非规则钢筋混凝土高墩连续刚构桥地震易损性分析

为了研究非规则钢筋混凝土高墩连续刚构桥的地震易损性,文章以某采用不等高钢筋混凝土高墩的大跨连续刚构桥为研究对象,基于Open Sees软件建立全桥有限元模型,并将地震波输入有限元模型进行增量动力非线性分析,确定易损性曲线。研究表明:碰撞效应降低了2#墩(矮墩)和3#墩(高墩)在各损伤阶段的损伤概率,并且2#墩的损伤概率对地震荷载敏感性更强。在采用不等高钢筋混凝土高墩的非规则钢筋混凝土高墩连续刚构桥抗震设计中,应重视矮墩的抗震性能设计,并综合考虑矮墩和高墩的墩高差对桥梁地震易损性的影响。     

不同结构形式相邻桥联地震响应分析

在高墩大跨连续刚构桥中,引桥部分常采用普通的连续梁桥,相对于高墩大跨连续刚构桥,普通连续梁桥的自振频率较高,导致相邻桥联的动力性能差异较大,连接处在地震作用下可能出现严重破坏。针对上述问题,建立高墩大跨连续刚构桥的有限元模型,考虑与其相连的连续梁引桥,对主桥和引桥及过渡桥墩进行弹塑性动力分析,重点考察相邻桥联连接处的地震表现。分析表明,由于相邻桥梁的动力特性差异巨大,相邻桥联在地震作用下的变形幅值、相位差异巨大,地震作用下高墩大跨连续刚构桥的变形幅值远远超过连续梁桥,相邻桥联的主梁有可能出现撞击,过渡墩上支座也可能出现严重破坏。     

不同入射角下高墩连续刚构桥地震相应分析

采用Lanczos法对高墩连续刚构桥进行模态分析,并在此基础上将Kobe波分别以0°、15°、30°入射,研究了地震波入射角度对高墩连续刚构桥地震响应的影响。结果表明:高墩连续刚构桥对地震波入射角度的变化极其敏感。随着地震波输入角度的增大,除桥墩轴力小幅减小外,桥墩的内力及墩顶纵向位移均大幅度增加,增幅均在20%以上。在桥梁抗震设计中,地震波入射角度对结构抗震性能的影响应引起设计者的高度重视。     

基于双重破坏准则的高墩大跨曲线连续刚构桥抗震性能研究

为了在高墩大跨曲线连续刚构桥抗震性能分析中综合考虑变形及能量两方面因素,本文提出基于双重破坏准则并结合钢筋混凝土损伤理论的结构抗震性能评估方法。通过MIDAS与ABAQUS通用有限元软件对一座曲率半径为1500m的预应力混凝土曲线连续刚构桥进行抗震性能分析,研究其在不同地震波及不同激励方向下的动力响应,并得到结构在各工况下的抗震耗能能力安全系数。研究结果表明:基于双重破坏准则的结构抗震性能评估方法能够简便、直观地反映出高墩大跨曲线连续刚构桥抗震耗能能力大小与安全储备。可为今后桥梁结构抗震性能的分析提供参考。     

大跨高墩连续刚构桥墩型选择及稳定性分析

为掌握大跨高墩连续刚构桥稳定性与桥墩类型之间的关系,基于空间有限元法,采用MIDAS CIVIL建立某大跨高墩连续刚构桥的有限元模型,分析了在自重、汽车等荷载作用下不同桥墩形式对施工阶段、成桥阶段稳定性的影响。分析表明,对于大跨高墩连续刚构桥,增加壁厚、设置系梁、选择抗推刚度大的墩型有利于提高桥梁稳定性,但也会影响受力性能、施工难度、性价比等因素,因此需综合多种因素分析桥墩的稳定性问题。     

大跨径高墩连续刚构桥地震反应分析

随着我国交通事业的发展,公路刚构桥特别是高墩大跨连续刚构桥在桥梁工程领域得到了迅猛的推广和发展,随之高墩大跨连续刚构桥的地震响应分析问题也日益凸显。文章结合某工程案例,采用通用有限元程序ANSYS,建立全桥空间有限元模型,进行结构地震反应分析,得到此类桥梁的地震响应规律,为连续刚构桥的抗震设计提供参考,为设计人员建立合理的抗震体系,采取有效抗震措施提供依据。     

库区深水连续刚构桥抗震性能研究

以深水高墩连续刚构桥为例,分析水体对桥梁地震响应的影响,验证了水体对深水高墩连续刚构桥地震响应的影响不容忽视,且内域水是主要影响因素;分析罕遇地震水平地震反应,验证了桥墩的变截面设计能够实现塑性铰仅出现在墩顶的期望,避免了塑性铰出现在位于深水区的墩底以及由此导致的震后修复工作困难过大、费用过高的问题;进行了液体黏滞阻尼器参数分析与比选,实现了以较小的经济代价保持桥墩弹性,提高结构抗震性能的目的。     

