考虑索局部振动的斜拉桥动力特性研究——杭州湾跨海大桥北航道桥动力特性分析

以主跨为448 m的杭州湾跨海大桥北航道桥为例,研究了考虑拉索局部振动的斜拉桥动力特性.利用子结构方法,把索的振型作为广义自由度来考虑拉索局部振动.该方法与把拉索划分为多个单元的链杆法相比,具有自由度少并且计算精度不受影响的优点.研究结果表明,当考虑拉索局部振动时,会出现拉索与主梁或桥塔的耦合振型,这种索桥耦合振动现象在以往把拉索作为单一单元的斜拉桥动力特性分析中不会出现.索的局部振动虽然对结构主要振型的频率影响不大,但对振型能量分布有比较明显的影响.对发生索桥共振的振型,如不考虑索的局部振动,通常会使索的阻尼估计过高,而索的振动能量估计偏低,不能很好地反映大跨度斜拉桥的动力特性.     

预制拼装混凝土桥墩抗震性能拟静力循环加载试验

为了研究预制拼装桥墩与整体现浇桥墩抗震性能方面的差异,以常见城市高架桥为工程背景,制作完成了3个缩尺比为1∶3.5的试件模型,进行了整体现浇桥墩和无粘结预应力钢绞线预制拼装桥墩拟静力循环加载试验。通过给墩顶施加强迫往复位移,从5个方面研究了预制拼装桥墩与整体现浇桥墩抗震性能的差别,并对试验结果进行了纤维模型计算分析。结果表明:无粘结预应力预制拼装混凝土桥墩混凝土破坏轻微,耗能能力较弱,残余位移小,适合低烈度地区;无粘结预应力带耗能钢筋预制拼装混凝土桥墩墩底混凝土有明显压碎,耗能能力强,残余位移相对于钢筋混凝土现浇桥墩较小,适合中高烈度地区。     

节段拼装桥墩拟静力试验研究

节段拼装桥墩具有施工快、污染小和施工质量可靠等优点．目前国内主要用于一些跨海大桥引桥下部结构,而国外则在高速公路桥梁中得到大量应用。通过研究无粘结预应力带耗能钢筋干接缝节段拼装桥墩的拟静力试验进行仿真模拟,结果表明,无粘结预应力筋能减少桥墩的残余位移;普通钢筋能增大滞回环面积,使残余位移增大,同时可提高屈服强度和极限强度;无粘结预应力筋和普通耗能钢筋的配置比例应根据设计所要求的有效刚度和震后可修复的残余位移综合确定。     

黏滞阻尼器在框架结构抗震加固中的应用研究

以某8层钢筋混凝土框架结构住宅楼为依托,对黏滞阻尼器在抗震加固中的应用进行研究,利用有限元软件ETABS建立结构三维模型,通过计算得到有无黏滞阻尼器结构的地震响应。研究结果表明,增设黏滞阻尼器后由阻尼器提供的附加阻尼比满足减震目标要求,能在一定程度上改善结构抗震性能,使结构层间剪力、层间位移角和屋面位移均在一定程度上有所降低。     

斜拉桥地震响应分析中阻尼矩阵精确估计研究

斜拉桥阻尼组成复杂,阻尼矩阵的精确确定比较困难,在假定斜拉桥子结构(梁、塔、索、支座等)的阻尼系数不随频率和振幅变化的情况下,利用状态空间方法计算了斜拉桥有阻尼频率和模态,提出一种根据已知少数振型阻尼比通过反复迭代求得阻尼系数及阻尼矩阵估计值的方法。利用斜拉桥非正交阻尼计算理论,结合参数敏感性分析和最小二乘法优化算法,可以精确计算斜拉桥各子结构的阻尼系数,得到斜拉桥阻尼矩阵的精确估计,为建立斜拉桥精确的有限元模型提供基础。     

后张预应力预制桥墩抗震解析计算方法

研究了后张预应力预制桥墩的抗震解析计算方法,以2种不同连接方式的预制桥墩拟静力试验为背景,基于关键截面轴力和弯矩平衡及桥墩墩底整体弯矩平衡,推导出了预制桥墩水平力-相对位移关系计算过程,研究了耗能钢筋配筋率、高宽比对预制桥墩抗震性能的影响。结果表明:解析计算结果和纤维模型计算结果与拟静力试验结果基本一致,解析计算方法可以代替纤维模型方法进行预制桥墩抗震性能计算。     

考虑桥面板振动的桥梁结构低频噪声分析

桥梁结构在车辆的动力作用下,将产生振动并辐射低频噪声,这种低频噪声对人体健康有很大的危害.针对这一问题,提出了一种基于桥面板振动的桥梁低频噪声预测方法,主要包括考虑桥面板振动的车桥耦合振动、桥面板辐射声波以及空气波传播分析.以一座辐射低频噪声较强的钢桥为对象,分别采用基于桥面板振动和基于梁格振动的方法计算了结构振动与噪...     

应用碳纤维筋控制桥墩地震损伤方法初探

为了减轻地震损伤和提高桥梁损伤以后的恢复能力，提出了在塑性铰区域配置部分碳纤维筋的桥墩抗震设计概 念.用碳纤维筋替换部分纵向钢筋，利用碳纤维弹性模量与钢材相近而且强度高的材料特性来改善桥墩在强地震作用下损 伤以后的变形性能.以一实际桥墩为例，用截面分层法计算碳纤维含量对截面弯曲性能的影响，确认了配置少量碳纤维可 以提高纵向钢筋屈服以后的二次刚度结构特性.应用非线性地震响应分析方法，以不同强度和不同形式的地震波作为输入 条件，根据桥墩的残余变形、最大曲率响应和能量吸收量等方面的比较结果验证了碳纤维筋对减轻地震损伤的作用.分析 结果表明，如将普通纵筋的5%改配为碳纤维筋，在强地震荷载作用下桥墩残余位移以及最大曲率响应均小于普通钢筋混 凝土桥墩.     

斜拉桥主梁不同纵向约束刚度对动力特性的影响

斜拉桥纵向约束一方面允许结构在车辆、温度和混凝土徐变作用下产生适当位移,减少内力作用;另一方面防止结构在地震发生时产生过大位移而造成的梁端碰撞或落梁破坏。文章以杭州湾跨海大桥北航道桥设计方案为实例利用能量原理分析了不同主梁纵向约束对于斜拉桥动力特性的影响得到了一些重要的结论可供设计参考     

铅芯橡胶支座在三塔无背索斜拉桥中的应用研究

某无背索三拱塔斜拉桥跨径组合为30m+ 60m+ 70m+ 80m+ 40m=280m,中间三个大跨为拱塔斜拉结构,采用拱梁固结、梁墩分离的结构形式,全桥为五跨连续梁体系,斜拉索承担部分桥面恒载和活载,属于部分斜拉桥,约束方式分为普通盆式橡胶支座和铅芯橡胶支座两种.地震反应谱计算结果表明采用普通盆式橡胶支座时,E1概率水平下,桥墩基本都处于弹性状态,E2概率水平下,大部分桥墩都进入了屈服阶段.若把主墩改为铅芯橡胶支座,通过延长结构纵横向振动周期,则既能减小地震内力,又能适当控制上部结构的墩、梁间水平位移,在E1、E2地震作用下各桥墩、桩基础均处于弹性范围,满足规范要求.最后进行了模拟支座非线性特性的时程分析,通过与反应谱法结果相比较,验证计算结果的可靠性.