减隔震装置作用机理及其在大跨度连续梁桥中的应用

分别介绍了三种减隔震装置的工作原理,并结合一个工程实例对减隔震装置在大跨度连续梁桥中的应用进行了探讨,对这三种减隔震装置的减震效果进行了分析.分析结果表明,将固定盆式支座换成摩擦摆支座,并在活动墩上采用粘滞阻尼器或Lock-up装置,能够在可控墩梁相对位移下有效减小固定墩所承受的地震力,改善结构的抗震性能.     

连续梁桥固定墩减震设计方法研究

强震作用下,连续梁桥在固定墩发生屈服后,由于桥墩屈后刚度较小,整桥系统在纵桥向缺乏足够的恢复力机制,近似处于一种随遇平衡状态,震后固定墩可能发生较大的残余塑性变形。对连续梁桥固定墩减震设计方法进行探讨,介绍双曲面球型减隔震支座的构造特点、工作机理及安装方法,在此基础上提出一种新的减震方法,即将活动墩上的普通活动支座改为双曲面球型减隔震支座,利用该支座能提供可靠稳定的摩擦耗能以及能帮助上部结构回到平衡位置的特点,对固定墩进行减震设计。结合高烈度区某三跨连续梁桥,分别研究工程中经常采用的设置阻尼器方法以及本减震方法的减震效果,分析两种减震方法的不同参数设置对减震效果的影响。将阻尼器减震方法和本减震方法的减震效果进行比较。结果表明:本减震方法能有效地减小固定墩塑性变形、控制活动墩墩梁相对位移、提高结构抗震性能;明显优于传统阻尼器方法,可供工程实践参考。     

唐津高速公路永定新河大桥减隔震设计介绍

本文根据活动盆式支座和弧形钢板条的减、隔震原理,通过对永定新河大桥主桥的抗震非线性分析,采用了弧形钢板条耗能器和活动盆式支座组合体系作为抗震设计的措施。计算表明,该体系取得了理想的减震、耗能效果。这种抗震设计思想对高烈度地区的大跨径连续梁桥设计具有现实意义。     

连续梁桥耗能减震设计新方法

通常,连续梁桥梁体的质量比较大,这样无疑要加大桥墩及桩的尺寸来抵御地震作用。本文提出的关于连续梁桥减震设计的构思,是利用耗能减震原理和支座功能分离的思想,采用防屈曲耗能支撑来承受并减小连续梁桥巨大的纵向水平地震力,而支座只承受竖向力,使得连续梁桥更有效的抵御地震作用。     

高烈度区采用拉索减震支座的大跨连续梁抗震性能分析

基于拉索减震支座的减震原理,采用非线性弹簧单元Combin40与Combin39并联模拟拉索减震支座,以某实际预应力混凝土连续梁为工程背景,利用ANSYS软件建立了三种支座布置形式的计算模型并进行了比较,结果表明,采用此类支座能有效减小连续梁中固定墩墩底地震内力,同时墩梁相对位移也在可控范围内。     

支座摩擦效应对大跨度连续梁桥的受力影响

大跨度桥梁由于恒载较大,纵向滑动墩支座处往往存在较大的滑动摩擦力,同时由于其结构体系相对较柔,在地震作用下支座相对位移一般也较大,由此产生的摩阻耗能效应将可能对结构的抗震性能产生较大的影响.针对典型大跨度连续梁桥,应用非线性时程地震反应分析方法,研究了不同场地类型地震输入下,连续梁桥纵向活动支座摩擦效应对连续梁桥地震反...     

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。     

淮河特大桥抗震分析研究

采用SAP2000程序，对铁路淮河特大桥进行了反应谱分析和时程分析，分析表明地震力不控制主梁结构设计，但地震力直接作用于墩底，须对连续梁的墩底进行抗震应力验算，连续梁桥的支座承担较大剪力，建议采用抗震支座，以策安全。     

横向抗震体系对大跨度自锚式悬索桥地震反应的影响

大跨度自锚式悬索桥的横桥向常规体系为固定约束体系,而在中高地震烈度区,常常需要采用减震体系来减小桥梁的地震反应。本文以济南凤凰路黄河大桥这一典型大跨度三塔自锚式悬索桥为背景,通过对比减震体系与固定约束体系的地震反应、惯性力传递路径,以及减震体系的减震效果及耗能特性,分析横向抗震体系对大跨度自锚式悬索桥地震反应的影响。结果表明:对于大跨度自锚式悬索桥,减震体系可以大幅减小桥面系的地震惯性力,从而有效减小从墩梁、塔梁连接处传递的惯性力来降低下部结构地震需求;不同抗震体系中通过缆索体系传递的地震惯性力差别较小,且均可忽略;减震装置的滞回耗能效果理想,滑动支座对耗能贡献可忽略。     

