用抗震设计反应谱计算梁式桥桥墩的简化公式

本文以转移矩阵法电算结果为基础,在补充了14个子样后,除对原刚性地基桥墩第一自振圆频率ω_1的直线回归公式修正为曲线回归公式外,并分别提出了考虑地基弹性变形影响后,浅平基桥墩和沉井基础桥墩的曲线回归公式。此外,还提出了考虑地基弹性变形后用抗震设计反应谱进行计算的墩底剪力系q_0和弯矩系数m_0的公式。这些公式简单,精度能满足工程需要。     

PC简支梁铁路桥制动力有效系数的研究

根据对制动列车进行动态仿真计算,求解出每一轮对的制动力时程和位移时程;再通过空间离散的方法,将上述轮对时程转换为线桥结构钢轨节点的制动力时程.在此基础上,建立了线-桥整体分析模型.通过对不同墩台刚度、不同道床阻力系数的多种组合条件进行动力响应分析,研究PC简支梁铁路桥制动力有效系数与桥长和桥墩刚度之间的关系,提出了有效系数关系曲线计算公式.     

MTMD系统抗震控制研究

MTMD利用一组频率分布在结构被控模态频率周围的单TMD控制结构的振动,它可以克服单TMD控制效果不稳定,适用激励频带过窄的缺点。研究了多自由度结构附加MTMD后的频率响应特性,计算了不同频谱特性的地震激励下MTMD系统的时程响应。通过计算和分析表明,MTMD系统可以增大单TMD抗震控制的适用范围,增强控制效果的鲁棒性;MTMD系统的设计需考虑结构所处的建筑场地条件,并应根据结构的具体情况优化选择MTMD系统的参数。     

电液式可变刚度装置的设计及计算

可变刚度装置是实现变刚度半主动结构控制的执行器,本文系统地介绍了电液式可变刚度装置的设计与计算方法。     

基于非线性静、动力方法的RC简支梁桥连梁装置参数优化研究

连梁拉杆装置是防止强震下RC梁式桥纵向落梁的有效措施,需要对其合理刚度取值进行研究。以典型的铁路RC简支梁桥为对象,采用基于FEMA440性能点轨迹法的能力谱分析方法,以现行《铁路工程抗震设计规范》设计谱及汶川地震动为需求,讨论了不同的场地类型和设防烈度下连梁拉杆的最优刚度分布。研究表明,场地类型对连梁装置刚度取值无显著影响,在8度罕遇烈度设防的四种场地下,连梁装置的刚度均可在0.05~0.15倍的梁体线刚度范围内取值,可有效抑制墩、梁相对位移及桥梁整体地震响应。设防烈度对刚度取值有显著影响,当PGA不超过0.2g时,可不予设置;当PGA为0.4g和0.6g时,连梁拉杆的合理刚度可分别取为0.1倍和0.2倍的梁体线刚度。采用非线性动力时程方法验证了上述结论的合理可靠性,可供桥梁抗震设计及规范修编参考     

考虑土-结构相互作用的桥梁脆弱性分析方法及其应用

将FEMA440考虑土-结构相互作用的能力谱方法与桥梁脆弱性分析相结合,提出能够综合考虑地基柔性效应、运动学效应和基础阻尼效应的桥梁脆弱性分析方法,再结合所统计的与我国桥梁抗震设计规范相容的强度折减系数谱,对某城市高架梁式桥进行脆弱性分析,建立相应的脆弱性曲线,并与非线性动力时程分析法和不考虑土-结构相互作用的脆弱性分析法所建立的脆弱性曲线进行比较。计算结果表明:所建立的考虑土-结构相互作用的脆弱性曲线与非线性动力时程分析的计算结果十分接近,而不考虑土-结构相互作用的脆弱性曲线则与实际情况有较大差距。可见,该方法可以较为准确地对考虑土-结构相互作用的桥梁结构进行脆弱性分析,这也验证了该法应用于我国桥梁结构抗震性能评估的可行性。     

