强震区近断层桥梁桩基础时程响应振动台试验

为进一步探明强震区近断层桥梁桩基动力时程响应规律,采用1g振动台模型试验,开展相同强度不同类型地震波作用下,近断层桥梁桩基加速度动力时程响应、桩顶相对位移动力时程响应、桩身弯矩动力时程响应及桩基损伤分析。结果表明：近断层桥梁桩基础的动力响应特征比无断层桩基更为明显,相比于非断层场地桥梁桩基础,近断层桥梁桩基加速度峰值、桩顶相对位移及桩身弯矩均较大。受发震断层及断层破碎带散体材料特性等因素的影响,改变了桩周土体半无限体性质,近断层桩基础桩顶加速度峰值出现时刻较为滞后,桩底加速度时程响应曲线规律与输入地震动更为接近,而桩顶加速度时程曲线振幅远大于桩底,且峰值出现时刻明显滞后于桩底和输入地震波；近断层桩基础桩顶加速度及相对位移时程响应在10s左右振幅较大,位移响应在30s作用开始衰减,此时段内桩基础动力响应特征最为明显；近断层桩基础桩身弯矩最大值均未超过其抗弯极限承载能力,且有20.36%~28.41%的抗弯承载能力富余；近断层桩基础基频没有发生变化,表明满足抗震设防烈度Ⅷ度的要求。综上所述,近断层桥梁桩基础抗震设计时,应考虑地震波频谱特性的差异对结构产生的影响,重点关注动力时程响应变化规律,根据多种类型地震波对近断层桥梁桩基础进行抗震分析与验算。     

水平与竖向加速度-时程曲线叠加效应下边坡永久位移计算的极限上限分析

实际边坡动力稳定性受地震竖向与水平方向效应共同作用,传统边坡地震永久位移计算方法较少考虑竖向地震波影响,采用实际地震的竖向与水平方向加速度-时程曲线共同效应更符合工程实际。基于极限分析上限法和Newmark刚塑性滑块模型,提出一种基于实际水平向与竖向地震加速度-时程曲线的边坡永久位移计算改进方法,以3个工程边坡为例,探讨了两组具有代表性实测典型水平和竖向地震地面运动记录对边坡地震永久位移计算的影响。研究结果表明:不考虑竖向地震加速度时程曲线时,本文方法可蜕化为与前人方法兼容;不同地震波的竖向与水平地震动时程曲线的叠加效应不同,竖向地震对边坡永久位移的影响不可忽略。     

基于车桥振动的桥梁振型识别及主梁挠度计算方法

根据桥梁间接测量法的基本原理，对一座三跨连续梁桥建立车桥振动有限元模型，提取匀速通过桥梁时车辆竖向加速度时程响应，利用中心差分法计算接触点加速度时程响应，采用快速傅里叶变换得到加速度频谱图，应用峰值拾取法识别出桥梁的前三阶频率；利用带通滤波技术从接触点竖向加速度响应中提取与桥梁频率相关的分量响应，通过希尔伯特变换得到测试桥梁的前三阶振型，并与有限元理论振型进行比较。结果表明：车体质量的改变对于振型识别没有明显影响；车速较低时对于振型的识别不利，但选择合适的驱车速度仍能够保证振型的识别精度。基于桥梁有限元模型，将识别的振型进行质量归一化，计算主梁的测试位移柔度矩阵，设计桥梁标准荷载试验方案，利用柔度矩阵计算主梁在试验荷载下的预测挠度，并与理论挠度进行比较。结果表明，在合适的车速下，预测挠度与理论挠度误差基本满足工程精度要求。     

地震波浪同时作用下青岛海湾大桥的动力分析

为研究地震与波浪同时作用下桥梁的动力响应,本文以青岛海湾大桥为研究对象,采用大质量法,使用Midas civil 2012将考虑行波效应的地震波施加于大桥有限元仿真模型上;基于现有的波浪荷载理论,在Matlab中通过编程计算,得到随机波浪荷载和规则波浪荷载,并最终得到同时考虑地震和不同波浪荷载时,桥梁特定位置的位移和内力。研究结果表明,当不考虑波浪作用时,行波效应会在视波速中段区间上增加桥梁单元的内力值;当考虑波浪作用时,波浪荷载对行波效应下桥梁各个位置单元内力值和节点位移值的影响程度不同。因此,桥梁动力响应值应综合考虑行波效应、视波速大小及波浪荷载类型。该研究对桥梁和行车安全具有重要意义。     