高烈度区连续梁桥的地震响应特性研究

以一3跨连续梁桥为背景,对高烈度区采用普通盆式支座桥梁的地震响应及铅芯橡胶支座的隔震效果进行研究。采用不同地震加速度峰值的地震波作为地震输入对结构进行非线性时程分析,分别研究了高烈度区连续梁桥的地震响应特性,以及高烈度区盆式支座和铅芯橡胶支座桥梁地震响应差异。结果表明:在高烈度区桥梁会产生更大的地震响应,主梁、桥墩和支座的地震响应明显增加;使用铅芯橡胶支座能够较好地达到减震目的,除支座位移和主梁位移外,桥墩响应和支座剪力均明显减小。在高烈度区,铅芯橡胶支座依然可以发挥减震作用,其减震效果甚至会优于在低烈度区的使用。     

汶川地震动衰减特性及其大跨高墩连续刚构桥的地震响应规律

为分析不同断层距下,汶川地震动对大跨高墩连续刚构桥的作用效应演变规律,收集了全国129个汶川主震地震台站记录。从工程地震学角度,分析了汶川地震动记录强度指标的衰减特性,总结了PGA、PGV和反应谱的衰减规律。以庙子坪大桥主桥为工程背景,构建了两类不同墩高形式的大跨连续刚构桥梁样本组,对两类桥梁自振周期的代表值进行了对比讨论和分析|基于反应谱分析,拟合得到两类桥梁响应谱随断层距变化的峰值响应曲面,讨论了不同断层距,大跨高墩连续刚构桥的响应特点。研究表明,不同断层距的大跨高墩连续刚构桥梁的地震响应具有明显差异,近断层地震响应明显强烈。研究成果可为大跨高墩连续刚构桥的桥墩布置形式和桥址选择提供借鉴和参考。     

应用MRF-04K阻尼器的大跨连续刚构桥地震反应的半主动控制

应用最近设计制作的MRF-0 4K型磁流变(MR)阻尼器对大跨连续刚构桥的地震反应实施半主动控制。首先建立了多支承不同步地震激励下大跨连续刚构桥的运动方程,并基于瞬时最优控制算法建立了大跨连续刚构桥地震反应控制的计算方法,数值仿真分析了某四跨预应力混凝土连续刚构桥在不同控制策略下地震反应的控制效果,结果表明当在该连续刚构桥的两端各安装5 0个MRF-0 4K阻尼器,中墩墩顶水平位移降低7 0.4%,中跨跨中竖向位移降低7 7.7%,边跨跨中竖向位移降低6 6.0%。最后得出结论:应用MRF-0 4K阻尼器能使多支承不同步地震激励下大跨连续刚构桥的地震反应得到有效的控制,主动控制效果明显地高于被动控制效果,且半主动控制能取得理想的控制效果,即使地震发生时半主动控制系统失效,同样可以取得理想的控制效果,从而为MRF-0 4K阻尼器的工程应用提供了理论依据。     

基于不同隔震体系的预制拼装桥墩桥梁结构 地震响应分析

为了研究预制拼装桥墩桥梁结构的地震响应,基于OpenSEES有限元分析软件建立墩顶隔震和墩底隔震的预制拼装桥墩连续梁桥分析模型; 通过分析桥梁模型在3组不同强度、不同特性地震动激励下的动力特性、位移、内力、残余位移、预应力筋预应力、接缝压力等参数的变化,对隔震体系的隔震效果进行评估并给出了墩底隔震桥梁的设计建议。结果表明:预制拼装桥墩连续梁桥采用墩顶隔震体系和墩底隔震体系均可以大幅减小桥梁在地震中的位移和内力,延长桥梁自振周期; 采用墩梁固接、墩底隔震的桥梁结构相比于直接采用隔震支座连接墩梁的桥梁结构具有更长的自振周期、更小的震中位移和墩顶残余位移,表现出更好的隔震效果,在大地震中墩底隔震体系隔震优势更加明显; 采用墩底隔震体系的桥梁预制拼装桥墩会有更大的预应力变化、预应力损失和接缝竖向压力,因此隔震支座也应具备更高的性能。     

连续梁桥减、隔震体系的优化设计

本文根据连续梁桥减、隔震体系设计的特点,建立了桥梁减、隔震体系优化设计公式,实现了应用结构最优化设计理论设计桥梁减、隔震支座动力控制参数,使得桥梁墩、台所受到的地震水平力最小的同时满足小震作用下桥梁结构保持弹性;强震作用下减、隔震支座发生弹塑性变形耗散地震能量的减、隔震设计思想.通过编制的桥梁减、隔震体系优化设计程序,对连续梁桥减、隔震体系优化设计进行了算例分析,得出了一些有用的结论.     

