弦支穹顶结构多维多点地震响应分析

本文研究了弦支穹顶结构在多维多点地震动激励下的响应情况,对40m、80m和120m跨度的弦支穹顶结构进行时程分析,列出了结构在不同视波速下三向及单向输入地震波行波激励下的地震响应,并与一致激励下的地震响应进行了对比分析。结果表明,考虑结构多维多点地震响应分析时,杆件内力随视波速的增大而减小,越来越接近一致激励下的杆件应力;且对弦支穹顶结构不同位置的杆件的内力值影响有所不同,相比单维多点输入,结构在多维多点地震动激励下的响应要大得多。因而,对于大跨度弦支穹顶结构,在计算地震响应时,必须考虑多维多点的影响,而且应对可能出现的地面视波速进行全面分析。     

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。     

大跨度斜拉桥多点激励地震反应分析

大跨度斜拉桥各地面支承距离较大 ,一致激励地震输入模式并不符合实际情况 ,应当考虑地震波有限波速传播所引起的行波效应以及部分相干效应和局部场地效应的影响。本文以主跨 1 0 1 8m的某在建大跨度斜拉桥为例 ,数值仿真分析了三种确定性地震波一致激励、行波激励以及随机地震动场多点激励作用下斜拉桥关键部位的地震反应 ,为该斜拉桥的工程设计提供了可靠的理论依据     

行波效应对大跨度斜拉桥地震反应的影响

以某大跨度斜拉桥为例,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,并计算分析了不同视波速的地震波作用下大跨斜拉桥的地震反应,给出了斜拉桥主梁跨中和塔底内力以及纵桥向位移的地震响应规律,并与一致激励作用下的结果做了对比,取得了一些有价值的结果,可为大跨斜拉桥的抗震设计提供参考.     

考虑行波效应的长距离钢栈桥地震响应分析

长距离大跨度结构进行地震响应分析时采用一致激励是不符合实际情况的.对长距离钢栈桥分别进行了一致激励和行波加载地震响应分析,结果表明行波效应对结构地震响应产生了明显的影响,但是对结构内力的影响并非都是不利的.行波效应对结构内力的影响程度与视波速密切相关,较小的视波速对结构内力的影响更为显著.在视波速为50m/s的行波加载下,最不利的结构内力较一致激励下增加了约20%.     

行波效应对不同结构体系多塔斜拉桥地震响应影响——以杭州湾六塔斜拉桥(嘉绍大桥)为研究案例

考虑地震波的行波效应,结合嘉绍大桥这一大跨度多塔斜拉桥的工程实例,利用ansys有限元数值分别模拟嘉绍大桥的基准体系模型、全固接体系模型以及全漂浮体系模型,采用动态时程分析方法,对比研究了不同结构体系在一致输入以及考虑行波效应的多点输入2种不同输入方式下的地震响应。研究结果表明,行波效应对斜拉桥结构内力有显著的影响,大跨度斜拉桥抗震性能分析必须考虑行波效应.且行波效应的影响与结构自身约束条件、视波速、构件位置及研究响应类型(位移与内力)等有较大关系。     

大跨斜拉桥非一致激励地震响应研究

以海南某拟建斜拉桥为例,计算了该桥的动力特性,分析了该结构在一致输入地震激励和非一致输入地震激励下的非线性地震响应。计算结果表明:与一致输入地震激励下的结构响应相比,在非一致输入地震激励下桥梁结构最大响应值均有不同程度的增大。考虑纵向行波效应时,结构的纵向位移以及关键部位的内力响应值增大,这些响应值将随着地震波波速的提高而减小,并逐步接近一致输入地震激励下的响应值。     

全漂浮体系双塔混凝土斜拉桥地震响应分析

本文以某主跨为370m的全漂浮体系双塔斜拉桥为工程背景,基于实测动力特性修正后的斜拉桥非线性有限元模型,分析了斜拉桥在不同频谱效应地震波作用下的地震响应特性,研究表明:修正后的双塔双索面全漂浮体系混凝土斜拉桥有限元模型可以较为准确的模拟实际桥梁的动力特性;卓越周期较大的Chi-chi单向地震波能引起工程背景斜拉桥较大的位移响应,而卓越周期较小的Lander-amboy波会引起工程背景斜拉桥较大的加速度响应;行波效应对斜拉桥的影响因输入地震波频谱效应的不同而不同,输入地震波的视波速越大,斜拉桥的地震响应特性与一致激励地震波输入的情况越接近。     

