地震作用下抗震与隔震连续梁桥动力响应试验研究

针对某跨海连续梁桥的抗震和隔震性能,通过将其简化,并根据相似比1∶10制作该梁桥单墩抗震与隔震试验模型,采用铅芯橡胶隔震支座,进行抗震及隔震地震模拟振动台试验,研究分别采用120、600、1 200和2 400年一遇地震波输入时结构的加速度响应、隔震支座剪力、墩顶剪力和隔震支座滞回性能,并根据单墩低周往复加载试验结果,判别在不同地震波作用时抗震桥墩和隔震桥墩所处的状态。试验结果显示:隔震后梁桥上部结构地震加速度响应在120和600年一遇地震时减小为抗震结构加速度响应的54%和55%;随着结构响应的增加,隔震位移越大,隔震支座耗能能力越强;采用隔震后,在2 400年一遇地震时,隔震梁桥整个桥墩在弹性范围内,桥墩地震响应小于开裂荷载,而抗震梁桥在600年一遇地震时,桥墩已达到开裂荷载。     

地震作用下斜交连续梁桥碰撞效应分析

了解强烈地震下上部梁体结构与桥台间碰撞效应对斜交连续梁桥的地震反应影响十分重要,以唐子河大桥为原型,建立了不同斜度的斜交连续梁桥非线性有限元计算分析模型.利用非线性时程分析方法,对比研究了不考虑碰撞效应和考虑碰撞效应两种情况下的斜交连续梁桥地震反应特征规律.结果表明:梁体与桥台间的碰撞效应会使斜交连续梁桥的上部结构产生扭转位移,且随着斜度的增大而增大;考虑碰撞作用的桥墩最大扭矩明显大于不考虑碰撞作用的桥墩最大扭矩.在斜交连续梁桥的抗震设计过程中如不考虑这种碰撞作用,会低估桥墩的地震扭矩效应,增大下部墩柱结构的设计风险.     

曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应

以某一匝道公路曲线连续箱梁桥为例,分析了该类桥梁的空间车桥耦合振动问题。用ANSYS软件模拟梁桥,选用典型的三轴空间车辆模型,采用模态综合法编制公路曲线车桥耦合振动响应MATLAB程序,获得了车辆制动作用下曲线连续梁桥的动力响应及冲击系数,研究了初速度、制动位置、制动力上升时间、桥面平整度等参数对冲击系数的影响。结果表明：车辆制动时,主梁最大挠度、挠度和内力冲击系数没有随初速度的增大而单调递增或递减,但均明显大于车辆以相同初速度匀速行驶时的结果,且可能超过规范值。在桥前半跨内制动时,挠度和跨中剪力冲击系数大于在后半跨度内制动情况,同时,当车辆制动位置大于半跨且越靠近支点时,车辆制动时挠度和内力冲击系数越接近匀速时的结果。随着曲率半径的增大,桥梁的挠度、弯矩和扭矩冲击系数逐渐减小,而剪力冲击系数逐渐增大;弯桥的挠度、弯矩和扭矩冲击系数大于直线桥结果,紧急制动易于加剧桥梁的振动。     

罕遇地震作用下高铁桥梁动力弹塑性响应分析

为研究连续梁桥在罕遇地震作用下的弹塑性响应,基于Midas Civil建立三跨连续梁桥有限元模型。对比分析无轨、有轨两种桥梁模型的振动特性,并输入不同地震动荷载组合,对比分析罕遇地震作用下连续梁桥的动力弹塑性响应。研究表明,无轨和有轨桥梁自振特性有较大差异,有轨模型自振周期相对较大;罕遇地震作用下桥墩墩底进入弹塑性状态,产生塑性铰。     

地震荷载作用下桩承式加筋路堤动力响应分析

桩承式加筋路堤具有工期短,成本低以及沉降变形小等优点,在工程中得到了广泛应用.为了研究地震荷载作用下桩承式加筋路堤的动力特性,建立了桩承式加筋路堤的数值分析动力模型,分析了水平地震波El-Centro作用下桩承式加筋路堤的动力响应.同时,研究了路堤加速度、动剪应力和路堤动位移等动力特性,分析了CFG桩和土工格栅的内力峰值分布.最后,对土工格栅抗拉模量和桩间距进行了参数分析,研究了水平地震荷载作用下土工格栅抗拉模量和桩间距对桩承式加筋路堤动力响应特性的影响.数值分析结果表明:桩承式加筋路堤在右坡面接近坡脚处,剪切应变增量最大;增大格栅抗拉模量能增强桩承式加筋路堤的抗震性能,而且对增强竖向地震稳定性比水平向地震稳定性效果更明显.     