连续梁桥桥墩横向地震力简化计算方法探讨

基于对连续梁桥中产生横桥向地震力的控制因素进行分析，提出一种基于反应谱理论的连续梁’横桥向桥墩地震力简化计算法，并采用算例验证了其精确性和适用性。结果表明该方法能适用于普通的连续梁桥，在较小的计算量下，其计算精度可基本满足工程应用的需求。     

大跨高墩曲线连续刚构桥荷载试验

与常规直线桥梁荷载试验不同,曲线连续刚构桥梁荷载试验有其独特的特点。结合某高速公路上一座大跨高墩曲线连续刚构桥的工程实例,介绍了荷载试验内容、试验方法和静、动载的理论计算,分析对比试验结果,并对该桥的结构性进行了评价,得出满足《大跨径混凝土桥梁试验方法》规定的结论。对同类曲线连续刚构桥梁荷载试验具有参考价值。     

简支梁桥横向地震反应研究

用有限元方法对简支梁桥的横向地震反应按全桥模型进行了计算分析,并与我国公路规范方法的结果进行了比较.讨论了桥长、主梁横向刚度、不同计算模型等因素对简支梁桥横向地震反应的影响.研究表明对于简支梁桥的横向抗震计算,应该采用全桥模型计算;我国现行公路及铁路抗震规范中的简化计算方法误差较大.     

考虑橡胶支座随机性下隔震与非隔震近海桥梁地震易损性对比

针对目前在隔震桥梁地震易损性分析中隔震支座性能参数随机性研究薄弱、从失效概率的角度开展隔震与非隔震桥梁对比研究缺乏的现状,详细统计分析了橡胶隔震支座力学性能参数的不确定性,建立了近海隔震与非隔震桥梁非线性动力分析模型。在考虑支座参数、地震动及桥梁结构不确定性的基础上,利用拉丁超立方抽样分别生成90个结构-地震动样本对。利用Sap2000有限元软件对每个样本对进行非线性动力时程分析,通过对大量数据的回归分析,得到桥墩、支座的易损性曲线,进而对隔震前后结构的地震易损性进行了对比分析。结果表明：在同一破坏等级相同地震作用下,非隔震桥墩的失效概率大于隔震桥墩,非隔震支座破坏的概率大于隔震橡胶支座|采用隔震技术后,桥墩发生严重破坏和倒塌的概率极低,震后可修复的概率很大|而非隔震桥墩发生严重破坏的概率最大,说明其震后可修复的概率很小而产生不可修复损伤的可能性极大。     

高烈度区斜拉桥横向约束方案优化分析

为了确定强震作用下斜拉桥合理的横向抗震约束体系,以可克达拉大桥为工程背景,采用非线性时程分析法,分析了4种横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系、位移相关型减震体系和速度相关型减震体系对强震区大跨度桥梁地震响应的影响,重点对钢阻尼器的屈服荷载和黏滞阻尼器的位置及相关参数进行优化分析,并与其他体系的地震响应进行了对比。结果表明：在强震作用下,对于大跨度桥梁横向滑动体系和全限位体系均不是理想的抗震体系;而在墩梁、塔梁之间设置减隔震装置可以有效减少横桥向的墩梁、塔梁的相对位移及地震剪力和弯矩;然而,从桥梁正常使用的角度来看,塔梁之间布设横向钢阻尼器装置优于黏滞阻尼器装置。     

钢管混凝土组合格构柱高墩大跨连续刚构桥动力特性分析

结合某山区高墩大跨连续刚构桥的动力特性分析,研究了钢—混凝土组合格构柱高墩连续刚构桥的动力特性分析方法,探讨了该类桥梁的动力特性结构行为及规律;在一定参数的基础上,研究了墩高、边界约束条件、曲线形式、曲线半径和横向连接系等参数的影响。计算结果为该类桥梁的抗风、抗震设计研究提供了分析基础。