行波效应对大跨多塔悬索桥纵向约束体系影响研究

大跨度多塔悬索桥各地面支承距离很大,行波效应对结构地震反应影响较大。基于直接输入位移法建立了多点激励时程分析模型。选取一座全长2 940 m的三塔两跨悬索桥为研究对象,分析了不同的塔梁纵向约束体系以及不同视波速下行波效应对大跨多塔悬索桥的影响。研究结果表明:行波效应可能会增大边塔底部的内力而减小中塔底部的内力,行波效应也可能会增大塔梁的相对位移和主梁与引桥梁的相对位移。因此,在对大跨度多塔连跨悬索结构进行抗震分析时,必须考虑行波效应的影响。     

多点激励下高墩大跨桥梁抗震性能分析

基于OpenSEES平台,建立高墩大跨桥梁的弹塑性结构模型,对比分析在一致地震激励及行波输入下桥梁结构的地震反应特性,并对行波输入下高墩桥梁的破坏过程进行详细研究。分析结果表明,地震波频谱特性及地震动输入方式对桥墩的出铰位置和破坏顺序有较大影响;高墩的破坏主要表现为弯曲破坏,单墩墩顶截面出铰或达到极限状态往往先于墩底截面,设计时应引起重视。     

考虑地形影响和多点激励的大跨高墩桥地震响应分析

提出一种综合考虑行波和地形影响的大跨结构在多点输入下的地震响应分析方法。首先计算P波在多种角度入射下两座山峰以及其间自由场地的时程响应,并以此作为两座山峰之间大跨桥梁的桥台及桥墩基础多支承点处的地震输入,这种地震输入综合了行波和地形的影响。然后基于多点激励下地震响应分析方法,编制有限元分析程序,在此基础上分析了考虑行波和地形综合影响下一座360m4跨高墩连续刚构桥的多点激励地震响应。从分析结果看,考虑地形效应和不考虑地形效应的差别较大,不考虑地形效应可能会较小的估计结构的内力响应。因此,大跨度结构地震响应分析应考虑地形的影响。本文分析结果可供抗震设计参考。     

多点激励下大跨度连续刚构桥地震响应振动台阵试验研究

目前对于大跨度桥梁在多维多点激励下的地震响应尚缺乏试验研究。以一高墩大跨度钢筋混凝土连续刚构桥工程为对象,按1/10比例设计和制作一座三跨刚构桥模型,并通过地震模拟振动台阵试验,研究一致激励、行波激励和局部场地效应等对刚构桥地震响应的影响。研究表明:刚构桥对地震动的频谱特性十分敏感,地震响应差异较大;行波效应增大桥墩变形和墩底应变,其影响程度随视波速和墩梁约束的不同而有差异,且桥墩墩底较墩梁固结处对行波效应更为敏感;局部场地效应增大桥墩变形和墩底应变,且其对中墩和边墩以及墩底和墩梁固结处的影响有所不同;同时考虑行波效应和局部场地效应,桥墩的动力响应较一致激励以及单独考虑行波效应和局部场地效应时有所增大。因此,在长大桥梁地震响应精细化分析中必须考虑地震动空间效应。     

基于多点激励的大跨径高墩连续刚构桥行波效应分析

依托跨径布置为(68+128+68)m的某铁路预应力混凝土连续刚构桥,采用通用有限元软件建立空间动力模型研究了该桥的动力特性,对该桥在一致激励和行波效应下的内力和位移进行了对比分析。多点激励作用下的位移结果比一致激励作用下的结果大,并且随着波速的增大而逐渐逼近一致;行波效应对主墩墩顶和墩底截面的弯矩和剪力的影响明显。研究成果可为大跨径高墩铁路连续刚构桥的抗震设计提供参考。     

地震行波效应对大跨连续刚构桥主动控制的影响

为了探讨地震行波效应对大跨桥梁主动控制地震反应和减震效果的影响规律,推导了地震动多点输入下大跨度桥梁的主动控制计算方法,对一座四跨连续刚构桥梁进行了具有不同视波速的行波输入下的主动控制计算分析,并与地震动一致输入下的计算结果进行比较。结果表明,行波效应对该大跨连续刚构桥梁的主动控制地震反应和减震效果影响显著,对主梁和桥墩均会在较低视波速地震行波输入时表现出不利影响,且对高墩的不利影响大,对低墩的不利影响小。行波效应对纵桥向主动控制的减震效果具有较大不利影响。为此,建议在确定主动控制系统的参数时应考虑地震行波效应的影响以确保控震效果。     

