强震下支座形式对曲线梁桥地震响应的影响

针对强震作用下曲线梁桥地震响应较大、纵横向响应耦合等问题,本文结合三跨曲线连续梁桥的工程实例,研究强震下采用不同减隔震支座对曲线梁桥地震响应的影响。建立全桥三维有限元模型,利用非线性时程分析方法,对比分析了采用球型抗震钢支座、铅芯橡胶支座和拉索减震支座的曲线梁桥在强震下的支座力学特性、墩底内力及墩梁相对位移。结果表明:强震作用下,三种减隔震支座对减小曲线梁桥墩底内力作用的效果均较好;拉索减震支座的限位作用更加明显,落梁风险小;曲线梁桥纵横向地震响应表现出了明显的耦合特性,相比于另两种支座形式,拉索减震支座能够显著减小曲线梁桥位移响应的耦合效应。     

近场地震作用下采用拉索减震支座桥梁纵向地震响应特性

选择台湾集集近场地震记录作为地震动输入,以常规盆式支座和铅芯减隔震支座为对比,系统考察了近场地震动的速度脉冲效应、破裂方向性效应、上盘效应对采用拉索减震支座连续梁桥纵向地震响应的影响,并且对拉索减震支座进行了参数分析。计算结果表明,近场地震三种效应对采用三种支座的连续梁桥的地震响应都有放大效应;拉索减震支座同铅芯减隔震支座比较,对于位移的放大效应有明显的减小,对于在近场强震情况下通常由位移控制的减隔震连续桥梁,突出显示了其限位优势,能够实现力和位移的完美调节;通过调整拉索减震支座的摩擦系数和拉索自由程能达到更理想的减隔震效果,控制结构的位移,防止落梁、碰撞等灾害发生。     

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。     

基于摩擦摆式减隔震支座的大跨径连续梁桥抗震性能研究

以某大跨径连续梁桥为工程背景,研究摩擦摆式减隔震支座对其抗震性能的影响。研究发现,摩擦摆式减隔震支座降低了桥梁的整体刚度,造成桥梁的自振频率明显降低;摩擦摆式减隔震支座会造成主梁位移的增大,但会大幅降低连续梁桥在原固定方向的桥墩弯矩,提高了连续梁桥的抗震性能;摩擦摆式减隔震支座成功实现了减隔震的基本要求,可以用于大跨径连续梁桥的抗震设计。     

地震动速度脉冲对减隔震连续梁桥纵向地震响应的影响

本文分别选取台湾集集和Imperial Valley地震中有、无速度脉冲效应的两类实际地震记录作为地震动输入,基于一座实际连续梁桥,通过SAP2000软件建立有限元分析模型,以铅芯橡胶支座、拉索减震支座为研究对象,以非减震体系为对比,系统考察了速度脉冲对减隔震连续梁桥纵向地震响应的影响。结果表明:速度脉冲对非减震以及减隔震连续梁桥的纵向地震响应均有放大作用;在速度脉冲作用下,与非减震桥梁结构相比,虽然铅芯橡胶支座能较大程度减小地震内力响应,但支座变形能力无法满足变形需求,而拉索减震支座在实现减小桥梁地震内力响应的同时仍具有较好的限位能力,重视力与位移之间的平衡,具有较好的减隔震效果。     

强震区混合梁独塔斜拉桥纵向抗震设计

强震区混合梁独塔斜拉桥的梁体质量大,对结构体系的抗震性能要求高,合理选择纵桥向的抗震体系尤为重要。以89+245+185 m的独塔斜拉桥新津河大桥为研究对象,建立了有限元模型,通过非线性时程分析,比较了固结、飘浮、弹性索体系的结构地震内力与位移响应,在此基础上提出了弹性索与拉索减震支座组合设计方案。结果表明:塔梁设置弹性索有利于控制主塔内力与地震位移,弹性索与拉索减震支座组合设计方案可充分利用桥墩的抗震能力,进一步有效控制地震位移,提高全桥的整体抗震性能。     