LNG储罐单层球面网壳结构动力特性分析

为研究LNG储罐穹顶单层网壳在地震载荷作用下的动力特性，通过3D3S软件建模并借助有限元分析软件ANSYS对单层网壳进行模态分析和地震时程分析，得到结构自身振动特性和动力响应规律。结果表明：穹顶网壳相邻两阶固有频率相近，网壳变形左右对称，后期以整体变形为主。地震波的形态和频率对结构节点位移时程曲线和杆件轴力时程曲线的形状影响较大，结构在人工波作用下动力响应最大，应该选用多条地震波对网壳结构进行包络分析；矢跨比在前10 s相同地震激励下对结构动力响应影响较大，矢跨比为5/36时结构变形最小且最为稳定；整体结构节点位移明显大于单独网壳结构，设计网壳结构时，应该考虑下部结构对网壳动力性能的影响。     

脉冲型近场地震作用下列车—简支梁桥的耦合振动

相比中远场地震,近场地震含有高能速度脉冲,会激发结构显著的位移响应。为研究该速度脉冲对高速铁路简支梁桥车桥系统动力响应的影响,采用三角函数法模拟速度脉冲,并与无脉冲的远场地震叠加,合成不同脉冲类型、脉冲周期和脉冲幅值的脉冲型近场地震动,以跨径32 m的典型高速铁路简支梁桥为例,采用自编的车—轨—桥—地震分析程序TTBSAS进行仿真计算,详细探讨脉冲参数对车桥系统动力响应的影响。结果表明：近场地震速度脉冲会显著增大高速铁路简支梁桥车桥系统的动力响应,在近场区域的车桥耦合振动分析中,不能忽略速度脉冲的影响;脉冲类型、脉冲周期和脉冲幅值对简支梁桥位移的影响远大于桥梁加速度和桥上列车的行车安全性指标,在选取速度脉冲参数时可不考虑桥上列车的影响;在本文计算条件下,双半波脉冲和三半波脉冲近场地震作用下桥梁的动力响应幅值明显大于单半波脉冲,且当脉冲周期为2.0 s时车桥系统的动力响应最大。     

框架结构动静响应组合的有限元分析

框架结构在静力作用下产生位移,在静平衡位置再输入地震波.比较动静组合下质点水平位移时程反应与动力直接作用下质点水平位移时程反应.算例表明静力作用产生的初始位移在动力响应中需要考虑,动静响应组合的位移曲线更符合实际情况.     

桩土作用对于高低墩连续曲线梁桥地震响应的影响分析

通过Midas Civil有限元软件建立基于m法桩土作用有限元模型及不考虑桩土作用的两种有限元模型,对高低墩曲线梁桥的地震响应进行线性时程分析,分析了桩土作用对高低墩曲线梁桥地震响应的影响.结果表明:在桩土作用下,结构的自振周期变长,各个振型的参与质量较未考虑桩土效应时更加分散;桥墩顶部位移较未考虑桩土作用时增大,桥墩的内力响应存在复杂性,但是考虑桩土作用后两个桥墩的内力差距得到减小.     

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.     

曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应

以某一匝道公路曲线连续箱梁桥为例,分析了该类桥梁的空间车桥耦合振动问题。用ANSYS软件模拟梁桥,选用典型的三轴空间车辆模型,采用模态综合法编制公路曲线车桥耦合振动响应MATLAB程序,获得了车辆制动作用下曲线连续梁桥的动力响应及冲击系数,研究了初速度、制动位置、制动力上升时间、桥面平整度等参数对冲击系数的影响。结果表明：车辆制动时,主梁最大挠度、挠度和内力冲击系数没有随初速度的增大而单调递增或递减,但均明显大于车辆以相同初速度匀速行驶时的结果,且可能超过规范值。在桥前半跨内制动时,挠度和跨中剪力冲击系数大于在后半跨度内制动情况,同时,当车辆制动位置大于半跨且越靠近支点时,车辆制动时挠度和内力冲击系数越接近匀速时的结果。随着曲率半径的增大,桥梁的挠度、弯矩和扭矩冲击系数逐渐减小,而剪力冲击系数逐渐增大;弯桥的挠度、弯矩和扭矩冲击系数大于直线桥结果,紧急制动易于加剧桥梁的振动。     