考虑行波效应的高墩刚构-连续梁桥地震响应分析

文章针对高墩刚构-连续组合梁桥这种特殊结构形式,以某跨度为48 m+5×80 m+48 m的刚构-连续组合梁桥为工程背景,利用ANSYS通用有限元软件,通过大质量法(LMM)求解了行波激励下该桥的地震响应,探讨了行波波速对结构地震响应的影响规律。分析结果表明:行波效应对刚构-连续组合梁桥活动墩的地震响应无影响,而对刚构墩的地震响应影响很大;刚构墩的内力响应随行波波速的增加并非呈单调递增或递减的关系;地震动的频谱特性对桥梁的地震响应影响很大。     

不同三维尺寸双层柱面网壳的行波效应影响

为了探究高通滤波的最佳截止频率及大跨空间结构三维尺寸与行波效应的关系,采用时程分析法对不同三维尺寸双层柱面网壳进行多点输入与一致输入的对比分析,研究结构间的地震响应规律.结果表明:截止频率不小于0.1Hz的高通滤波可有效消除原始地震记录的零线漂移现象,而引起结构最大地震响应的最佳截止频率各不相同;行波效应对横杆及腹杆无明显不利影响,对纵杆不利影响较大,下弦纵杆内力普遍极小而上弦纵杆内力较大;结构高度或跨度增大会减小行波效应的影响程度,但行波效应与结构高跨比无直接关系,且行波效应影响范围与结构高度有关而与跨度基本无关;结构长度增加会增大行波效应的影响程度及影响范围.可见,高通滤波的最佳截止频率在不同应用中需具体分析但不宜小于0.1Hz,分析此类结构行波效应仅需针对上弦纵杆,而行波效应对结构的影响与三维尺寸及支承方式均有关.     

双层柱面网壳需考虑行波效应的临界视波速分析

为了探究大跨空间结构需考虑行波效应的临界视波速，采用时程分析法对不同结构形式、不同几何尺寸的双层柱面网壳进行多视波速多点输入与一致输入的对比分析，研究结构间的地震响应规律。结果表明：任何视波速下的行波效应对横杆及腹杆无明显不利影响，对纵杆不利影响较大，且下弦纵杆内力普遍极小而上弦纵杆内力较大；支座间距的改变对行波效应有较小影响，而视波速对行波效应的影响与结构形式、结构几何尺寸等变量有关。可见，分析此类结构行波效应仅需针对上弦纵杆，而任一结构需考虑行波效应的临界视波速皆需单独分析。     

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。     

异型钢拱桥地震反应的行波效应

异型拱桥的地震反应不同于常规拱桥,具有明显的空间耦合效应,利用有限元理论对张家口通泰大桥的空间抗震性能进行了研究,着重分析了纵向、竖向和横向三向地震波传播效应对该桥地震反应峰值的影响,为该类型桥梁的抗震分析提供了一定的参考依据。研究结果表明,在纵向、竖向行波效应下,结构控制截面的内力均有明显的变化,横向行波效应下结构控制截面内力变化较小,但内力的峰值明显要比纵向、竖向输入产生的结果要大。     

大跨度机库结构多点输入地震反应分析

采用时程分析法,对位于首都机场的北京A380机库和西安飞机总装厂房两个大跨度维修机库结构进行考虑行波效应的多点输入地震反应分析,并与一致输入的结果进行对比,考察多点输入以及不同视波速和不同地震波对两个机库屋盖杆件内力的影响.分析结果表明:多点输入对屋盖杆件内力的影响与结构本身的形式关系较大;行波效应大的杆件主要分布在网架中弦的长边跨中附近;不同地震波作用下,行波效应影响系数较大的杆件位置有所不同,但杆件数量分布规律基本相同.分析结果对于大跨度机库结构抗震设计考虑行波效应有指导意义.     

