考虑支座破坏影响的防止落梁装置地震响应

为了合理设计防止落梁装置,应用考虑支座破坏影响的非线性动力计算方法研究了防止落梁装置的地震响应.分别比较了防止落梁装置的不工作长度、装置的刚度、地震强度、地震波波形、梁端与桥台之间的地震碰撞对装置承受最大地震荷载的影响.结果表明,不工作长度的增加可以降低防止落梁装置承受的最大地震荷载.梁端与桥台之间的地震碰撞可让桥台分担部分地震荷载,但是撞击力对桥梁的安全性带来不利的影响.提高防止落梁装置的刚度不利于装置和桥梁结构的设计.防止落梁装置应具备承受梁体重量以上的承载能力.     

软场地土拓宽桥梁地震响应分析

针对软土地区拓宽桥梁抗震研究的不足,以珠三角地区某一不等跨连续梁桥为工程背景,在考虑桩—土联合作用效应的前提下,引入纤维模型弹塑性梁单元,利用有限元程序Midas/Civil对旧桥模型、两种场地土条件下的拓宽桥梁模型进行了弹塑性地震响应分析.研究了不同地震波输入方向结构关键位置的位移响应,结构塑性铰的出现时间、位置和破坏模式.研究表明:软土场地拓宽模型的地震响应位移极值最大,约为砂土场地拓宽桥梁位移极值的1.15倍;在分级纵、横向地震荷载下,软土拓宽模型桥墩最早出现塑性铰,更容易发生破坏,且破坏时间更早.通过对比原桥模型和拓宽模型表明,结构拓宽不利于抗震,建议今后对拓宽桥梁提高抗震验算要求.     

桩土作用对曲线梁桥地震响应的影响分析

为研究桩土作用对曲线梁桥抗震性能的影响,文中采用m法模拟桩土的相互作用,通过建立考虑桩土作用和不考虑桩土作用的两种有限元模型,对曲线梁桥的自振周期及振型特征进行对比分析.应用线性时程分析方法,探究了两种桥梁模型在地震作用下的结构位移响应及受力特点.结果表明:在考虑桩土作用下,结构的自振周期相对变长,但其低阶振型基本相同;受地震动作用时,考虑桩土作用的曲线梁桥的墩顶位移响应比未考虑桩土作用的模型要大,结构内力峰值相对较小,有利于抗震;对于在地震作用下受力较大的桥梁结构,进行抗震分析时应考虑桩土的相互作用.     

大跨径PC斜拉桥地震响应非线性分析

基于大跨径桥梁地震反应分析方法,建立了斜拉桥动力分析空间有限元模型.考虑了几何非线性对结构动力特性及地震响应的影响,以一座大跨径预应力混凝土斜拉桥为研究对象,采用直接积分法对该桥进行了地震非线性时程分析.根据该桥的方案设计,比较了两种塔梁连接方式下结构的动力特性,分析了桩土作用效应对结构地震响应的影响.计算结果表明:在大跨径斜拉桥抗震设计时,应考虑桩土相互作用的影响;人工拟合地震动和相近场地实测地震动记录的计算结果相差较大,在抗震复核中应取最不利荷载作用.     

轻轨列车和地震作用下公轨两用桥的动力响应分析

针对跨座式单轨列车过桥时行车的舒适性、安全性及桥梁结构完整性问题,本文以重庆菜园坝公轨两用桥为例,分析了轻轨列车和地震作用下公轨两用桥的动力响应,建立了桥梁结构的三维模型,并将轻轨列车荷载进行了适当的简化,通过特征值分析获得了桥梁结构的模态及频率,分别考虑了地震和移动荷载单独作用下桥梁结构的动力响应,并考虑了两种作用同时存在时桥梁结构的动力响应。分析结果表明,轻轨列车荷载对桥梁结构局部性能影响比较大;车速的提升对桥梁结构的振动影响并不显著;地震作用与移动荷载单独作用下引起桥梁结构的振动存在耦合。该研究对地震作用下公轨两用桥的运营安全及设计具有现实指导价值。     

青岛海湾大桥地震作用下的车桥动力响应研究

针对桥梁因车辆振动引起的疲劳开裂导致刚度下降而下挠增加等问题,本文以青岛海湾大桥大沽河桥段为例,运用振型叠加法对桥梁有限元模型进行时程分析,计算在地震作用下车桥系统的动力响应。结果表明,考虑地震作用时,位移时程曲线波动性较明显,且位移相对较大。考虑地震波后的加速度时程曲线比未考虑地震波时的波动性大,且加速度明显增加,可见地震波对车桥系统的动力响应影响很大,考虑地震波时的时程曲线波动性较不考虑地震波时明显;考虑地震波的作用后,随着速度的增加,桥梁的动挠度明显减小,这是因为车辆速度较小时,车辆在桥梁上的作用时间变长,同时车辆与地震共同作用的时间变长,在地震波的持续影响下,桥梁的动挠度增加;随着车辆数目的增加,桥梁的动力响应随之增大。该研究对青岛海湾大桥的抗震设计有重要的理论意义。     

