地震海啸作用对近海深水桥梁结构动力响应的影响

为确保跨海桥梁结构安全,需要进行地震响应分析。同时,由于地震可能引发海啸,有必要分析地震海啸作用对深水桥梁动力响应的影响。本文考虑地震海啸作用,同时采用辐射波浪理论考虑桥墩地震动水压力,对近海深水桥梁结构进行地震响应分析。研究表明:海啸作用增大了桥梁结构的动力响应,其影响随着海啸浪高的增加而增大;海啸浪高较大会导致桥梁结构发生损伤破坏直至丧失承载能力。综上所述,近海深水桥梁结构抗震设计应合理考虑地震海啸作用的影响。     

深水高墩桥梁的地震响应分析

通过对Morison方程和各种规范规定的动水计算方法的比较,最后选择在Morison方程的基础上,用附加质量考虑水的影响,计算深水桥墩的地震响应,得出矩形深水墩动水作用下桥梁地震反应,为进一步分析墩体遭地震破坏形式及破坏程度提供可靠数据保证。     

近场地震作用下深水桥墩的地震响应分析

近场地震以具有较大的PGV／PGA值及明显的速度脉冲为主要特征，本文分析了不同类型的近场地震对深水桥墩地震响应的影响；采用Morison方程的基本理论，将水视为附加质量，利用有限元方法来分析动水压力对深水桥墩地震响应的影响。通过计算分析得出：具有较大PGV／PGA值的近场地震波会引起桥墩结构较大的地震响应；动水压力对桥墩结构的地震响应有显著的影响，同时近场地震的速度脉冲效应会进一步增大动水压力对深水桥墩地震响应的影响；在矩形深水桥墩设计中，要考虑截面形状效应的影响，选择合适的D／B值。     

考虑动水压力作用影响的矩形深水桥墩地震响应分析

基于Morison方程法,采用附加质量考虑动水压力的影响研究在动水压力作用影响下,矩形实体桥墩与空心桥墩的自振特性和地震响应峰值随水深的变化规律。结果表明:桥墩入水深度、迎水面越大,动水压力作用使其自振频率折减越大,且相对于实体桥墩而言,空心桥墩自振特性改变更大。随着水深的增加,动水压力对桥墩地震响应的影响也增大,顺桥向(迎水面大)地震响应峰值增大幅度大于横桥向(迎水面小),其最大差值约达150%;空心桥墩地震响应峰值增大幅度大于实体桥墩,其最大差值约70%。     

深水多塔斜拉桥地震动水效应分析

地震荷载作用下,深水多塔斜拉桥的桥墩水下部分与周围水体之间相互作用会导致斜拉桥受到水体运动产生的动水压力的作用。为了解动水对其地震响应的影响规律,基于Morison方程,采用附加质量法来考虑地震动水压力对桥梁水下部位的作用。以某六塔斜拉桥为研究对象,分析了动水压力对多塔斜拉桥墩身内力反应的影响,同时还探讨了在不同地震波作用下水位对多塔斜拉桥地震响应的影响。研究结果表明,地震动水压力对墩身的弯矩和剪力均有一定的影响;水位对各墩底内力的动水效应系数的影响程度与地震波的频谱特性有关;总体上,地震动水压力对各墩底内力的影响随水位的上升而增加。对于深水多塔斜拉桥的抗震设计,考虑动水压力的影响以及水位的变化是有必要的。     

多介质体作用下近海桥梁的地震损伤分析

采用集中质量模型模拟桩-土相互作用,通过Morison方程和辐射波浪理论分别考虑桩基和桥墩动水压力效应,并通过桥墩构件损伤模型定义桥梁结构整体损伤准则,建立了多介质体作用下桥梁结构的地震损伤分析方法。首先对近海连续刚构桥分别进行不同水深和不同土层剪切波速条件下桥梁地震损伤分析,然后进行多介质体作用下桥梁结构的地震损伤分析。结果表明:地震作用下水-结构相互作用增大了桥梁的损伤指数,考虑桩-土相互作用减小了桥梁的损伤指数;多介质体作用下土层剪切波速较小时,水深对桥梁损伤影响相对不明显;桥梁地震损伤程度主要与地表地震动频谱特性相关;桥梁结构以横桥向损伤破坏为主。     

