黏滞阻尼器参数对中小跨径梁式桥地震响应敏感性分析

在罕遇地震作用下,只通过设置隔震支座,不能有效改善中小跨径梁式桥的抗震性能.在这种情形下,研究中小跨径高墩梁式桥设置黏滞阻尼器的地震响应就成为桥梁抗震设计的需要.论文以云南9度地震区,地震动峰值加速度0.4g场地为背景,以5跨30m梁式桥为对象,研究分析调整黏滞阻尼器参数引起地震响应的敏感性,供类似桥梁抗震设计时参考.     

考虑板式支座滑移的中小跨度梁式桥振动台试验

基于汶川地震中小跨度梁式桥普遍出现的板式橡胶支座滑移典型震害,采用大比例全桥振动台试验手段探究了考虑板式支座滑移对该类桥梁抗震性能影响。以一座25m跨径的标准简支T梁桥为例,设计了1/4缩尺比的全桥试验模型,选取一条近场脉冲型实际地震动记录作为振动台试验输入,对不同墩梁横向约束体系的结构开展了一系列振动台试验研究。试验结果表明：①强震作用下板式橡胶支座与梁底间会出现摩擦滑移效应,从而在一定程度上对下部结构起到隔震作用;②在地震动较小时,常规横向混凝土挡块可以起到一定限位效果,但在强震作用下,随着板式橡胶支座开始发生滑移,混凝土挡块的限位效果逐渐减弱,同时混凝土挡块还会造成下部结构较大的地震损伤;③新型弹塑性挡块具有良好稳定的滞回耗能能力,可有效控制强震作用下墩梁间最大相对位移需求,减低其震后残余位移,同时弹塑性挡块的屈服还可避免下部结构造成严重地震损伤。     

简支梁人行天桥三维地震响应分析

研究表明,采用板式橡胶支座的中小跨径桥梁抗震性能较差。为了探究采用板式橡胶支座的简支梁人行天桥的地震响应特性,以某典型混凝土简支梁人行天桥为研究对象,采用SAP2000建立有限元动力分析模型,进行非线性时程分析,研究了竖向地震动对简支梁人行天桥地震响应的影响,探讨了采用板式橡胶支座的简支梁人行天桥在地震中存在的问题。结果表明:采用板式橡胶支座的简支梁人行天桥抗震性能较差,在罕遇地震中极易发生过大的梁墩相对位移而导致落梁;桥墩地震响应较小,抗侧能力发挥有限;竖向地震动对采用板式橡胶支座的简支梁人行天桥产生不利影响,必须进行三维地震响应分析才能较准确地反映其地震响应情况。     

不同类型地震动作用下双柱墩梁桥的隔震控制

远场类谐和地震动更易引起桥梁破坏,为此,以某双柱墩梁桥为结构,分别建立抗震模型与隔震模型,分析其在远场类谐和地震动与普通地震动下的动力响应,揭示隔震后主梁、墩柱和支座的地震响应变化。此外,分析SSI效应时隔震梁桥的主梁位移、桥墩弯矩和剪力以及墩顶位移变化规律。结果表明;远场类谐和地震动下隔震可减少主梁纵桥向位移防止主梁与桥台碰撞,当类谐和地震动峰值加速度较大时,隔震梁桥桥墩横桥向地震响应较抗震结构会有所增大,带来不利影响;考虑桩-土作用的梁桥墩-系梁连接点纵向弯矩随着桩-土刚度减小而增大,墩-系梁连接点容易发生纵向弯曲破坏。     

中小跨径桥梁抗震的概念设计与构造措施

为改善中小跨径桥梁的抗震性能,总结了青海玛多地震、汶川地震等震害,阐述了合理的抗震概念设计以及合适的构造措施,基于“多道设防,分级耗能”“一可三易(损伤部位及损伤程度可控、损伤部位或构件易检、损伤部位或构件易修、损坏部位或构件易换)”的桥梁抗震理念,提出将支座作为“保险丝式单元”的桥梁抗震概念设计。针对中小跨径简支梁桥易发生落梁震害,提出了适当增加盖梁宽度和横向设置双层挡块的抗震构造设计,建议在进行桥梁抗震设计和抗震评价时,统一抗震构造措施,不应再按照烈度(或基本地震动参数)划分桥梁抗震构造设计。从结构基本周期和频谱成分的角度,总结并分析了玛多地震中结构相似的相邻桥梁发生不同震害的原因。研究成果可为同类工程的抗震设计与评价提供参考。     

大跨度系杆拱桥合理抗震体系研究北大核心

以某下承式系杆拱桥为工程实例,分别对系杆拱桥纵、横向采用不同支承体系下的地震响应进行了研究,在此基础上推荐了合理抗震体系,分析结果表明:对于三跨系杆拱桥,采用两个固定墩未必能够起到有效分担纵向水平地震力的作用;与常规纵向约束布置体系相比,主墩采用弹性拉索支座具有有效的减隔震效果,拉索支座自由行程及弹性索刚度为设计关键。各桥墩横桥向采用滑动支座的情况下,主墩、主梁之间采用X形板弹塑性挡块,可以在控制结构横向地震位移的同时,显著减小桥墩地震力,从而提高结构整体的横向抗震性能。     

