地震动速度脉冲对减隔震连续梁桥纵向地震响应的影响

本文分别选取台湾集集和Imperial Valley地震中有、无速度脉冲效应的两类实际地震记录作为地震动输入,基于一座实际连续梁桥,通过SAP2000软件建立有限元分析模型,以铅芯橡胶支座、拉索减震支座为研究对象,以非减震体系为对比,系统考察了速度脉冲对减隔震连续梁桥纵向地震响应的影响。结果表明:速度脉冲对非减震以及减隔震连续梁桥的纵向地震响应均有放大作用;在速度脉冲作用下,与非减震桥梁结构相比,虽然铅芯橡胶支座能较大程度减小地震内力响应,但支座变形能力无法满足变形需求,而拉索减震支座在实现减小桥梁地震内力响应的同时仍具有较好的限位能力,重视力与位移之间的平衡,具有较好的减隔震效果。     

近场地震作用下采用拉索减震支座桥梁纵向地震响应特性

选择台湾集集近场地震记录作为地震动输入,以常规盆式支座和铅芯减隔震支座为对比,系统考察了近场地震动的速度脉冲效应、破裂方向性效应、上盘效应对采用拉索减震支座连续梁桥纵向地震响应的影响,并且对拉索减震支座进行了参数分析。计算结果表明,近场地震三种效应对采用三种支座的连续梁桥的地震响应都有放大效应;拉索减震支座同铅芯减隔震支座比较,对于位移的放大效应有明显的减小,对于在近场强震情况下通常由位移控制的减隔震连续桥梁,突出显示了其限位优势,能够实现力和位移的完美调节;通过调整拉索减震支座的摩擦系数和拉索自由程能达到更理想的减隔震效果,控制结构的位移,防止落梁、碰撞等灾害发生。     

强震下支座形式对曲线梁桥地震响应的影响

针对强震作用下曲线梁桥地震响应较大、纵横向响应耦合等问题,本文结合三跨曲线连续梁桥的工程实例,研究强震下采用不同减隔震支座对曲线梁桥地震响应的影响。建立全桥三维有限元模型,利用非线性时程分析方法,对比分析了采用球型抗震钢支座、铅芯橡胶支座和拉索减震支座的曲线梁桥在强震下的支座力学特性、墩底内力及墩梁相对位移。结果表明:强震作用下,三种减隔震支座对减小曲线梁桥墩底内力作用的效果均较好;拉索减震支座的限位作用更加明显,落梁风险小;曲线梁桥纵横向地震响应表现出了明显的耦合特性,相比于另两种支座形式,拉索减震支座能够显著减小曲线梁桥位移响应的耦合效应。     

铅芯橡胶支座在连续梁桥上的应用

本文以6×25m桥梁工程为背景,对该桥进行了非线性时程分析,并对比分析了普通板式支座桥梁和铅芯橡胶支座减隔震桥梁的地震响应。结果表明:使用铅芯橡胶支座后,桥梁顺桥向和横桥向各墩墩底剪力和弯矩都明显减小;桥梁顺桥向和横桥向梁端位移也明显减小;各墩墩顶位移也减小很多。铅芯橡胶支座的使用,降低了桥梁地震响应,增强了桥梁在地震作用下的安全性。     

基于铅芯橡胶支座的连续梁桥隔震性能研究

以某城市3×30 m连续梁桥为工程背景,运用Midas Civil建立全桥三维有限元模型,并且运用时程分析法,对比并分析盆式橡胶支座和铅芯橡胶支座的桥梁结构的地震反应。结果表明:采用铅芯橡胶支座后,可以有效地降低结构地震反应,延长连续桥梁在地震作用下的自振周期,从而增强桥梁在地震作用下的安全性。     

高阻尼橡胶支座在连续梁桥中的抗震性能研究

为研究高阻尼橡胶(HDR)支座在桥梁结构中的抗震性能,基于某拟建高架桥为研究对象,采用非线性时程法,分别从结构基本周期、墩底内力、墩顶位移及支座位移等方面对比分析了普通盆式支座和高阻尼橡胶支座的连续桥梁地震响应。结果表明,在E2地震作用下,HDR支座可以起到较好的隔震效果,该结果对地震高烈度区桥梁支座的选择提供参考。     