大跨度斜拉桥的随机地震响应分析

基于经典结构动力学公式推导出位移时程反应方程,采用有限元软件Ansys建立某斜拉桥空间有限元模型,分析其在地震作用下的位移响应。结果表明:在多维随机地震激励下,竖向激励使桥梁纵向位移明显减小,但对竖向位移没有影响,斜拉桥设计时需要考虑多维地震激励下的响应。     

地震作用下斜交连续梁桥碰撞效应分析

了解强烈地震下上部梁体结构与桥台间碰撞效应对斜交连续梁桥的地震反应影响十分重要,以唐子河大桥为原型,建立了不同斜度的斜交连续梁桥非线性有限元计算分析模型.利用非线性时程分析方法,对比研究了不考虑碰撞效应和考虑碰撞效应两种情况下的斜交连续梁桥地震反应特征规律.结果表明:梁体与桥台间的碰撞效应会使斜交连续梁桥的上部结构产生扭转位移,且随着斜度的增大而增大;考虑碰撞作用的桥墩最大扭矩明显大于不考虑碰撞作用的桥墩最大扭矩.在斜交连续梁桥的抗震设计过程中如不考虑这种碰撞作用,会低估桥墩的地震扭矩效应,增大下部墩柱结构的设计风险.     

长周期地震动下大跨斜拉桥随机地震反应对比

长周期地震动下大跨桥梁的抗震性能研究备受关注。以某超大跨斜拉桥为研究对象,建立ANSYS三维有限元模型,利用改进虚拟激励法,进行长周期和普通地震动作用三向激励下对比分析。结果表明:两类地震动三方向激励对该桥响应特性的影响规律大体相同,且长周期地震动作用下该斜拉桥的内力和位移响应明显大于普通地震动下的响应值。     

基于瞬时输入能量的长周期结构最大位移反应推算

基于能量概念的抗震设计方法是改进目前常用结构抗震设计方法的重要途径之一.对于长周期结构,地震最大位移反应是结构抗震设计的控制因素.如何将结构地震能量反应与结构最大位移反应联系在一起是能量设计方法的关键问题.采用时程分析法,分析了单自由度弹塑性模型在强震作用下瞬时输入能量反应和变形反应的关系,根据长周期结构反应的特点,探讨由瞬时输入能量推算结构最大位移反应的近似方法.分析表明,长周期结构强震运动下的破坏趋于首次超越破坏,根据滞回曲线的特征,可以由最大瞬时输入能量推算结构最大位移反应.     

防落梁板式橡胶支座抗震性能分析

针对板式橡胶支座在地震作用下存在落梁风险的问题,开发了防落梁板式橡胶支座(unseating-prevention laminated rubber bearing,URB).在介绍该支座基本情况的基础上,以高烈度区典型预制桥梁为例进行罕遇地震作用分析,并对该支座的基本参数进行了研究.分析结果表明:该防落梁板式橡胶支座可通过钢丝绳限制桥梁上、下部结构间发生过大的相对位移,既可保护支座,又能降低落梁风险;虽然会增大桥墩的地震响应,但通过调整钢丝绳参数可降低这种不利影响;钢丝绳初始间隙和拉伸刚度是该防落梁板式橡胶支座的主要参数,初始间隙要同时满足正常使用和地震作用的要求,拉伸刚度应结合支座本身及桥墩受力确定.     

强震下两跨斜交简支梁桥桥面旋转反应的影响因素分析

为了研究在双向地震激励下两跨斜交简支梁桥桥面的旋转效应,选取Open Sees建立考虑两跨梁体间纵向、梁体与挡块间横向碰撞的有限元模型,从模态特征与地震反应2个层面分析了斜度、横隔梁数量及布置方式、下部结构支承刚度和跨径布置对两跨斜交简支梁桥桥面旋转的影响.结果表明:斜交简支梁桥的面内旋转振型早于正交桥出现;斜度的增大加剧了桥面的旋转;非对称结构的低阶振型表现为平动与桥面内旋转的耦合振动,其结构偏心效应加剧了桥面的旋转;不设或设置过多的横隔梁、采用平行于支承边布置横隔梁均会加剧桥面的旋转;纵向碰撞对不同斜度的两跨斜交简支梁桥桥面旋转有不同的作用效果;横向挡块能有效抑制两跨斜交简支梁桥桥面的旋转.     