大跨度系杆拱桥合理抗震体系研究

以某下承式系杆拱桥为工程实例,分别对系杆拱桥纵、横向采用不同支承体系下的地震响应进行了研究,在此基础上推荐了合理抗震体系,分析结果表明:对于三跨系杆拱桥,采用两个固定墩未必能够起到有效分担纵向水平地震力的作用;与常规纵向约束布置体系相比,主墩采用弹性拉索支座具有有效的减隔震效果,拉索支座自由行程及弹性索刚度为设计关键。各桥墩横桥向采用滑动支座的情况下,主墩、主梁之间采用X形板弹塑性挡块,可以在控制结构横向地震位移的同时,显著减小桥墩地震力,从而提高结构整体的横向抗震性能。     

斜交连续梁桥地震位移响应及典型参数规律研究

为了揭示斜交连续梁桥的地震破坏规律,提高这类桥梁抗震设计的针对性,选取汶川震害中某典型斜交连续梁桥为原型,以支座摩擦系数、斜交角、主梁跨数、墩高为参数构建了 15个分析桥例.考虑支座滑移、挡块退化、桥台伸缩缝碰撞等非线性因素,基于OpenSEES开源程序建立模型,采用非线性时程分析方法研究了斜交连续梁桥地震位移响应特点...     

高烈度区连续梁桥的地震响应特性研究

以一3跨连续梁桥为背景,对高烈度区采用普通盆式支座桥梁的地震响应及铅芯橡胶支座的隔震效果进行研究。采用不同地震加速度峰值的地震波作为地震输入对结构进行非线性时程分析,分别研究了高烈度区连续梁桥的地震响应特性,以及高烈度区盆式支座和铅芯橡胶支座桥梁地震响应差异。结果表明:在高烈度区桥梁会产生更大的地震响应,主梁、桥墩和支座的地震响应明显增加;使用铅芯橡胶支座能够较好地达到减震目的,除支座位移和主梁位移外,桥墩响应和支座剪力均明显减小。在高烈度区,铅芯橡胶支座依然可以发挥减震作用,其减震效果甚至会优于在低烈度区的使用。     

汶川地震梁式桥主梁易损性研究

为研究梁式桥主梁的地震易损性,根据汶川地区桥梁震害调查数据,统计了梁式桥主梁的破坏等级,采用数据补充的方法对原始数据进行了优化,基于补充后的主梁震害数据,采用极大似然估计法得到了梁式桥主梁的经验易损性曲线,并对结果进行了检验分析。     

中小跨径板式橡胶支座梁桥横向抗震设计研究

为提高中小跨径板式橡胶支座梁桥在强震作用下的横向抗震性能,在总结汶川震区该类梁桥震害特点和国内外桥梁抗震设计规范中相关抗震设计策略规定的基础上,归纳当前我国板式橡胶支座梁桥横向抗震体系存在的问题,提出适合我国中小跨径板式橡胶支座梁桥的横向抗震设计方法,即允许上、下部结构连接构件牺牲的准隔震设计方法,介绍该抗震设计方法设计思想,给出在两设防水准下结构各部件的性能目标要求。选择一座典型板式橡胶支座简支梁桥为研究对象,基于文中抗震设计方法的设计思想,提出采用新型隔震系统对计算桥例进行准隔震设计。结果表明：通过对横向限位装置力学性能参数的合理设计,通过桥梁结构在强震作用下板式橡胶支座的滑移、横向限位装置的损伤或牺牲,控制上、下部结构间传递的梁体惯性力,保护墩柱和基础等下部结构免遭严重损害,同时能有效控制墩梁相对位移,防止过大的梁体移位导致的交通阻断、甚至落梁。     

高烈度区斜拉桥横向约束方案优化分析

为了确定强震作用下斜拉桥合理的横向抗震约束体系,以可克达拉大桥为工程背景,采用非线性时程分析法,分析了4种横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系、位移相关型减震体系和速度相关型减震体系对强震区大跨度桥梁地震响应的影响,重点对钢阻尼器的屈服荷载和黏滞阻尼器的位置及相关参数进行优化分析,并与其他体系的地震响应进行了对比。结果表明：在强震作用下,对于大跨度桥梁横向滑动体系和全限位体系均不是理想的抗震体系;而在墩梁、塔梁之间设置减隔震装置可以有效减少横桥向的墩梁、塔梁的相对位移及地震剪力和弯矩;然而,从桥梁正常使用的角度来看,塔梁之间布设横向钢阻尼器装置优于黏滞阻尼器装置。     

汶川大地震公路桥梁震害分析及对策

 对5.12汶川大地震四川重灾区国(省)干线公路1 657座桥梁震害的调查检测结果加以归纳,总结出7种公路桥梁的宏观震害;归纳了梁式桥及拱桥的几种典型震害——移位、落梁、桥墩剪断、压溃和开裂、桥台墙体开裂、桥台肋板和背墙开裂、桥台填料垮塌、拱圈开裂、拱上结构开裂等,并对其进行了初步分析。根据震害,提出了桥位及桥型选择应注意的有关因素,以及针对梁体移位、桥墩破坏等震害的相关抗震对策。     

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.     

钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法

通过改进能力谱法,给出了一个可以实现“小震不坏、中震可修和大震不倒”多级性能目标的钢筋混凝土桥墩直接基于位移的抗震设计方法。首先以钢筋和混凝土的应变幅值建立了钢筋混凝土桥墩不同破损极限状态的量化准则,并基于曲率延性系数和位移延性系数关系转化为墩顶位移的表述形式。再以屈服位移和位移延性系数作为设计参考变量,采用屈服谱加速度和屈服位移(Ay-Dy)格式的地震需求谱求解系统在不同风险水平地震作用下的反应。最后以能力设计原理保证桥墩截面的抗剪强度需求。通过一个具体设计算例说明了建议方法的可行性。     

基底摇摆隔震桥墩振动台试验与数值模拟研究

为了研究不同构造形式的基底摇摆隔震桥墩在不同水准地震作用下的响应规律和抗震性能，提出了设置高阻尼橡胶垫块和线性弹簧的两种基底摇摆隔震桥墩模型。通过振动台试验和数值模拟，对两种摇摆隔震桥墩的地震响应规律和抗震性能进行了对比研究。结果表明：两种基底摇摆隔震桥墩在不同水准地震作用后，桥墩均没有出现严重的破坏，其破坏特征主要表现为限位钢板的弯曲变形和提离约束部件的移位，桥墩呈现出良好的抗震性能；两种基底摇摆隔震桥墩相对于传统桥墩能够显著降低墩顶加速度和墩底应变响应，但墩顶水平位移响应也会相应增加，在摇摆隔震桥墩的设计上，应将墩顶水平位移作为主要设计参数；提出了两种基底摇摆隔震桥墩改进的Winkler两弹簧数值计算模型，通过与振动台试验结果对比，证明了该模型能够较好地模拟两种基底摇摆隔震桥墩的摇摆行为及其地震响应规律。     

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.     

基于不同隔震体系的预制拼装桥墩桥梁结构 地震响应分析

为了研究预制拼装桥墩桥梁结构的地震响应,基于OpenSEES有限元分析软件建立墩顶隔震和墩底隔震的预制拼装桥墩连续梁桥分析模型; 通过分析桥梁模型在3组不同强度、不同特性地震动激励下的动力特性、位移、内力、残余位移、预应力筋预应力、接缝压力等参数的变化,对隔震体系的隔震效果进行评估并给出了墩底隔震桥梁的设计建议。结果表明:预制拼装桥墩连续梁桥采用墩顶隔震体系和墩底隔震体系均可以大幅减小桥梁在地震中的位移和内力,延长桥梁自振周期; 采用墩梁固接、墩底隔震的桥梁结构相比于直接采用隔震支座连接墩梁的桥梁结构具有更长的自振周期、更小的震中位移和墩顶残余位移,表现出更好的隔震效果,在大地震中墩底隔震体系隔震优势更加明显; 采用墩底隔震体系的桥梁预制拼装桥墩会有更大的预应力变化、预应力损失和接缝竖向压力,因此隔震支座也应具备更高的性能。     

连续梁桥基于位移的抗震设计

在强震作用下,结构的位移比力更能直接反映结构的破坏状态。因此近年来,基于位移的抗震设计方法受到越来越多的重视与发展。该设计方法要求把多自由度结构转换为等效的单自由度模型(包括等效的刚度、等效阻尼及等效延性等)才能进行抗震设计。本文以连续梁桥为例,基于所建议的位移形状函数,推导了位移形状函数与桥梁跨度及刚度(墩高)的关系;在此基础上,提出了多自由度连续梁桥的等效单自由度模型,并以对称和不对称的连续梁桥为例,分别给出了基于位移的抗震设计步骤。由于设计步骤中考虑了塑性铰的屈服机制,可以看出对此两种结构其设计步骤本质上是相同的,且不需要迭代。     

桥墩形式对连续刚构桥刚度的影响

在连续刚构桥中,中间桥墩采用墩梁固结体系,桥墩刚度的大小对全桥刚度和结构的使用功能影响比较大.而桥墩的形式对桥墩刚度有决定性作用,所以桥墩形式的选择是进行连续刚构桥设计优化的重点.本文结合西平线莫谷河2号连续T型刚构桥的设计,来分析桥墩形式对连续T型刚构桥刚度设计的影响.