考虑动水压力的斜拉桥地震反应分析

结合长江三峡库区内的某双塔斜拉桥,采用W estergaard的附加质量方法来模拟水对桥墩的动水压力,通过大型有限元程序M IDAS/C ivil分别建立了没有考虑动水压力、考虑一半蓄水水位时的动水压力和考虑全蓄水水位时动水压力共三个该桥的计算模型,对该桥进行地震反应分析。期望本文的一些结论能对深水墩桥梁的抗震设计提供参考。     

考虑动水压力的连续刚构桥地震反应分析

提出一种适用于计算深水桥墩的地震动水压力公式,并在有限元模型中采用附加质量的方法来考虑地震时动水压力的作用,用ANSYS程序对某连续刚构桥进行地震反应谱分析和时程反应分析,比较不考虑动水压力和考虑动水压力两种情况下的分析结果.分析表明,在各个截面,考虑动水压力时的地震反应内力和位移比不考虑动水压力时的地震反应内力和位移大,但两者相差不多.     

考虑波浪作用下的深水桥墩地震响应分析

跨海深水桥梁会受到地震和波浪的共同作用,研究地震和波浪共同作用下的深水桥梁动力响应问题具有非常重要的意义,并且该问题一直没有得到很好解决。本文以某典型深水桥墩为例,研究波浪作用对深水桥墩地震响应的影响。首先建立了考虑波浪作用下的深水桥墩地震响应分析方法,然后针对仅地震作用、仅波浪作用、同时考虑波浪作用下的地震作用3种情况对该桥墩进行动力响应分析。分析结果表明,动水压力增大了深水桥墩的地震响应,其影响程度与输入地震波的频谱特性有关;波浪响应值比地震响应值小;但考虑波浪作用前后的桥墩地震响应值变化较大,考虑地震作用下的深水桥墩地震响应不是两者独立作用下动力响应简单的叠加。     

不同环境荷载激励下考虑流固耦合效应的深水桥墩响应分析

为探讨不同环境荷载组合激励下,动水压力对深水桥墩结构响应的影响程度,本文基于非线性Morision方程,同时考虑附加质量效应和流固耦合效应,对深水桥墩结构在波浪、冰荷载和地震3种环境荷载单独作用下,以及不同组合形式共同作用下的结构响应进行数值分析.计算结果表明:结构各项参数,包括长细比、墩高以及水深都将会对动水压力影响...     

动水及桩-土-结构相互作用对跨江大桥稳定性的地震影响分析

为了得到更为符合实际情况的跨江大桥动力稳定性的地震反应分析,在桥梁抗震研究中必须综合考虑动水及桩–土–结构的相互作用。基于此,根据Poisson方程,利用Trefftz函数和微波理论建立求解地震中桥墩表面动水压力的计算方程;由线性化的Morison公式,给出计算地震中动水能量对桩体的波浪推力方程;同时,引入改进的Penzien模型,对桩–土–结构的地震效应进行分析。采用该方法对国内某跨江大桥进行动力反应时程分析,计算结果显示,该方法简单有效,且具有较高的计算精度。     

基于纤维模型的偏心桥墩强震分析

基于纤维单元模型,对在横桥方向存在偏心的钢筋混凝土桥墩进行了强震作用下的动力反应分析。通过对断面损伤状态、残余变形、变形反应时程、混凝土应变反应时程分析,探讨了偏心桥墩在横梁悬挑方向产生很大的单向变形和残余变形的特点。指出在进行偏心桥墩的地震反应分析时单向输入地震波也应考虑输入方向,双向输入地震波对残余变形有较大影响。     

钢筋混凝土空心矩形桥墩振动台试验

通过地震模拟振动台试验研究了钢筋混凝土空心矩形桥墩的抗震性能,以某空心矩形桥墩为原型设计了2个具有不同配箍率的空心矩形桥墩模型试件,并对其进行地震模拟振动台试验,选取El Centro波、Taft波和人工兰州波作为地震动激励,分析了各工况荷载下桥墩顶部的加速度响应、动力放大系数和墩顶位移响应等参数;利用大型通用有限元软件ABAQUS建立了桥墩有限元模型,将试验采集的加速度和位移响应同有限元计算结果进行对比分析。结果表明:2个模型试件均具有良好的抗震性能;不同地震波激励作用下,桥墩顶部加速度和位移响应不同;配箍率越高,墩身裂缝分布越密集,裂缝宽度越小;配箍率对加速度和速度响应无显著影响;验证了利用ABAQUS软件建立的有限元模型的可行性。     