高墩连续梁桥减震设计研究

采用常规抗震设计方法设计的高墩连续梁桥,无论是滑动支座还是固定支座下的桥墩,在地震作用下的墩底内力和墩顶位移均较大。针对高墩连续梁桥这一特点,本文以某大型跨江桥梁的引桥工程作为分析实例,将目前在建筑结构中研究比较成熟的多种减、隔震技术应用于高墩连续梁桥,对其减震效果进行了探讨。分析结果表明,各减、隔震设计方案均有各自的优势及局限性,需根据桥梁结构的具体要求来选择适当的抗震、减震设计方案。     

基于摩擦摆支座的高速铁路简支梁桥减隔震效果分析

为研究摩擦摆支座在高速铁路简支箱梁桥的减隔震效果,以24、32、40m典型跨径高速铁路简支梁桥为研究对象,采用MIDAS/Civil有限元软件分别建立传统抗震体系和减隔震体系模型进行非线性动力时程分析,研究桥梁墩高、桥梁跨径和地震动峰值加速度(PGA)等因素对简支梁桥地震响应的影响。研究结果表明：桥墩墩高和截面形式对墩底内力和墩顶位移的减震效果有较大影响,但在5～20m墩高内受墩高的影响更为显著;墩高从5m增加到20m时,墩底内力减震率分别为80%、35%,墩高从25m增加到45m时,墩底内力减震率分别为46%、37%;桥梁跨径对结构减震率有一定影响,但在10%以内;PGA对墩底内力和墩顶位移的减震率总体上影响较小;墩高和PGA对FPB支座位移影响较大,PGA影响更为显著,支座位移增大倍数明显大于对应的PGA增加倍数。     

拉索减震支座在近断层城市高架桥梁中的应用

处于近断层地震威胁下的城市高架桥梁需要引入减隔震设计方案解决抗震问题,拉索减震支座由于其良好的适应性较好地解决这一难题。以某城市高架桥中的4×30 m跨径连续梁桥为工程背景,建立全桥有限元模型,基于不同特性的地震动输入,进行拉索减震支座减隔震方案的桥梁结构非线性时程分析。计算结果表明,无论是近断层脉冲型地震动、还是非脉冲地震动或一般远场地震动作用,拉索减震支座均能起到很好的减震作用,满足结构的抗震需求,是高架连续梁桥减隔震体系的理想设计结构。     

减隔震支座对不同墩高桥梁地震反应的影响

以一座连续梁桥为例,采用有限元程序SAP2000,对其减隔震体系以及常规体系进行非线性动力时程分析,研究了不同墩高下减隔震支座对桥梁地震反应的影响,并与常规体系进行了比较。分析结果表明,在墩高较小时,减隔震支座可以显著的降低结构内力响应,改善结构的抗震性能,而在墩高较高时,减隔震支座的减震效果不明显。     

拉索减震支座在系杆拱桥中的应用北大核心

采用常规设计的系杆拱桥固定墩地震响应较大,固定墩的能力往往无法满足抗震性能目标。基于一座主跨跨径为105 m的钢箱拱肋系杆拱桥的工程背景,设计拉索减震支座同时变化拉索初始自由行程的三个减隔震方案,采用非线性时程方法分析地震作用下各个方案的墩、桩地震响应。分析可得:在拱桥中应用拉索减震支座,可以达到较好的减隔震效果;通过合理地控制拉索的初始自由行程,既可有效地减小桥梁易损构件墩和桩的地震响应,同时又可有效限制墩梁相对位移.     