地震作用下中等跨径RC连续梁桥系统易损性研究

为了解决传统桥梁易损性分析只选取单一典型构件代表整体易损性而导致精度偏低问题,提出以连续梁桥为代表的桥梁可以视为由桥墩、桥台支座、桥墩支座等多个构件组成的三元串联体系,并采用墩端曲率或基于弹塑性耗能差率的损伤指数和支座位移来量化相应构件的损伤程度,进而进行构件易损性分析. 引入多元Copula函数,在求出主要构件易损性的基础上,考虑各构件之间的相关性,构建相应的联合概率密度函数,从而建立求解三元构件系统地震易损性的方法. 算例分析表明基于多元Copula函数的桥梁系统易损性能够更真实地表征桥梁整体的损伤特征和易损性,且能代替大量抽样分析,明显提高计算精度和效率.

     

考虑碰撞效应的桥台-引桥-刚构连续梁桥体系地震响应分析

为研究伸缩缝处碰撞效应对桥台-引桥-刚构连续梁桥体系地震响应的影响,以某实际原型桥为研究对象,充分考虑碰撞能量耗散、桩土相互作用、桥台与台后填土相互作用以及支座和桥墩的非线性行为,基于CSIBridge建立了桥台-引桥-刚构连续梁桥结构体系的碰撞弹塑性动力分析模型。利用调幅后的天然地震波和人工地震波分析了碰撞对桥台、引桥和刚构连续梁桥地震响应的影响,结果表明：碰撞显著增大了引桥梁体位移和墩梁间相对位移,增大了左右引桥梁体落梁风险;碰撞增大了引桥墩顶位移、墩底弯矩和桩基截面弯矩,改变率均在10%以内且处于安全范围内;碰撞减小了刚构连续梁桥刚构墩墩底弯矩和墩顶位移,最大改变率分别为-13%、-4.9%,对活动墩基本无影响;桥台纵向位移、台后填土被动土压力和桥台桩基截面弯矩显著增大,最大改变率分别为1 230%、116.0%和428.5%。研究表明,伸缩缝处碰撞效应对桥台-引桥-刚构连续梁桥体系地震响应影响显著。     

多维多点地震作用下某体育馆的动力响应分析

大跨空间结构受到的地震作用是多维多点的,结构受力情况十分复杂。本文采用时程分析法对某体育馆大跨空间结构进行多维多点输入下的地震响应分析,并与多维一致输入下的结构响应进行对比,考查了两种输入方法下结构杆件内力的分布特点,并进行了对比分析。得到在多维多点输入和多维一致输入下结构响应的差异,为结构设计提供参考。     

地震作用下微型桩复合土钉墙动力响应分析

微型桩复合土钉墙支护结构在地震作用下能充分发挥增强土体自稳能力、提高基坑支护结构整体稳定性的优势,研究其结构动力响应,可为地震作用下基坑支护设计提供参考依据.文章利用有限差分软件,建立某微型桩复合土钉墙支护基坑的三维有限差分模型,对比分析了有无微型桩对复合土钉墙支护结构位移场及塑性区发展的影响,研究了地震作用下微型桩排...     

轻轨列车和地震作用下公轨两用桥的动力响应分析

针对跨座式单轨列车过桥时行车的舒适性、安全性及桥梁结构完整性问题,本文以重庆菜园坝公轨两用桥为例,分析了轻轨列车和地震作用下公轨两用桥的动力响应,建立了桥梁结构的三维模型,并将轻轨列车荷载进行了适当的简化,通过特征值分析获得了桥梁结构的模态及频率,分别考虑了地震和移动荷载单独作用下桥梁结构的动力响应,并考虑了两种作用同时存在时桥梁结构的动力响应。分析结果表明,轻轨列车荷载对桥梁结构局部性能影响比较大;车速的提升对桥梁结构的振动影响并不显著;地震作用与移动荷载单独作用下引起桥梁结构的振动存在耦合。该研究对地震作用下公轨两用桥的运营安全及设计具有现实指导价值。     

装有带间隙E型钢阻尼支座的大跨连续梁桥地震响应分析

E型钢阻尼支座在大跨连续梁桥减隔震应用中具有较好效果。但随着温度升降,在支座均布的情况下,隔震支座产生较大初始位移和初始力,甚至进入屈服状态,且循环往复容易疲劳,严重影响其安全性和使用寿命。针对这个问题设计了一种带滑移间隙的E型钢阻尼支座来减小大跨连续梁桥的地震响应,并通过一个工程实例对这种隔震支座的减隔震效应进行研究。结果表明:带间隙E型钢阻尼支座对大跨连续梁桥温度变形有很好的适应性,不会产生较大初始变形和初始力,且隔震性能较好。     

列车荷载作用下钢桁梁桥振动响应分析

为研究列车荷载作用下桥梁的动力响应,本文以德龙烟铁路中一孔64m钢桁架桥为研究对象,采用模型实验和软件模拟的方法分别分析研究。根据相似原理进行结构模型设计,测出模型列车以不同速度在模型桥上运行时桥梁指定位置的动态响应,同时采用Midas civil仿真模拟软件,用一种"单点持续激励"的新方法来模拟列车荷载,并将上述两种方法得到的结果进行对比验证。验证结果表明,列车过桥时,桥梁跨中位置处的冲击系数随车速的增加而增大,但在某个车速附近存在异常值,并且车速和冲击系数之间不是严格线性关系。该研究对车桥耦合振动分析有较好的指导意义。     

