续梁桥固定盆式支座在强震作用下往往会发生剪切破坏,如采用加强固定盆式支座的方法来强行保证其安全,将会使固定墩承受较大的地震力和塑性变形。针对这一现象,本文对大跨度连续梁桥的减隔震设计进行了探讨,提出将固定盆式支座改为活动盆式支座,并采用弹塑性减震耗能装置与其并联使用。文中结合一个工程实例,对这种方法的减震效果进行了分析。分析结果表明,在固定墩上采用活动盆式支座与弹塑性减震耗能装置并联,能够有效地减小固定墩所受的地震力,改善结构的抗震性能。     

减隔震装置作用机理及其在大跨度连续梁桥中的应用

分别介绍了三种减隔震装置的工作原理,并结合一个工程实例对减隔震装置在大跨度连续梁桥中的应用进行了探讨,对这三种减隔震装置的减震效果进行了分析.分析结果表明,将固定盆式支座换成摩擦摆支座,并在活动墩上采用粘滞阻尼器或Lock-up装置,能够在可控墩梁相对位移下有效减小固定墩所承受的地震力,改善结构的抗震性能.     

高烈度地震区长联大跨连续梁桥减隔震方案分析

为研究高烈度地震区长联大跨连续梁在地震作用下减隔震技术,采用有限元建立跨径（50+8×100+50）m连续梁模型,在罕遇地震作用下,基于传统抗震设计对比双曲面球型减隔震支座、双曲面球型减隔震支座和黏滞流体阻尼共同作用减隔震措施及结构响应分析。结果表明采用双曲球面支座和黏滞流体阻尼器共同作用的减隔震技术为最优方案,各墩地震响应分配均匀、合理。结构纵横位移均在±30cm之内,桥墩及基础处于弹性状态。     

支座类型对连续梁桥船桥撞击影响的简化分析

将由LS-DYNA模拟得到的船-刚性墙碰撞的船撞力时程曲线输入到由SAP2000建立的全桥动力模型中,进行全桥动力响应分析。分别针对设置盆式橡胶支座、铅芯橡胶支座和双曲面球型减隔震支座的连续梁桥,分析船撞作用下支座类型对桥梁关键结构响应的影响,得到了随船桥碰撞角度变化,不同支座类型的连续梁桥船撞响应的特点及规律。研究表明,相比双曲面球型减隔震支座,设置盆式橡胶支座的连续梁桥关键结构响应最小,并且支座类型对墩结构响应的影响远远大于对桩基结构响应的影响。     

高墩连续梁桥减震设计研究

采用常规抗震设计方法设计的高墩连续梁桥,无论是滑动支座还是固定支座下的桥墩,在地震作用下的墩底内力和墩顶位移均较大。针对高墩连续梁桥这一特点,本文以某大型跨江桥梁的引桥工程作为分析实例,将目前在建筑结构中研究比较成熟的多种减、隔震技术应用于高墩连续梁桥,对其减震效果进行了探讨。分析结果表明,各减、隔震设计方案均有各自的优势及局限性,需根据桥梁结构的具体要求来选择适当的抗震、减震设计方案。     

地震作用下双曲面球型减隔震支座在铁路#br# 简支梁桥中的动力行为

为研究双曲面球型减隔震支座在铁路简支梁桥中的减隔震效果,采用ABAQUS软件建立8m及25m墩高的铁路简支梁桥有限元模型,进行地震荷载作用下的非线性动力时程分析。通过对有限元计算结果与振动台模型试验结果进行对比,验证有限元模型的正确性。与普通球型钢支座作对比,分析地震作用下双曲面球型减隔震支座的水平滑动位移、竖向位移和竖向荷载变化等动力行为。研究得到双曲面球型减隔震支座在不同地震烈度下的水平滑动位移范围。研究结果表明：相对于普通支座,双曲面球型减隔震支座在大多数情况下,能明显减小顺桥向地震作用造成的简支梁固定端与滑动端之间的竖向相对位移,对轨道结构造成的不利影响更小;双曲面球型支座能显著降低横桥向地震作用造成的支座竖向荷载变化幅值,并有效避免支座滑动面发生脱离碰撞。     

强震区大跨高墩连续梁桥抗震性能研究

大跨度高墩连续梁桥的抗震设计,特别是在高强度地震作用下的抗震设计,目前尚无规范可遵循.以国外某大桥为例,建立了全桥的动力分析模型,计算了结构的动力特性和地震响应,针对大桥在强震作用下主梁位移反应过大以及对支座抗剪要求过高的特点,讨论了采用粘滞阻尼器和双曲面球型减隔震支座的减隔震效果,研究结果表明这些措施是有效的,可为同类大跨高墩连续梁桥的抗震设计提供参考.     

