钢-混凝土组合桥梁地震响应分析

为探究高烈度区钢-混凝土组合梁桥主梁的地震响应，以主河槽桥为依托，采用反应谱法和时程分析法，开展桥梁结构的地震响应分析，主要为地震作用下钢混组合梁主梁的位移和内力响应。研究结果表明：主梁的自振频率较大，槽型钢-混凝土组合桥梁的主梁具有较大的刚度；在纵向、横向和竖向地震分别作用下，钢-混凝土组合桥梁的位移响应和内力响应均比较大，对桥梁抗震设计不利，需对桥梁的地震响应做出设计对策；在纵向+竖向和横向+竖向地震作用下，主梁两端的位移响应较大，内力响应分配不合理，固定支座位置的主梁内力较大，整体上对桥梁结构的抗震设计不利。     

大跨度斜拉桥地震响应反应谱分析

为了研究大跨度斜拉桥地震响应规律,以某跨径组合为60+90+150+680+150+90+60(m)的斜拉桥为例,建立了斜桥的三维有限元模型,考虑桥梁所处不同的地质环境,分析了该大跨度斜拉桥的动力特性,通过计算得出了该桥的关键点的位移响应及主塔关键截面的内力地震反应响应值。研究结果表明:桥梁关键点的位移和主塔关键截面的内力响应在100年超越概率水平为2%(E1)最大,当地震力纵向与竖向的组合输入时,与100年超越概率水平为10%(E3)相比,50年超越概率水平2%(E2)主跨跨中的纵向位移增大了1.51倍,左塔与下横梁连接处的纵向弯矩、纵向剪力和竖向剪力分别增大了47%、43%和44%;当地震力横向与竖向的组合输入时,E1概率水平下主梁跨中的横向位移为0.64 m,右塔与下横梁连接处的竖向弯矩、纵向剪力和横向剪力分别为1 356 MN·m、87 MN和35.4 MN,综合考虑地质条件与不同地震力组合输入对该桥的影响是必要的。     

竖向地震作用对不同桥墩形式的连续刚构桥地震反应影响的数值模拟研究

以涪江三桥设计为工程背景,采用动态时程分析方法对三种不同桥墩形式的大跨度连续刚构桥进行了El-Centro地震输入波作用下的地震反应分析。采用两种不同的竖向地震工况进行数值模拟,并分别从主梁位移反应、主梁内力反应以及主墩位移、内力反应四个方面进行分析比较竖向地震作用对大跨度连续刚构桥地震反应的影响,结果表明,竖向地震作用对结构影响较大,抗震分析时不能忽视竖向地震作用。     

行波激励下双肢薄壁高墩大跨连续刚构桥的动力响应

利用大型结构分析软件,建立了一座5跨双肢薄壁高墩大跨连续刚构桥的空间抗震有限元模型,运用时程分析法计算了一致激励及行波效应下高墩的地震响应。结果表明：纵向线刚度大的墩将分担较大的纵向内力,质量大的墩将分担较大的横向内力;考虑行波效应后,结构的内力均有不同程度的增大,而结构的位移却呈现减少的趋势,结构的振动周期延长。     

多跨刚构桥动力特性及地震响应分析

以宝汉高速涧口河六跨变截面大跨径连续刚构桥为例,借助于目前常用的Midas软件,对大跨径6跨变截面连续刚构桥的自振特性进行分析,了解此类结构的自振特点.通过动力时程分析法,对连续刚构桥进行纵向、横向、竖向的地震响应分析,以便在大跨度连续刚构桥设计及施工时,重点关注纵桥向的动力响应,由此对工程实践有一定借鉴作用.     

混凝土连续刚构桥主梁在温度梯度下结构效应研究

为研究温度梯度对混凝土连续刚构桥主梁应力和变形的影响,文章以某一跨径为(90+150+90)m的混凝土连续刚构桥为工程背景,通过建立该桥有限元模型,采用对比分析法,分别研究了只考虑竖向温度梯度与同时考虑竖向及横向的组合温度梯度在施工各关键阶段及运营阶段对刚构桥主梁的应力及变形的影响规律。研究结果表明:竖向温度梯度作用会使主梁截面应力及纵桥向与竖桥向位移发生显著变化;横向温度梯度作用主要对箱梁截面起受压作用,并且主要对主梁横向位移产生贡献;温度梯度作用在施工阶段对主梁造成的影响不亚于在成桥阶段对主梁的影响并且影响甚至会更大,在设计和施工阶段要合理考虑竖向及横向温度梯度作用。     

边中跨比对连续刚构桥地震响应的影响

以某大跨度预应力混凝土连续刚构铁路桥为工程背景,研究了边中跨比对连续刚构桥地震响应的影响。研究表明:随着边中跨比的增大,主梁各关键截面位置和桥墩墩顶处纵桥向和横桥向位移变大,当边中跨比大于0.73时,对桥梁结构各关键截面处的位移和内力影响变小。研究结果可为此类大跨度预应力混凝土连续刚构桥梁的抗震设计提供参考。     