减隔震支座对曲线梁桥抗震性能影响的研究

以西安市某立交曲线桥为工程背景,在以往学者研究的基础上,总结了桥梁常用减隔震装置的力学特点和数值模拟方法,并运用非线性时程分析方法,研究减隔震橡胶支座对曲线桥结构内力和位移响应的影响,分析比较了普通支座与几种常用减隔震支座的抗震性能,为桥梁减隔震设计提供参考。     

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。     

高墩连续梁桥隔震设计

针对某高墩连续梁桥结构设计难以满足抗震设防要求的问题,提出了采用盆式橡胶支座与隔震支座的组合约束方案,通过分析表明,该组合结构约束体系减小了桥墩的地震内力和滑动支座的位移,抗震性能良好。     

基于摩擦摆支座的深水高桩承台连续梁桥减隔震研究

以某深水高桩承台连续梁桥为工程背景,建立全桥空间动力计算模型,应用Morison方程将水对桥梁的动水压力效应等效为附加质量考虑。以摩擦摆支座的滑动曲面半径、滑动摩擦系数为主要参数,系统研究了其对深水高桩承台连续梁桥地震反应的影响规律,并探讨了摩擦摆支座在深水高桩承台连续桥中的减震效果。结果表明:1摩擦摆支座可显著降低深水高桩承台连续梁桥的地震反应,其滑动曲面半径、滑动摩擦系数的取值对桥墩墩底弯矩和支座位移的影响规律明显不同;2深水高桩承台连续梁桥墩底峰值弯矩随摩擦摆支座滑动曲面半径的增大而减小,随摩擦摆支座摩擦系数的增大而增大;支座位移峰值随摩擦摆支座滑动曲面半径的增大而增大,随摩擦摆支座摩擦系数的增大而减小;3摩擦摆支座对深水高桩承台连续梁桥下部结构的纵向内力及墩顶位移减震效果显著;4动水压力效应对高桩承台连续梁桥减震效果的影响很小。     

基于拉索减震支座的大跨度下承式系杆拱桥减震设计

为研究拉索减震支座对大跨度下承式拱桥的适用性,以一座主跨125 m的下承式钢箱系杆拱桥为对象,采用有限元软件建立三维空间分析模型,通过滞后系统、间隙、勾三种非线性单元组合模拟拉索减震支座的滞回特性,运用非线性时程方法评估拱桥结构在E2水准地震作用下的动力响应及减震效果。结果表明：通过拉索刚度及初始间隙的合理设置,拉索减震支座能够显著减小拱桥下部结构的内力响应,同时可以有效控制主引桥间的相对位移,整个桥梁体系的抗震性能得到明显提升。     

超长联连续梁桥考虑行波效应的减震优化研究

为了提高超长联连续梁桥的抗震性能，以某跨径布置为(60+11×86+60)m的预应力连续梁桥为工程背景，基于SAP2000建立有限元分析模型，采用绝对位移法模拟行波效应，对比研究了行波效应对超长联连续梁桥地震响应的影响，重点研究了超长联连续梁桥考虑行波效应的减震优化措施。研究表明：行波效应对墩底内力、墩顶位移、支座滑移和剪力，以及伸缩缝两端相对位移(碰撞效应)均存在不同程度的影响；超长联连续梁桥若只设置一个固定墩，会导致固定墩因进入严重的塑性变形状态而破坏，采用摩擦摆隔震支座可以显著优化固定墩地震响应，但无法改变伸缩缝处的碰撞效应；在摩擦摆支座的基础上加设黏滞阻尼器可大幅度减小伸缩缝两端相对位移，甚至可以消除碰撞现象。     

桥梁拉索减震支座研发及应用

从目前桥梁减隔震设计面临的"结构地震力与梁体位移"矛盾的平衡问题出发,介绍了新型减隔震支座——拉索减震支座的功能原理、发展、试验研究与实桥应用。理论研究与实桥试验均表明拉索减震支座具有很好的减震效果,且能有效控制墩梁间的位移。     

大跨径连续钢桁架桥抗震性能研究

根据华为东莞松山湖园区现代有轨电车工程2-1桥的建设需求及结构特点,开展桥梁抗震性能专题研究。依据现行城市轨道交通相关规范,考虑地谣波效应、材料非线性、弯矩-曲率关系等,采用空间杆系单元建模、非线性时程分析方法及截面纤维单元法,评价结构关键部位及整体的抗震性能,提出桥梁减隔震设计方案,并在实际工程中应用新型拉索减震支座。