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。     

基于摩擦摆支座的深水高桩承台连续梁桥减隔震研究

以某深水高桩承台连续梁桥为工程背景,建立全桥空间动力计算模型,应用Morison方程将水对桥梁的动水压力效应等效为附加质量考虑。以摩擦摆支座的滑动曲面半径、滑动摩擦系数为主要参数,系统研究了其对深水高桩承台连续梁桥地震反应的影响规律,并探讨了摩擦摆支座在深水高桩承台连续桥中的减震效果。结果表明:1摩擦摆支座可显著降低深水高桩承台连续梁桥的地震反应,其滑动曲面半径、滑动摩擦系数的取值对桥墩墩底弯矩和支座位移的影响规律明显不同;2深水高桩承台连续梁桥墩底峰值弯矩随摩擦摆支座滑动曲面半径的增大而减小,随摩擦摆支座摩擦系数的增大而增大;支座位移峰值随摩擦摆支座滑动曲面半径的增大而增大,随摩擦摆支座摩擦系数的增大而减小;3摩擦摆支座对深水高桩承台连续梁桥下部结构的纵向内力及墩顶位移减震效果显著;4动水压力效应对高桩承台连续梁桥减震效果的影响很小。     

铅芯橡胶支座参数对隔震储罐地震响应的影响

利用Bouc-Wen模型模拟铅芯橡胶支座的力-变形非线性行为,研究了两种高径比铅芯橡胶支座(LRB)隔震储罐的地震动力响应特征,系统探讨铅芯橡胶支座动力参数对隔震储罐地震反应的影响规律.研究表明:基底设置铅芯橡胶支座后,储罐有良好的减震效果,减震效果评价指标基底剪力、支座位移、晃动波高都得到有效控制.隔震频率是影响LRB隔震储罐减震性能的主要参数,屈服强度参数、支座阻尼比影响次之.增大支座屈服强度可增加有效隔震频率范围,降低支座位移,但不一定能起到降低波高作用.高隔震频率、无阻尼比工况时,储罐地震响应远超过未隔震时响应;增大阻尼比可同时降低支座位移和晃动波高.在高隔震频率下,存在最优屈服强度和阻尼比,使得基底剪力最小.为使隔震支座发挥最大减震作用,应根据储罐不同高径比特点来优化配置铅芯橡胶支座参数.     

高速公路梁桥抗震支座减震效果对比分析

以某高速公路梁桥为对象,通过全桥动力非线性时程分析,对比了摩擦摆支座、板式支座和盆式支座的地震响应,探讨了摩擦摆支座对桥梁结构的减震性能。结果表明:相对于板式支座和盆式支座,摩擦摆支座的减震效果较好;设置摩擦摆支座能够大幅减小各活动墩支座的位移响应,极大程度上避免了主梁纵向碰撞和落梁等震害的发生;较板式支座和盆式支座,摩擦摆支座极大缓解了下部承受的地震力,可大幅度降低地震对桥梁下部结构的破坏,从而提高桥梁结构抗震能力。     

基于简支桥梁铅芯橡胶支座隔震性能研究

以某简支铁路桥梁为工程背景,基于该桥梁的工程背景设计了四铅芯橡胶隔震支座,研究了该简支桥梁结构的地震响应以及进行了隔震性能的研究。采用大型通用有限元软件ABAQUS对该工程中五跨简支铁路桥梁建立三维有限元分析模型,分析模型中桥梁支座由普通的盆式支座、基于该工程设计的铅芯橡胶支座,对这两种支座的隔震与非隔震简支桥梁的地震响应进行系统的对比研究,以评价该简支铁路桥梁的隔震性能。研究结果表明,与采用普通盆式橡胶支座的简支铁路桥梁相比,隔震后桥梁结构自振周期延长,桥墩墩底弯矩峰值、剪力峰值、曲率峰值均显著减小。     

