桩——土共同作用时连续梁桥隔震时程分析

结合一座9跨连续梁桥的工程设计实例,建立了梁体、桥墩和基础共同工作的空间有限元分析模型。选取3种桥梁支座形式,用不同单元来模拟其恢复力模型;并分别沿该桥顺、横桥向输入ElCentro波进行时程对比分析。分析表明:采用铅芯橡胶支座能延长结构的周期,减小桥墩底部的弯矩和剪力,并使剪力得以合理分配,同时梁体位移也不致过大,是一种有效的隔震装置。     

E型钢阻尼支座在桥梁抗震中的应用

本文介绍了 E 型钢阻尼支座,并以一座三跨连续梁桥为例,建立了有限元模型,利用 sap2000对其进行了非线性时程分析。结果表明,E型钢阻尼支座有效消减了地震产生的能量,减小了桥墩的剪力和弯矩,在减震方面具有优越性。     

大跨连续梁桥局部顶升工艺有限元分析

局部顶升修复梁底缺陷、更换支座时,主梁的内力、线形均会发生改变,因此以一大跨连续梁桥为例,介绍了顶升时梁体内力的有限元分析方法,以确保施工过程安全。首先,建立全桥平面有限元模型获取成桥内力,并以梁体不出现拉应力为控制条件施加强迫位移,分析各墩顶升量的上限值;然后分别建立墩顶梁段、桥墩局部空间有限元模型,并施加顶升时相应的支座反力,计算、校核顶升、落梁时的安全性。     

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。     

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。     

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。     

采用拉索模数伸缩缝的连续梁桥地震响应

针对多跨连续梁桥在地震作用下发生的落梁和碰撞等震害,采用了拉索模数伸缩缝限位装置。对拉索模数伸缩缝的工作原理及其有限元模拟进行了简单的介绍;以一座典型的三联连续梁桥为背景,建立了该桥有限元模型;分析了不同场地、烈度条件下该桥3种体系的地震响应:联间相对位移、墩梁相对位移和墩底剪力。结果表明:在不同场地、烈度下,拉索模数伸缩缝能有效限制联间梁体的相对位移,避免碰撞发生;同时,将拉索模数伸缩缝与拉索支座结合的体系不仅能够限制联间和墩梁相对位移,而且使地震力在各个墩的分布更加均匀,真正实现了力与位移的完美协调。     

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。     

矮墩桥梁的抗震设计与计算

以3×30m连续梁桥为例,在桥墩高度为5m时,建立该桥的三维有限元模型。桥梁主梁和桥墩通过弹性连接来模拟桥梁支座,考虑土和桩基的相互作用,通过土弹簧来模拟,并在桥梁横向和纵向两个方向输入地震作用。采用反应谱法进行分析。     

多维地震动作用下曲线连续桥梁地震易损性研究

基于OpenSees有限元平台建立三类曲线连续梁桥,对算例桥梁进行三向平动地震动作用下的增量动力分析,并采用概率性地震需求分析方法绘制三类曲线连续桥梁关键构件的地震易损性曲线。结果表明在地震作用下,曲率半径小的单弯曲线连续梁桥比曲率半径大的单弯曲线连续梁桥损伤概率稍大;S型曲线连续梁桥相对于单弯曲线连续梁桥在桥墩横桥向损伤概率更大,且在多遇地震地震动加速度峰值(PGA=0.2g)以内,支座损伤概率较大。     

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。     

曲线箱梁桥空间预应力效应分析

曲线箱形梁桥是空间复杂受力的结构体系,预应力效应一方面能提高构件的承载能力,另一方面也可能对结构带来一些不利的影响。采用三维实体单元和杆单元相结合的空间组合有限元方法,对一座两跨曲线预应力混凝土箱形连续梁桥进行空间受力分析。针对曲线箱形梁的力学特点,对空间曲线钢束摩阻损失的计算方法进行分析。采用组合有限元法和简化方法分析预应力径向力对箱梁腹板的作用效应,比较两者的计算结果差异。采用两种计算模型,分析了预应力对支座受力的影响,对径向支座间距设置和改善支座受力的方法进行了研究。根据预应力效应的分析结果,得到了一些有益的结论,为进一步完善曲线预应力混凝土箱梁桥的设计提供了依据。     

临时拉力装置在桥梁支座应急更换中的应用

在连续梁桥中,边墩支座失效会导致桥梁受力体系改变,带来重大的安全隐患。如何在不影响桥面交通的情况下,对失效桥梁支座进行维修或更换应急处理,恢复桥梁的受力状态是桥梁安全维护和加固设计的一个重要课题。本文结合北京市某三跨连续梁桥的边墩支座应急抢险,设计了一种新型支座更换临时拉力装置,在不中断交通的前提下实现支座的更换,且可精确控制桥梁边墩反力,具有安全可靠、安装方便、可重复利用等优点,可为同类桥梁支座应急抢险及支座更换提供参考。     

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.     