某高速铁路矮塔斜拉桥的地震响应分析

文章以一座主跨为160 m的双塔三跨预应力高速铁路混凝土矮塔斜拉桥为研究对象,对其进行动力学特性分析,获得了结构的振型、固有频率、振型参与系数等相关参数。建立了塔、墩、梁固结结构体系,在该结构体系动力学模型的基础上,对桥梁结构进行了时域上的动态响应分析,进一步采用相对运动方法对桥梁结构施加多点激励来模拟地震工况,计算结构在地震激励下的动态响应,揭示行波效应对桥梁结构塔、梁等关键部位动力学特性的影响。结果表明：地震作用最强烈的阶段为开始前7 s内,之后会逐渐减弱。与一致激励分析结果相比,多点激励对主塔、墩底内力结果影响较大。文章为桥墩延性设计提供了依据,多点激励分析显示行波效应对结构地震响应有很大影响,特别是在大跨桥梁设计时不能忽视。     

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。     

大跨度多塔斜拉桥行波效应分析

为研究行波效应对大跨度多塔斜拉桥地震反应的影响规律,文章选取某大跨度四塔公铁两用斜拉桥为研究对象,利用时程法计算结构在不同波速下的地震响应,并与一致激励的情况做对比分析。结果表明,在低波速段结构的纵向位移响应表现出增大趋势;一般在波速约为500 m/s时会产生的结构内力最小值;不同波速下边塔和边主墩的内力响应波动更加剧烈,在低波速段,边塔内力有减小趋势,而边主墩、中塔和中主墩内力有增大趋势。在进行桥梁抗震设计时,有必要考虑低波速状态下的行波效应对结构地震响应的影响。     

基于行波效应的顺桥向非一致激励刚构桥位移响应分析

地震发生时,高墩大跨连续刚构桥各支承点所受激励不同,动力响应特性较一致激励情况有较大差别。以812m高墩大跨连续刚构桥为例,推导非一致激励下的结构运动方程,运用Midas Civil软件建立数值模拟进行分析,选取模型实测记录的地震波时程数据,考虑行波效应的非一致激励地震动输入。研究成果表明:一致激励和考虑行波效应的顺桥向非一致激励响应效果差别较大,刚构桥各关键节点处的顺桥向位移响应与视波速具有显著相关性;无论波速大小,相对位移峰值明显大于位移峰值差,采用位移峰值差表征不同节点间最大相对位移会低估不同节点间相对位移响应。     

山区高墩大跨连续刚构桥的风荷载效应研究

山区的地形地貌复杂,局部风的特性与平原区相比有较大差异,连续刚构桥主梁迎风面积较大,作用在桥梁结构上的风荷载很大,而最大双悬臂状态是施工期的最不利的抗风状态,因此深入研究山区桥位风环境与风荷载是山区高墩大跨连续刚构桥悬臂施工期抗风设计的前提。本文以跨径95+190+95m、最大墩高136m的在建麻昭高速公路熊家沟特大桥实际工程为背景,分析了山区高墩大跨连续刚构桥悬臂施工期的风致响应特点,提出了悬臂施工期横桥向等效风荷载计算方法,计算了墩底横桥向剪力和弯矩,探讨了山区桥位风环境及高墩大跨连续刚构桥风效应。     

壁厚对双肢薄壁墩温度场及温差效应的影响分析

为了研究处于自然环境条件下的高墩大跨混凝土结构,在日照温度荷载作用下产生的温度应力和变形,并由此引起的桥墩裂缝,以洺水大桥105.09m的高墩为工程背景,基于ANSYS的二次开发功能,编制了专用程序用来分析空心墩结构的温度场和温差效应,对不同壁厚矩形双肢薄壁墩的温度场及温差效应进行了仿真分析。     

三跨飞燕式异型钢管混凝土拱桥地震反应及控制

利用ANSYS有限元软件,计算并分析了某三跨飞燕式异型钢管混凝土拱桥的动力特性和一致激励与行波激励下的动力响应,并对拟安装在桥上Lock-up装置的减震效果进行了评价.研究表明,纵向和竖向联合输入下结构的动力反应明显高于纵向和竖向单独输入工况;横向地震激励时,拱肋出平面位移及内力均很大,但可以不考虑行波效应的影响;纵向...     

行波效应对高墩桥防地震碰撞的影响

采用有限元软件OpenSEES建立某高墩桥梁的三维有限元模型.并采用三维输入地震动的方式,通过对比分析一致及一致输入条件下,高墩桥梁纵桥向主梁的加速度和轴力、支座变形、墩底弯矩以及各墩墩顶位移情况,研究行波效应对高墩桥梁地震碰撞控制的影响.