设置限位器的双向隔震铁路桥梁动力响应特性研究

通过在铅芯橡胶支座的两侧安装X型钢棒,形成有限位功能的铁路桥梁专用的双向隔震支座,有效限制中、小地震作用下支座的相对位移,保证中、小地震作用下轨道结构不发生破坏,以及列车运行的安全性。利用反应谱法设计铅芯橡胶支座和X型钢棒限位器,并采用ANSYS建立精细有限元模型,对铅芯橡胶支座双向隔震桥梁模型和采用新型双向隔震支座的桥梁模型进行地震时程响应的对比分析。分析结果表明,新型隔震支座在中、小地震下有效限制桥梁上部结构的位移,保护轨道结构不破坏,大震时具有较好的隔震减震效果。     

铅芯橡胶支座隔震储罐地震响应特性分析

利用双线性恢复力模型模拟铅芯橡胶支座力学特性,探讨了不同类型场地上,隔震储罐在铅芯橡胶支座(LRB)与叠层橡胶支座(RB)两种隔震方式下的地震响应特点.研究表明:铅芯屈服力、场地类型和地震强度是影响LRB减震性能的主要因素.与RB隔震方式相比,LRB具有降低基底剪力、支座位移、晃动波高等优点,但减震效果并不总是好于RB方式,与场地类型和铅芯屈服力的选取有关.特别是Ⅳ类场地上RB支座更适合储罐隔震设计.支座最优屈服力参数选取需要根据储罐自振特点、场地类型和地震强度共同确定.LRB支座更适合在高烈度地区应用,减震效率高而且稳定.     

高墩连续梁桥隔震设计

针对某高墩连续梁桥结构设计难以满足抗震设防要求的问题,提出了采用盆式橡胶支座与隔震支座的组合约束方案,通过分析表明,该组合结构约束体系减小了桥墩的地震内力和滑动支座的位移,抗震性能良好。     

基于有限位移的中小跨径梁式桥抗震概念设计

以中小跨径梁式桥的抗震设计方法为研究对象,对汶川地区的中小跨径梁式桥进行了系统、全面的震害调查,总结了梁式桥的震害形式,采用统计分析的方法分析了各类构件的损伤情况,探明了汶川地震中梁式桥具有主梁移位多、支座、挡块震害多、桥墩震害少、主梁落梁少的显著特点;通过振动台试验和数值模拟方法,对梁式桥梁震害的机理进行了研究。结果表明,主梁与板式橡胶支座间的相对滑动起到隔震作用,减小了桥墩的地震内力响应,明显减少了桥墩震害,桥面连续协调了主梁位移,桥台约束了主梁的纵向位移是汶川地震中落梁少的主要原因。根据中小跨径梁式桥震害分析和机理研究,提出了利用主梁与支座间产生有限相对滑动、减小上部结构加速度响应,减少桥墩损伤的抗震设计概念。     

钢-混凝土组合桥梁地震响应分析

为探究高烈度区钢-混凝土组合梁桥主梁的地震响应，以主河槽桥为依托，采用反应谱法和时程分析法，开展桥梁结构的地震响应分析，主要为地震作用下钢混组合梁主梁的位移和内力响应。研究结果表明：主梁的自振频率较大，槽型钢-混凝土组合桥梁的主梁具有较大的刚度；在纵向、横向和竖向地震分别作用下，钢-混凝土组合桥梁的位移响应和内力响应均比较大，对桥梁抗震设计不利，需对桥梁的地震响应做出设计对策；在纵向+竖向和横向+竖向地震作用下，主梁两端的位移响应较大，内力响应分配不合理，固定支座位置的主梁内力较大，整体上对桥梁结构的抗震设计不利。     

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。     

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。     

连续梁桥在桩-土共同作用下的隔震效果分析

建立了澳门澳凼第三大桥的9跨连续梁桥的梁体、桥墩和基础共同工作的空间有限元分析模型,建立了3种桥梁支座形式的弹簧单元恢复力模型;并分别在顺、横桥向输入EL-Centro波进行连续梁桥的对比时程分析。研究表明:采用铅芯橡胶支座能延长结构的周期;减小桥墩底部的弯矩和剪力,并使剪力得以合理分配;同时梁体位移也得到控制,隔震效果显著。