波纹钢腹板连续刚构桥抗震性能研究

根据箱梁截面抗剪能力相等原则,建立了波纹钢腹板连续刚构桥和相应的混凝土腹板连续刚构桥有限元模型,对二者的动力特性和抗震性能进行了对比分析。结果表明:混凝土腹板刚构桥的竖向1阶频率、纵向1阶频率均高于波纹钢腹板刚构桥,横向1阶频率相差不大。无论在横桥向还是纵桥向,梁体质量的减小均使得梁体的地震作用减小。在横向地震作用下,波纹钢腹板刚构桥矮墩的内力、高墩墩顶剪力均小于混凝土腹板刚构桥,而高墩墩顶弯矩、墩底内力均大于后者;在纵向地震作用下,波纹钢腹板刚构桥矮墩及高墩墩顶内力均小于混凝土腹板刚构桥,而高墩墩底的内力大于后者,所以在设计中应对非规则桥型布置方案中的高墩引起足够重视。     

大跨连续刚构桥地震反应的三维数值模拟研究

文章以黄草乌江特大桥设计为工程背景,考虑了动水作用和竖向地震加速度对桥梁地震反应的影响,采用反应谱分析法对大跨度连续刚构桥进行了三维地震反应分析,分别从主墩的内力反应、主墩的位移以及主梁的内力反应和位移进行分析比较。分析结果表明:动水作用对墩的内力影响都比较大,而且增幅较大,对主墩位移影响也比较大,但对主梁影响相对于主墩较小。考虑竖向地震作用时,对主梁的水平向位移、主梁的面外弯矩、主梁的轴力、桥墩的墩顶水平位移以及墩底弯矩均没有太大的影响,而对主梁的面内弯矩以及桥墩的轴力影响比较大,并均有所增大的趋势。     

近断层地震对跨海双弧形桥塔斜拉桥动力响应研究

为探究具有双弧形桥塔的跨海斜拉桥脉冲与非脉冲地震动力响应,首先基于Midas/Civil 2019建立了拉索几何非线性的三维空间有限元模型,并分析了结构自振特性;其次,结合桥址处的地震烈度选取了一定数量的脉冲与非脉冲地震动,作为地震响应分析的激励源;最后探究了脉冲与非脉冲地震作用下的结构内力、关键位置位移、拉索应力和应力幅等问题。研究结果表明：脉冲地震作用下的主梁弯矩、桥塔弯矩及剪力均要大于非脉冲地震下的响应值,且在纵向+竖向地震激励下,主梁弯矩和剪力仅有1个峰值,但在横向+竖向地震激励下有2个峰值;脉冲地震作用下的位移响应均要大于非脉冲地震作用下的位移响应,其中跨中主梁处的横向位置位移响应最大,最大值为176.8 mm;从地震激励方面看,纵向地震下的纵向位移要大于横向位移,而横向地震下的横向位移要大于纵向位移;脉冲地震作用下的拉索应力最大值为175 MPa,应力波动幅度达到100 MPa。     

高墩大跨度连续刚构桥的抗震分析

本文以一座高墩大跨度连续刚构桥的设计实例为背景,建立起动力分析模型,对桥梁结构的动力特性进行了计算分析;并采用线性时程方法,输入实际地震波激励,对该结构在地震作用下的时程响应进行了分析研究,探明了高墩连续刚构桥在纵向、横向和竖向多维地震动作用下的响应特点,为该类结构的抗震设计提供参考。     

单塔单索面斜拉桥地震荷载下时程反应数值模拟研究

文章以涪江四桥为工程背景,利用Midas Civil结构分析程序对涪江四桥的在四种地震时程载荷作用下的反应进行了分析研究,计算了顺桥向、横桥向、竖向及三向组合下结构的地震时程反应分析,获得该桥地震时程反应的规律。计算结果表明,在顺桥向、横桥向、竖向及三维地震波输入地震作用下,其内力计算结果非常接近,三维耦合效应可以忽略。但是在三维地震波激励下,主梁的轴力、竖向弯矩和竖向剪力和位移呈现一定的空间耦合特征,内力和位移数值比单向输入时有一定增大,但幅度有限,故三维地震波激励模型分析是很有必要的。     

大跨度高墩连续刚构桥空间地震响应分析

建立了一座大跨度高墩连续刚构桥的空间计算模型,选用ElCentro地震波对其进行空间地震响应分析,计算了该桥的纵向和横向地震响应,研究了P- Δ效应对其地震响应的影响。分析结果表明,大跨度高墩连续刚构桥的横向地震响应要比纵向地震响应大,P -Δ效应对纵向地震响应的影响显著而对横向地震响应的影响较小。     

桥墩选型对连续刚构桥地震响应的影响

为研究桥墩截面形式对连续刚构桥的动力及地震响应,以陕西某连续刚构桥为例,分别采用与原桥相同的纵向刚度和横向刚度双肢墩,使用大型空间有限元分析软件迈达斯Midas Civil 2018建立了矩形空心墩和双肢薄壁空心墩不同截面尺寸的有限元模型,运用时程分析法,对比分析了单肢墩与双肢墩结构对地震的响应,结果表明:双肢墩可以有效减少连续刚构桥的桥墩弯矩效应,但是会适当增加其位移响应。研究成果可为该类桥梁的弹性设计提供一定的参考和依据。     