基于双向拟静力试验的箱型高墩连续刚构桥Pushover 分析

利用双向拟静力试验得到恢复力模型,分别进行了纵桥向和横桥向的Pushover分析,评价了高墩大跨连续刚构桥的抗震性能.首先,以薄壁箱型高墩双向拟静力试验为基础,建立考虑双向地震动作用的恢复力模型;然后,利用该恢复力模型,采用均匀加速度分布、模态分布和考虑高阶模态的模态分布3种加载模型进行高墩和全桥横向和纵向的Pusho...     

Influence of bridge deck on tsunami loading on inland bridge piers

The customary method of computing the hydrodynamic force on a pier of a bridge is based on the model tests of stand-alone piers. This implicitly ignores the influence of the deck on the flow pattern around the piers. The hydrodynamic force exerted on the piers by a solitary-like wave generated in a hydraulic wave flume is investigated using a complete pier-deck model, which includes both the pier and deck in the actual proportion. The experimental results reveal that the hydrodynamic force on the piers is influenced by the presence of the deck. For the complete bridge configuration studied, the actual force component which results from the hydrodynamic pressure acting on the piers only could be increased by as much as 50% over that for the case of stand-alone piers. This is due to the influence of the deck in obstructing the free splashing and topping over of the wave upon striking the piers, resulting in accumulation of fluid in front of the piers, and hence increasing the pressure on them. Thus, the hydrodynamic force computed based on experiments on stand-alone piers could be non-conservative for design of piers.     

地震作用下宽箱鱼腹式连续梁桥地震响应分析

为了研究宽箱鱼腹式箱梁在地震作用下的动力特性,对哈尔滨市某立交桥进行动载试验,并用Midas Civil建立有限元模型,分析该桥的动力特性。通过对比理论数据与试验数据,验证模型准确性,在此基础上对模型施加地震荷载,进行非线性时程分析,研究宽箱鱼腹式连续箱梁桥在地震作用下的响应。结果表明:地震作用下宽箱鱼腹式连续梁桥主梁横向抗弯及抗扭性能较好,各阶模态变形以主梁竖弯和桥墩侧弯为主,桥梁墩高对结构的振动响应影响较大,矮墩承受较大的水平地震力,主梁在纵桥向刚度较大,导致主梁和桥墩构件纵桥向地震响应同步。该研究可以为相关类型桥梁抗震设计提供参考依据。     

Assessment of SSI on the longitudinal seismic response short span bridges

Current practice usually neglects the effects of soil-structure interaction (SSI) in the seismic analysis and design of bridges. This work attempts to assess the significance of SSI on the seismic response of short span bridges. The focus is placed on pier behaviour, since piers together with the abutments are the most critical elements in securing the integrity of bridge superstructures during earthquakes.

The study is based on a simple representation of a soil-bridge pier system, yet one able to capture the effects of the most significant physical parameters. It has been found that SSI greatly affects the dynamic behaviour of bridge piers leading to more flexible systems, increased damping and larger total displacements. Besides a thorough investigation of the relative significance of various physical parameters of the system response, an easy-to-use approach that can be incorporated for a preliminary design of bridges concurrent with the AASHTO specifications is presented. The study concludes that safer and more economical bridge designs can be obtained by properly accounting for SSI.     

软土场地上双柱式桥墩-桩-土相互作用体系地震反应特性的数值分析

以某高速公路桥梁的双柱式桥墩-桩-土相互作用体系为研究对象,采用有限差分软件FLAC3D,通过输入唐山大地震时迁安地震波记录,对双柱式桥墩-桩-土相互作用体系的地震反应进行了三维数值分析,比较了横向与纵向地震时墩柱和桩的地震反应特性,讨论了深厚软土场地上双柱式桥墩-桩-土动力相互作用以及横、纵两个方向的地震波对桥墩地震反应的影响.分析结果表明:不同方向的水平地震时,地面以上墩柱的剪力和水平位移有较大的不同.