高烈度震区连续刚构桥抗震性能研究

高烈度震区大跨度高墩连续刚构桥具有地震力强、上部结构质量重、桥墩柔度大等特点,桥墩作为主要延性抗震构件,合理的设计直接关乎桥梁的正常运营与人员生命安全。为确定桥墩结构形式对大跨径高墩连续刚构桥抗震性能影响,以拟建乐山至西昌高速公路马边至昭觉段S1标段为研究对象,采用数值仿真技术对比分析独柱薄壁墩、双肢柔性薄壁墩2种桥墩结构形式对结构抗震性能的影响。得到2种结构形式的优势及应用特点,为相似的工程提供借鉴。     

大跨径连续刚构桥地震反应分析

洛河特大桥是一座高墩大跨径连续刚构桥,该桥的跨度和墩高已经远远超出了我国现行公路工程抗震设计规范所规定的桥梁跨径、墩高的适用范围。因此对该桥的抗震性能分析主要采用动态时程分析方法,考虑桩-土相互作用以及地震波多点激励与行波效应,分别建立模型进行计算分析。     

大跨度连续刚构桥双柱墩系梁抗震影响因素分析

为研究大跨度连续刚构桥双柱墩的抗震性能和墩身系梁对桥梁抗震的影响,以青龙涧特大桥上跨陇海铁路立交涉铁工程大跨度连续刚构桥为背景,采用MIDAS有限元软件分别建立不同形式全桥有限元分析模型,进行E1、E2地震作用下的反应谱分析、时程分析和E2地震作用下桥墩延性抗震分析。结果表明：在E1地震作用下桥梁均未进入延性,各模型全桥完全处于弹性阶段,桥梁特征部位响应满足抗震需求,在E2地震作用下,墩底出现塑性铰区域,墩顶位移能力满足需求。对于长细比较大的桥墩,横系梁的设置会增大桥墩横向刚度并改善墩柱自身的弯矩分布,对桥梁抗震有利。在桥梁进入延性抗震阶段时,增设横系梁会减少墩顶位移,在满足延性抗震需求的情况下对桥梁稳定性有利。     

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。     

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。     

地震作用下高墩大跨连续刚构桥的弹性动力稳定性能研究

以最高墩为179m的高墩大跨连续刚构桥-龙潭河特大桥为例,通过有限元程序ANSYS,采用时程分析与特征值屈曲分析相结合的方法对该桥在地震作用下的弹性动力稳定问题进行了研究。文中讨论了不同地震波输入方向、阻尼比以及不同约束条件对该桥第一类动力稳定问题的影响,得出了该桥的最不利地震输入方向、弹性稳定临界荷载及失稳模态,并评价了该桥的抗震性能。     

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。     

桩土作用下连续刚构桥动力特性分析

以欧拉弹性理论为基础,桩土作用为桥梁结构影响因素,运用空间有限元法对昆明某高墩大跨径连续刚构桥进行动力特性分析。计算结果表明,在动力特性方面,桩-土效应对高墩大跨连续刚构桥有着十分显著的影响。因此在进行高墩大跨连续刚构桥的动力特性分析时,考虑桩-土作用是十分必要的。     

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。     

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。     

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。     

连续刚构桥抗震性能影响因素分析

为研究桥墩高度对桥梁抗震性能的影响,以某95 m+180 m+95 m连续刚构桥为例,分析了桥墩高度对桥梁抗震性能的影响。建立了考虑边跨支座处的弹性约束作用以及基础和地基的影响的数值模拟有限元模型,并进行了结构地震响应分析,得到了桥墩高度对桥梁刚度和位移的具体影响,有助于了解连续刚构桥的动力特性以及对连续刚构桥设计进行针对性优化。     

考虑主余震序列的高墩刚构桥地震易损性分析

基于主震和余震的统计关系以及多性能极限状态的相关性理论,提出了考虑主余震序列的桥梁系统地震易损性评估方法。该方法可以较全面地考虑余震对桥梁地震易损性分析的影响,同时又可避免用桥墩局部易损性代替系统易损性产生的较大误差。以一座典型双肢薄壁高墩高构桥为例,建立了其考虑余震作用的系统地震易损性曲线,并将结果与仅考虑主震作用的易损性曲线对比。结果表明:评估高墩刚构桥地震易损性时,宜考虑主余震序列,否则将高估其在各级地震下的抗震性能,此现象对严重损伤、完全破坏情形尤为明显;主震震级越大,余震对高墩刚构桥地震易损性影响越强烈;即使高墩刚构桥在主震中仅发生轻微损伤,但在余震中倒塌的可能性仍然很高。