斜交梁桥频率间接识别效果的影响参数

采用过桥车辆振动响应识别桥梁自振特性的间接测量法能够避免传统动载试验测量桥频方法存在的操作复杂和成本高等缺点。根据车桥耦合振动理论和桥梁间接测量法基本原理,对实际工程中的某一斜交梁桥建立车辆与桥梁耦合振动的有限元模型,采用双轴半车模型模拟测量车辆,提取车辆匀速驶过桥梁时的车辆加速度时程响应,并利用峰值拾取法进行频谱分析,剔除已知的车辆相关频率识别出桥梁的前三阶自振频率,分析了6种不同车速、6种不同车重、8种不同桥梁斜交角度对桥梁频率识别效果的影响特点。结果表明,间接测量法能够有效地识别桥梁比较密集的频率,车速低于20 km/h时,能够较好地识别出斜交梁桥的前3阶频率,车速较高时无法识别桥梁的频率信息;相对较小的车桥质量比对桥梁频率识别有利;斜交梁桥不同的斜交角度基本不影响桥梁频率识别的精度;桥面粗糙时采用差值法仍能较好地识别。数值模拟表明,间接测量法对于不规则斜交梁桥频率仍有较好的识别效果。     

地震作用下大型桥梁群桩基础动水压力效应分析

以某长江公路大桥大型群桩基础为研究对象,以ABAQUS有限元软件为计算平台,采用整体有限元法对桥梁群桩基础的地震反应进行了数值模拟计算,选取三条傅氏谱频谱特征明显不同的地震波,考虑了土体和混凝土的非线性特征,分析了深厚场地上大型桥梁群桩基础的动水压力效应。结果表明:动水压力效应改变了桥梁群桩基础的地震反应特性,对桩身的加速度、位移和内力反应有不同程度的影响。对于大型桥梁基础抗震计算,分析群桩基础动水压力效应的影响更符合工程实际。     

万州长江大桥车桥耦合振动的研究

结合万州长江大桥铁路桥梁的特点．分别建立了车辆的三维离散自由度模型和桥梁的模态模型．通过轮轨作用关系建立了车桥耦合振动的动力模型．并对万州长江大桥的车桥耦合振动进行了研究．分析表明：主梁较柔的大跨度钢桁架桥梁，车辆高速行驶对其动力响应特别是横向动力响应影响显著．     

多车辆一大跨连续梁桥耦合振动响应分析

为研究公路桥梁在各种复杂车辆行驶工况下的车桥耦合振动响应,提出基于ANSYS单一环境下的车桥耦合振动响应数值分析方法,该方法将桥梁与车辆模型均独立建立于ANSYS环境下,其耦合作用关系通过APDL编程语言计算并将其在任意时刻施加于车辆及桥梁结构,最终得到振动的时程响应.通过参考文献验证该方法正确,并对一座大跨连续梁桥在2～8辆车以各种常见车速行驶等工况下的车桥耦合振动响应进行了分析计算,总结了挠度、弯矩冲击系数的变化规律.     

车桥耦合在稳定型悬索桥上的性能

稳定型悬索桥是在普通悬索桥桥的基础上增加了反张索结构,以增加桥整体的稳定性。运用有限元软件分别在稳定型悬索桥和普通悬索桥中,进行移动力、移动荷载质量作用下和1/4弹簧质量车辆模型作用下3种车桥耦合的有限元分析,得出相应的位移响应图和加速度响应图。得出稳定型悬索桥在刚度和稳定性方面更加优于普通悬索桥,为稳定性悬索桥的分析研究提供一定的参考价值。     

桥梁刚度对桥梁竖向动挠度的影响分析

在高速铁路中,桥梁占有很大的比重,移动列车和桥梁之间的动力响应极其复杂,这一问题随着高速铁路的发展受到越来越多的重视。桥梁的竖向动挠度影响着车辆运行的平稳性、乘客的乘坐感受,也影响着桥梁的安全性,利用大型有限元分析软件ANSYS分析铁路桥梁刚度和桥梁竖向动挠度之间的关系,得出了铁路简支梁桥的刚度和竖向动挠度之间的关系。     

用ANSYS分析某高层建筑的非线性地震反应

运用大型有限元分析软件ANSYS对某高层建筑进行振型分析,得到了该建筑物的自振特性;并采用时程分析法进行非线性地震反应分析,计算输入3种地震波时顶层水平位移时程曲线、顶层加速度时程曲线、水平位移沿楼高的分布曲线以及层间变位角沿楼高的变化曲线.结果表明,利用ANSYS软件建立三维模型,进行非线性地震反应分析是可行的,并能得到较高的精度.