HDR隔震支座梁桥横向碰撞参数的研究

由近年来的震害调查表明,中小跨径桥梁在横向地震作用下梁体、抗震挡块碰撞破坏现象严重。为寻求减隔震支座在减小中小跨径桥梁横向碰撞效应方面的应用,选用HDR高阻尼隔震支座,建立了考虑支座非线性、墩柱弹塑性、桩土作用的横桥向碰撞模型。采用非线性地震反应时程分析方法,详细研究了HDR支座刚度、接触单元碰撞刚度、初始间隙等参数对隔震梁桥横向碰撞效应的影响。结果表明:采用较大的HDR支座的刚度、合理的挡块刚度,可以有效地减小梁桥的横向碰撞响应。     

地震序列下拉索模数伸缩缝联间限位分析

主震作用下桥梁结构可能已发生联间相对变位,强余震作用将进一步加剧桥梁上部结构的碰撞或落梁灾害,以某连续梁桥为例进行地震序列分析,并对比有无拉索模数伸缩缝两种情况下的地震响应,结果表明:拉索模数伸缩缝能够有效限制主余震各阶段联间相对位移,对避免主震后产生联间残余位移的桥梁结构在强余震作用下发生碰撞、落梁具有重要意义;同时,拉索模数伸缩缝使桥梁各联间协同作用,从而墩梁相对位移得到相应的控制,桥墩受力亦有所改善。     

近断层地震作用下相邻隔震结构的碰撞研究

采用Kelvin碰撞模型,推导了在近断层地震作用下隔震结构与相邻建筑物相碰撞的动力方程,研究了碰撞时隔震支座的隔震效果.并将隔震建筑与限位装置、与相邻非隔震结构以及与相邻隔震结构在近断层地震作用下相碰撞时的动力响应进行了对比分析.研究表明,碰撞使得基础隔震结构的加速度反应增大,但仍小于非隔震时发生碰撞的加速度响应.通过对比分析得出地震作用时隔震建筑与两边相邻结构相碰撞的次数要远多于仅一边结构相碰撞的次数.     

LRB曲线桥震致碰撞效应的非线性分析方法

发展了一种适用于体元模拟联间轴向正面碰撞效应的束缚面型碰撞单元（Constraint-sur-face Impact Element,CIE）;基于柔度法给出了不同以往文献中碰撞单元刚度的计算取值,该取值不仅理论合理且在物理角度可解释其合理性。将该方法应用于广州潮汕机场航站楼高架桥的震致碰撞分析。箱梁采用壳单元模拟,伸缩缝位置设有CIE,桥墩与箱梁间设置隔震单元模拟铅芯橡胶隔振支座（Lead-rubber Bearing,LRB）,采用通过试验得到的双线性刚度模型模拟其物理行为。采用非线性直接积分法进行时程分析,主要考察联间的碰撞力、LRB滞回耗能、LRB位移量、基底弯矩、剪力以及碰撞力分别对这些因素的影响。     

考虑土-结构相互作用的LRB隔震梁桥体系地震反应分析法

为了研究在双向地震激励下,考虑土一结构相互作用的LRB隔震梁桥结构体系的反应特性以及不同类型土对其隔震梁桥地震反应峰值的影响.采用集中参数法,给出了双向水平地震激励下考虑SSI的一种时域计算分析隔震桥梁地震反应的方法.并在考虑和忽略SSI时,对一座三跨连续LRB隔震梁桥的地震反应峰值的影响进行了比较分析,结果证实,土-结构相互作用对LRB隔震梁桥结构地震反应与场面类别、断层以及地震动选择等关系密切.     

对连续梁桥减隔震支座抗震性能的比较分析

以厦漳跨海大桥北汊南引桥为依托,采用有限元非线性时程分析方法,比较分析了铅芯橡胶支座和盆式橡胶支座对高烈度地区大跨径连续箱梁桥的抗震影响。研究结果表明:铅芯橡胶支座增加了结构在地震作用下的振动周期和主梁梁端位移,减小了固定墩的受力。相比盆式橡胶支座,铅芯橡胶支座可以使主梁梁端位移增加20%~200%,固定墩内力减小36%~80%。说明铅芯橡胶支座能够通过增加主梁位移达到减小桥墩受力的效果,隔震效果明显。该研究成果可为同类型桥梁的抗震设计提供参考。     

混凝土T梁横隔板合理截面尺寸数值分析

为研究混凝土T梁桥横隔板合理的厚度和高度,建立了56组混凝土简支T梁ANSYS有限元数值模型,对每组模型进行了施加中载和边载的受力性能分析.分析结果表明,当横隔板高度在肋板高度的54%~81%之间,且横隔板厚度不超过20 cm时,主梁跨中挠度、主梁跨中钢筋最大纵向拉应力以及中横隔板跨中板底钢筋横向拉应力均达到了较为适宜的值.因此,横隔板高度的合理值应在肋板高度的54%~81%之间,厚度合理值应在12 cm~20 cm之间,在以上范围内,具体取值应根据工程实际情况而定.