斜交箱梁桥在地震作用下的动力特性参数分析

本文以西部某城市斜交箱梁桥为工程背景,利用有限元分析软件Midas Civil建立了不同斜交角度的有限元分析模型,运用时程分析的方法,研究了在跨度、墩高等相同的条件下,斜交角度对斜交梁桥动力特性以及地震反应的影响。经过分析,所得结果表明:斜交角度是影响其动力特性的一个重要因素,且对斜交桥的抗扭刚度和地震响应有较大的影响。     

多车辆一大跨连续梁桥耦合振动响应分析

为研究公路桥梁在各种复杂车辆行驶工况下的车桥耦合振动响应,提出基于ANSYS单一环境下的车桥耦合振动响应数值分析方法,该方法将桥梁与车辆模型均独立建立于ANSYS环境下,其耦合作用关系通过APDL编程语言计算并将其在任意时刻施加于车辆及桥梁结构,最终得到振动的时程响应.通过参考文献验证该方法正确,并对一座大跨连续梁桥在2～8辆车以各种常见车速行驶等工况下的车桥耦合振动响应进行了分析计算,总结了挠度、弯矩冲击系数的变化规律.     

地震作用下金沙江某跨江桥梁岩质岸坡动力响应分析

由于地震波的随机性及地质构造的复杂性,导致岩质边坡的地震响应特征变得十分复杂.以金沙江地区某跨江桥梁岩质岸坡为例,采用有限元方法研究了地震波在岩质边坡内的传播特征,分析了不同类型结构面对边坡动力响应特征的影响;采用振动台模型试验验证了数值计算结果,探究了边坡的动力变形演化规律及其破坏机制.研究结果表明:软弱结构面对岩质...     

近断层地震作用下高层建筑结构地震响应分析

通过对13条近断层地震波进行分析,可见近断层地震波反应谱通常具有较宽的加速度敏感区.为研究高层建筑结构在近断层地震作用下的地震响应,采用上述13条近断层地震波,利用通用有限元分析软件SAP2000对20层Benchmark结构模型进行时程分析,发现随着地震波的PGV/PGA值增大,结构的顶层最大位移和基底剪力最大值均增大,说明结构的地震反应随着近断层地震波反应谱加速度敏感区的变宽而增大.对于设置了非线性粘滞阻尼器的高层建筑,当其基本周期处于近断层地震波的位移敏感区以内时,位移敏感区越窄,则非线性粘滞阻尼器的减震效果越好.     

城市立交曲线箱梁桥的地震响应分析

针对曲线箱梁桥的地震响应,结合某城市一座立交匝道高架曲线箱梁桥的工程实例,采用大型有限元分析程序ANSYS,选取空间梁单元建立动力计算模型,研究了曲线箱梁桥的动力特性.选取E1 Centro地震波并考虑两种工况组合进行了地震时程分析,给出了曲线箱梁和桥墩的内力、位移时程响应,并与反应谱法的计算结果进行了比较.结果表明：低阶振型对桥墩的弯扭变形影响较大,反应谱法的计算结果偏小     

高速移动荷载作用下铁路隧道的动力响应分析

从梁的强迫振动微分方程中得到移动荷载的处理方法,考虑了荷载的时间效应和空间效应,在开挖静力场的基础上对高速移动荷载下铁路隧道的动力响应进行分析.结果表明:结构最大动力响应发生在轮对经过测点后的某个时刻,略滞后于经过时刻点;结构竖向位移、加速度和动应力随着行车速度的提高而增大,其中仰拱动应力对行车速度最为敏感;高应力区主要集中在仰拱和边墙上,仰拱和边墙是隧道动力设计的薄弱部位;列车荷载作用下,结构破坏主要受抗拉强度控制.     

爆炸冲击波作用下冰盖结构的动力响应分析

针对冰凌灾害防治中的冰盖结构问题,考虑水下爆破冲击波作用,利用冰体材料抗拉性能差、易折裂的特点,提出了冰盖结构产生动弯曲变形折裂破冰的新思路.采用水下爆破作用下的动力特征研究,建立冰盖板结构动力分析模型,开展了冰盖板结构的动力响应分析.在工程实践中,开展了爆破防凌减灾的试验研究,为进一步的理论研究提供了可靠的数据资料.     

连续梁桥在不同荷载作用下的内力研究

利用有限元分析软件Midas／Civil,分析了连续梁桥新旧两种规范中交通荷栽下的内力和变形,对比了由两种《规范》计算出的结果,得出了内力和变形的变化规律,对于桥梁工程的设计有一定的参考价值．