软土场地上双座串联大跨度斜拉桥地震响应及碰撞分析

本文分析了软土场地上双座串联大跨度斜拉桥——洪鹤大桥的地震响应及相邻斜拉桥的碰撞问题。首先,建立其空间有限元模型进行了动力特性分析;随后,考虑桥梁特点及场地效应,选取合适的地震波,采取纵桥向+0.3横桥向+0.3竖桥向的激励组合方式输入,对桥梁关键部位动力响应进行了非线性时程分析,并将结果与反应谱法进行对比验证;最后,对两座斜拉桥交接墩处主梁的碰撞问题展开了研究。结果表明:三向地震作用下,结构主梁及主塔均以纵桥向位移为主,且主梁横桥向位移不可忽略;结构在主塔处的剪力、弯矩远大于桥墩处,各方向内力最大值集中在4号塔及8号塔塔底右边,这在抗震设计中应引起重视;在E2地震作用下交接墩处两主梁不会发生碰撞,但建议在塔梁处布置纵向液体粘滞阻尼器以提高其减震性能。     

帆型混合塔斜拉桥非线性时程地震响应分析

帆形混合塔斜拉桥跨越能力强,造型美观,因此在市政桥梁中得到了广泛的应用。今利用Midas Civil 2017软件对一座主跨设置不对称的帆形混合塔型斜拉桥进行非线性时程分析,地震波选用1940年典型地震波E1 Centro,考虑拉索垂度对弹性模量的修正以及桩土相互作用。计算结果表明,竖向地震作用对于主塔横向位移D_Y位移影响较小,主要对于纵向位移DX有较大影响,考虑竖向地震作用下D_X位移约为不考虑竖向地震的2倍,竖向地震作用对于主梁纵向位移影响较大,两种工况下Mz和My均在不同时刻达到峰值点。因此在桥梁设计时需要对主梁纵向有一定限位措施,同时常规地震分析时应适当加强塔柱抗扭构造措施。     

不同结构体系下大跨三塔斜拉桥地震响应研究

为研究大跨度三塔斜拉桥采用不同结构体系时的地震响应,以某主跨616m的三塔斜拉桥为工程背景开展地震响应分析。通过有限元软件ANSYS,分别建立漂浮体系、支承体系和刚构体系3种结构体系的全桥空间有限元模型,采用桥位处纵、横及竖向人工加速度时程曲线为地震激励,通过非线性动力时程分析得到不同结构体系下桥梁位移及内力响应。综合主塔塔顶位移、主梁跨中位移及塔底内力对该桥不同结构体系方案进行对比研究。计算结果表明:不同结构体系对3塔斜拉桥构件的地震响应的影响不同,支承体系比较有利于大桥的结构抗震。     

双薄壁高墩横系梁厚度对连续刚构桥地震响应的研究

为了研究横系梁厚度对高墩连续刚构桥地震响应的影响,依托重庆市江津区灵仙河特大桥,通过反应谱法研究了顺桥向地震作用、横桥向地震作用以及竖向地震作用下改变横系梁厚度对地震响应的影响。研究表明在顺桥向地震荷载作用下,连续刚构桥的内力随着横系梁厚度的增加而增加;在横桥向地震荷载作用和竖向地震荷载作用下,横系梁厚度对连续刚构桥的位移和内力影响较小;从连续刚构桥抗震的角度上看,横系梁的厚度不宜过大。     

考虑结构-水相互作用的连续刚构桥水平地震反应分析

以三水二桥为实例,采用结构有限元法对具有单肢薄壁墩的连续刚构桥进行水平地震反应分析,分析时考虑了桩-土相互作用和结构-水相互作用以及不同水深对结构地震反应的影响.计算结果表明:桩-土相互作用和结构-水相互作用对该种连续刚构桥的抗震是不利的;按反应谱法计算所得桥墩的横向内力较大,按时程分析法计算所得主梁内力和桥墩的纵向内力较大;连续刚构桥抗震设计时应采用反应谱法和时程分析法相结合进行分析,所得的成果和分析结论可供同类桥抗震分析参考.     

地震作用下独塔斜拉桥合理约束体系

为了确定在一致地震作用下独塔斜拉桥的合理抗震约束体系,本文首先对独塔斜拉桥在纵桥向和横桥向约束体系的传力机理进行了研究,然后以松花江大桥为研究对象,采用非线性时程分析方法,分析了墩、梁以及塔梁的纵向约束体系和横向约束体系对独塔斜拉桥地震反应的影响.分析表明,考虑支座滑动摩擦能显著减少独塔斜拉桥主梁和主塔的纵向位移,降低塔底的弯矩;由于独塔斜拉桥的主塔在横桥向对主梁的强大约束作用,边跨过渡墩和辅助墩的横向约束体系与主跨主梁的横向约束体系相互影响很小.