Design of Rupture Strength of Side Blocks in Elevated Steel Girder Bridges with Elastomeric Bearings

Elastomeric rubber bearings with side blocks have been extensively used as a seismic response-control device in steel girder bridges in Japan. In real scenarios, the behavior of the girder bridges with elastomeric bearings are usually complex because of the complex mechanism by which the seismically induced inertia forces at concrete deck transmits to the girder bearings. Therefore, it is important to carry out seismic response analysis of a whole bridge system considering the interaction between different structural components in order to check the performance of the side blocks during an event of severe earthquakes. The objectives of the present study are to develop a detailed three-dimensional finite element (FE) model of an elevated girder bridge system and to propose a design rupture strength for the side blocks. The FE-model is constructed based on an existing plate girder bridge considering the effect of concrete slab, girders, stiffeners, rubber bearing, pier and the damage control by the side blocks. A sequence of seismic response analysis is then performed using four different rupture forces of the side blocks by considering the Level-2 design earthquake, the 1995 Kobe earthquake and the 2016 Kumamoto earthquake. The analytical investigation reveals that the side blocks should be designed to withstand a horizontal force of at least 1200 kN in order to prevent the rupture of the side blocks and to mitigate damage of bridge piers. Moreover, the damage to the critical parts of bridge superstructure can be mitigated by strengthening the side blocks. Based on the analysis results, a retrofit plan to strengthen the side blocks of existing girder bridges is proposed.

     

自复位单向摩擦阻尼器梁桥数值#br# 模拟及混合试验

传统梁桥在地震作用下,支座容易产生较大的残余变形。针对这一问题提出将传统梁桥支座替换为聚四氟乙烯滑板支座,并在主梁和盖梁之间安装自复位单向摩擦阻尼器,形成自复位单向摩擦阻尼器梁桥。首先,将有预加力的自复位单向摩擦阻尼器等效为一个无预加力的阻尼器单元和一个无耗能能力的双线性弹簧单元组成的并联体系,采用OpenSees模拟其本构关系。进一步,以一4跨自复位单向摩擦阻尼器连续梁桥为对象,对其进行地震动记录输入下的动力分析,同时,将桥梁1#墩的阻尼器和支座作为试验子结构,其他部分作为数值子结构进行混合试验,考察地震作用下的桥梁位移和内力响应。数值分析和混合试验的结果对比表明：文章对阻尼器的等效处理是合理的且自复位单向摩擦阻尼器梁桥具有良好的隔震和自复位能力。     

滑动摩擦支座隔震桥梁地震反应分析

多滑面摩擦隔震支座具有刚度和阻尼的自适应性,在基于性能的桥梁抗震设计中有广泛的应用前景。本文以某近海连续梁桥为工程背景,考虑海洋软土条件,应用p-y法模拟桩-土相互作用,通过单摩擦摆（FPS）串联组成多滑动面摩擦摆支座（MFPS）模型,并建立全桥有限元模型。采用反应谱法和快速非线性分析（FNA）两种方法,对设置单滑面摩擦摆支座和多滑面摩擦摆支座的两种不同支座的隔震桥梁体系进行地震响应分析。对比分析两种方法得到的两种隔震桥梁结构的支座滞回性能和墩底剪力等的地震响应规律。研究结果表明,两种支座均具有较好的隔震效果,采用MFPS支座的桥墩的地震响应比FPS支座有所减小,且具有较大位移能力。     

江苏淮河大桥主桥设计

淮河大桥主桥为50+3×80+50m预应力混凝土连续箱梁,该桥主要设计特点为纵向预应力索,只有顶底板索,无腹板下弯索,制动墩设隔离支座,本文介绍了该桥的设计概况。结论特点,预应力体系及合拢措施等内容。     

矮墩大跨连续梁体系桥纵向减隔震设计

以上海大治河桥为实例,分析了矮墩、大跨连续梁体系桥的结构动力特性与地震易损性一般规律。重点探讨了矮墩、大跨连续梁体系桥的纵向地震响应规律与合理抗震设计,并指出了该类桥梁不适宜按延性抗震进行设计。按结构纵向约束要求,提出了采用E型软钢阻尼器组的减隔震设计方案,并给出了具体的设计参数。从非减隔震设计与减隔震设计方案的结构抗震性能对比分析结果可以看出,减隔震设计体系可以有效缓解纵向固定墩支座、墩身以及基础地震惯性力大、构件能力匹配关系难以满足能力保护设计的特点,是矮墩、大跨连续梁体系桥纵向抗震体系的理想解决方案。     

小半径钢筋混凝土曲线梁桥的支座设置

支座的设置形式对曲线梁桥的受力很重要。阐述了小半径曲线梁桥的总体设计、力学特征和产生事故的主要原因。然后结合A15工程对小半径钢筋混凝土曲线梁桥支座的设置研究,说明连续曲线梁桥的扭矩分布可以通过调整支座预偏心加以改进。