变高墩曲线连续梁桥减隔震分析

以一项实际工程为背景,取其中一联变高墩曲线连续梁桥作为研究对象.该桥曲率半径250 m,最大墩高40m.采用SAP2000非线性模态时程分析方法（FNA）,分别分析了原结构、带铅芯橡胶支座的结构、带粘滞阻尼器的结构、两种混合减隔的结构等5种工况.对比了5种工况的分析结果,这些结果包括梁体位移、墩顶位移、墩底反力.分析结果表明,采用布置适当的铅芯橡胶支座加粘滞阻尼器的混合减隔震方法,其减震效果比单纯使用铅芯橡胶支座或是单纯使用粘滞阻尼器更好.     

变高墩曲线连续梁桥减隔震分析

以一项实际工程为背景,取其中一联变高墩曲线连续梁桥作为研究对象。该桥曲率半径250 m,最大墩高40 m。采用SAP2000非线性模态时程分析方法(FNA),分别分析了原结构、带铅芯橡胶支座的结构、带粘滞阻尼器的结构、两种混合减隔的结构等5种工况。对比了5种工况的分析结果,这些结果包括梁体位移、墩顶位移、墩底反力。分析结果表明,采用布置适当的铅芯橡胶支座加粘滞阻尼器的混合减隔震方法,其减震效果比单纯使用铅芯橡胶支座或是单纯使用粘滞阻尼器更好。     

连续梁拱桥抗震性能研究

为了研究铁路大跨度连续梁拱桥的抗震性能,文章以(85+168+85)m连续梁拱桥为例,结合反应谱和非线性时程方法分析结构在多遇地震、设计地震和罕遇地震下的抗震性能以及采用双曲面支座后的抗震性能。结果表明:在多遇地震下桥墩为弹性工作状态,在罕遇地震下桥墩进入塑性,固定墩非线性位移延性比不能满足规范要求。采用了双曲面球型减隔震支座后,可以有效减小纵向固定墩墩底剪力和弯矩值。相关分析方法以及减震措施可以为相似体系铁路梁桥抗震分析提供参考。     

跨越山谷高墩混凝土桥地震倒塌分析

高墩桥在中国西部多山谷地区得到广泛的应用,然而对其抗震性能的研究并不充分,我国尚没有确立相关的分析设计方法与规范,因此对其进行非线性地震响应分析乃至倒塌分析以便研究其地震破坏模式是十分有意义的。本文以贵州省高速公路上跨越山谷的某大桥为例进行了研究。该桥是一座处于典型西部地区山地、桥体为双向分离的曲线T型刚构高墩混凝土桥。本文在对全桥进行动力特性分析的基础上,采用有限元软件LS-DYNA进行了全桥非线性时程响应分析,考虑桥体的碰撞,得到塑性铰形成与发展状况以及破坏模式,实现了对全桥倒塌过程的仿真。本研究结果对类似桥梁的抗震设计提供了有益的参考。     

Seismic design of highway bridge foundations with the effects of liquefaction since the 1995 Kobe earthquake

The seismic design of highway bridges has been improved through the lessons learned from earthquake damage and advances in earthquake engineering. The Design Specifications for Highway Bridges, including a volume on seismic design, have been revised three times since the 1995 Kobe earthquake. This report presents the major changes and improvements in the seismic design techniques for highway bridge foundations with the effects of liquefaction and their background since the 1995 Kobe earthquake. Particular emphasis is placed on the liquefaction potential assessment, ductility design of pier and abutment foundations for liquefaction, and seismic design of pier foundations for liquefaction-induced ground flow.     

Reliability-based capacity design for reinforced concrete bridge structures

In the seismic design of reinforced concrete (RC) bridge structures, there should be no brittle failures, such as shear failures, in the components, and a plastic hinge should be formed at the bottom of the bridge pier. These are important concepts in capacity design to guarantee the safety of bridges subjected to severe earthquakes. These concepts can maximise post-event operability and minimise the cost of repairing bridges after a severe earthquake. In this article, a reliability-based methodology to carry out capacity design with partial factors is proposed and applied to the seismic design of RC bridge structures. This ensures that (i) all of the components undergo the desired ductile failure mode, (ii) the damage due to an earthquake is induced only at the bottom of the bridge pier and (iii) the probability of failure is at most equal to a specified value.     