高铁大跨桥梁设计地震作用与国内外主要抗震规范的比较研究

本文选择了现行国内外主要抗震设计规范,对比了国内外主要抗震设计规范的场地类型划分的差异;考虑地震的重现期与结构的重要性系数等因素,对比分析了我国不同行业抗震规范与《铁路工程抗震设计规范》2009年修正版在多遇地震(小震)、设防烈度地震(中震)和罕遇地震(大震)下各规范反应谱平台取值以及反应谱曲线本身。研究表明我国高铁大跨桥梁在小震的设计取值偏高,中震取值与国内其它规范相当,而大震的取值则偏低。我国高铁大跨桥梁的设计地震作用与欧洲规范Eurocode 8 的对比研究表明,我国的小震(50年重现期)取值小于欧洲规范(90年重现期)、中震(475年重现期)取值也小于欧洲规范(475年重现期)的相应取值。与美国AASHTO规范和加州规范Caltrans(2013)对比研究表明,由于我国规范采用了1.5的重要性系数,小震取值(50年重现期)远高于美国规范的50年重现期的设计地震水平,而与其475年重现期地震水平相当;中震水平(475年重现期)的加速度反应谱平台值略低于Caltrans(975年重现期),但是略高于AASHTO(1000年重现期),我国反应谱曲线与Caltrans大致相当,但是高于AASHTO;对于大震(2475年重现期),AASHTO(2475年重现期)的地震作用取值介于我国的7度 (0.1g) 设防与8度(0.2g)设防之间。总体来说,我国的高铁大跨桥梁的设计地震作用取值偏于保守。     

浅源强震下RC梁式桥横向碰撞参数研究

针对地震作用下桥梁结构梁体与横向挡块间的碰撞现象,采用非线性动力分析方法对影响碰撞效应的主要因素进行了系统研究。基于刚体碰撞理论,建立能考虑碰撞过程中能量损失的桥梁横向碰撞接触单元分析模型,研究了典型的浅源强震作用下挡块碰撞刚度、梁体与挡块间初始间隙、桥梁墩高以及跨径等因素对铁路RC简支梁桥地震碰撞效应的影响。研究表明抗震挡块对于防止横向落梁有显著的抑制作用,建议了铁路RC梁式桥抗震挡块的合理刚度及初始间隙取值,提炼了墩高及跨径对各项响应指标的影响规律。研究成果可供梁式桥抗震设计及规范修编参考     

钢筋混凝土箱梁的非线性有限元分析及模型试验研究

本文对钢筋混凝土箱梁的非线性结构性能从理论和试验两个方面进行了研究.首先阐明了用分层退化壳单元、材料非线性本构关系以及逐渐释放应力的混凝土裂缝张拉刚度模型,来模拟分析钢筋混凝土箱梁从开始受载、开裂、屈服、直至破坏的全过程分析方法.然后对三个钢筋混凝土箱梁模型在竖向偏心荷载作用下从弹性状态过渡到弹塑性状态、直至到达破坏状态的全过程进行了理论分析与试验研究,并将两者结果进行了比较.     

近场地震作用下钢筋混凝土桥墩基于位移的抗震设计

用387条近场地震记录通过回归分析得到了强度折减系数, 计算了与美国UBC97规范动力放大系数谱相容的弹性位移设计谱, 并建立了相应的基于结构破坏性能的非弹性位移设计谱。探讨了钢筋混凝土墩柱基于割线刚度法的迭代设计过程和改进的不需要迭代且能实现期望设计目标延性的基于非线性位移设计谱的两种抗震设计方法, 对这两种基于不同设计谱方法的设计结果进行了比较并用非线性时程分析进行验算, 结果表明本文提出的在近场地震作用下钢筋混凝土桥墩以位移为基础抗震设计方法的有效性。