中小跨径公路桥梁抗震设计理念

总结汶川地震中不同桥型的性能表现,重点比较简支梁桥与连续梁桥、梁桥和拱桥的受损情况,并基于实际震害经验,提出桥型选择的一些原则;基于抗震计算无法得到结构响应精确值的事实,建议抗震设计中采取"多道设防,分级耗能"的抗震设防理念,重点讲述保险丝式单元的应用,提出桥梁抗震设计的"一可三易(可控、易检、易修、易换)"原则,即"损伤部位及损伤程度可控,损伤部位易检,损伤构件易修,破坏构件易换",基于"多道设防,分级耗能"和"一可三易"原则,建议中小跨径梁桥在破坏性地震作用下,支座作为保险丝式单元优先损坏,桥墩可出现易修复的塑性铰,桩基不能损伤。最后对一个实际工程,阐述孔跨布置的选择理念、桥墩抗剪能力的计算过程及双层抗震挡块的构造措施。研究成果可解决实际桥梁抗震设计工作中的部分问题。     

考虑竖向地震作用的高桥墩P-Δ效应分析

由50年设计基准期的水平地震系数推导出4类桥梁水平地震系数,按一般规律,可求出不同类型桥梁相应的竖向地震系数。选择满足几何边界条件和力学边界条件的变形曲线,用能量方法推导出具有通用性的变形公式,进而可求出墩顶位移与墩底弯矩。与不计P-Δ效应的计算结果相比,考虑P-Δ效应的位移与弯矩都在很大程度上得到放大,特别是在罕遇地震作用下,效果更加明显。对于高柔性桥墩,尚需要考虑高振型和材料非线性的影响。     

曲线箱梁桥震后病害分析及加固对策

以某预应力混凝土连续弯箱梁桥为研究对象,探讨了该桥在地震后发生主梁、桥墩偏位、支座损坏等病害的原因,并提出了具体的维修加固对策,以期为今后类似桥梁的施工提供理论依据。     

The response of a 344 m long bridge to non-uniform earthquake ground motions

This paper investigates the influence of wave velocity and the dispersion of waves associated with variations in seismic ground motions, on the inelastic responses of four 344 m long bridges. The bridges were 9 span continuous prestressed concrete box girders supported on sliding bearings, which eventually permitted movement in the longitudinal direction of the bridges, with shear keys that prevented transverse movement. The sub-structure consisted of reinforced concrete circular piers with cross-heads and rigid beams at the abutments. Earthquake motions were applied in the transverse direction for two bridges and for two others, with two expansion joints, the motions were applied longitudinally. The analyses of the latter were carried out to examine expansion gap movements and all analyses were carried out to produce time-history responses of pier drift, pier shear forces and pier curvature demands. The reinforcement in the piers was modelled so that either one base hinge can form or one base hinge with a hinge at the top of the pier. Pier heights varied between 5 m and 11 m or, for one bridge, were of constant height of 11 m. The non-uniform earthquake inputs at supports were generated by using the conditional simulation method with a natural earthquake record specified at one abutment. The response to wave velocities from 100 to 2000 m/s and infinity were studied both without dispersion and with various degrees of dispersion. The El Centro 1940 N–S and Sylmar Northridge 1994 N–S were used as the transverse earthquakes and the E–W components were used longitudinally. The results of these analyses show that non-uniform earthquake ground motions significantly influence the response of long bridges both with and without expansion joints. The responses change significantly with travelling wave velocity and the degree of dispersion and these can be more critical than for uniform inputs. Significant dispersion can generate rotational inertia of the deck and, with the torsional stiffness of the deck, can lead to the formation of top and bottom pier hinges and significantly larger shear forces compared to the normal cantilever design of these types of bridge piers.     

隔震曲线桥梁碰撞研究

目前,铅芯橡胶隔震支座已应用于曲线桥梁,由于采用铅芯橡胶支座,地震作用下梁体位移增大,相邻梁体间容易产生碰撞。国内外对于曲线桥梁碰撞的研究相对甚少,本文以一座三联曲线桥梁为研究对象,用非线性时程分析确定曲线桥梁最不利地震输入角度,在此基础上,用本文确定的最不利地震输入角度讨论了曲线桥梁梁间碰撞响应对梁及桥墩的影响。计算结果表明,曲线桥梁采用隔震支座后,可以明显消耗碰撞过程中产生的能量,碰撞对桥墩影响不大,但是瞬时的碰撞对梁轴力影响很大。     

新京航运河大桥抗震性能分析

根据JTG/T B02-01—2008《公路桥梁抗震设计细则》,新京航运河大桥主墩高仅3.6 m,属于矮墩,其地震结构的频率很高,在E2的地震作用下混凝土又不允许出现塑性破环,因此,必须进行减隔振设计。该桥选用了在国内有过应用先例的E型钢弹塑性阻尼器作为减震设备。在地震发生时E型钢阻尼器发生弹塑性变形,从而将输入桥梁结构的大部分地震能量吸收掉,将上部结构传递至桥墩的地震力保持在一定的水平内,保证了桥墩和桩基的安全,达到减振的目的。