考虑行波效应的大跨度悬索桥地震响应分析

以润扬长江大桥为背景,建立结构有限元模型,考虑三种不同卓越周期地震波,分析行波效应对大跨度悬索桥地震响应的影响。在研究中,选用了近场地震波、远场地震波以及普通地震波,视波速从100~8000 m/s,共有9组数据。研究结果表明:考虑行波效应时,悬索桥地震响应与一致激励分析结果相比有一定差异,或增大或减小,这与所选地震波及视波速有关。在低视波速区间内,地震响应随视波速变化波动较大;当视波速大于某一值时,地震响应峰值逐渐接近一致激励的对应值。当地震波低频成分较为丰富,卓越频率与桥梁结构频率较为接近时,结构地震响应更大。     

行波效应对大跨度结构地震响应的影响

基于大质量法,介绍了大跨度结构考虑行波效应的分析模型及解析方程.结合某工程实例,对结构进行多点激励(行波效应)分析,并与一致激励下的地震响应进行了对比,结果表明:行波效应对结构内力的影响显著.波速越小,影响越大;同一波速对不同楼层影响不同,随着层数增加,影响逐渐减小;当波速为300 m/s时,行波效应对杆件内力的影响最大达23.65%.在大跨度结构的抗震分析中为得到更精确的结果应考虑行波效应对结构的影响.     

Wave-passage effect on the seismic response of suspension bridges considering local soil conditions

In this study, a comprehensive investigation of the stochastic analysis of a suspension bridge subjected to spatially varying ground motions is carried out for variable local soil cases and wave velocities. Bosphorus Suspension Bridge built in Turkey and connects Europe to Asia in Istanbul is selected as a numerical example. The spatial variability of the ground motion is considered with the incoherence, wave-passage and site-response effects. The incoherence effect is examined by taking into account Harichandran and Vanmarcke model, the site-response effect is outlined by using firm, medium and soft soil types, and the wave-passage effect is investigated by using 1000-2000, 500-1000, and 300-500 m/s wave velocities for the firm, medium and soft soils, respectively. Mean of maximum response values obtained from the spatially varying ground motions are compared with those of the specialized cases of the ground motion model. At the end of the study, it is seen that total displacements are dominated by dynamic component. The response values obtained for SMFF soil condition are generally the largest. When the varying local soil condition is considered, the variation of relative contributions of response components to the total response values for varying wave velocity cases is insignificant. Also, the variation of the wave velocity has important effect on the deck and towers total response values as compared with those of the constantly travelling wave velocity case. It is concluded that the site-response effect of ground motion on the response of suspension bridges is more important than that of the wave-passage, and the variation of the wave velocities depending on the local soil conditions, has important effects on the dynamic behavior of suspension bridge.     

岩体中弹性波传播尺度效应的初步分析

含缺陷岩体具有尺度效应,此类岩体中传播的弹性波也有尺度效应。对现场测点 EC37-201-06 ,在 3.0 ´ 3.2 m² 的范围内采用动态有限元方法进行了 15 种尺度的弹性波传播规律的分析研究。对现场测点 EC37-101-06 ,在 1.2 ´ 1.2 m² 的范围内采用准静态有限元方法进行了 60 种尺度的弹性波波速与围压及计算尺度的关系的计算分析。前者采用了射线理论分析思想,而后者采用等效介质分析思想,得到了相应的弹性波的尺度效应,但二者规律有差异。为建立二者间的联系,也为了工程应用,基于量纲理论分析方法,给出了一个半理论的波速与入射波频率的计算公式。与现场声波和地震波测试结果,以及考虑随机分布单节理散射模型的计算结果进行比较,初步分析结果表明,此公式基本可行。     

半漂浮体系斜拉桥抗震性能及其减震措施研究

本文以某主跨为340m的半漂浮体系双塔斜拉桥为工程背景,基于实测动力特性修正后的斜拉桥非线性有限元模型,分析了工程背景斜拉桥的抗震性能及其减震措施。研究表明:修正后的半漂浮体系双塔斜拉桥有限元模型可以较为准确的模拟工程背景桥的实际状态;在卓越周期较大的Chi-chi地震波作用下,工程背景桥会产生较大的构件内力和梁端纵桥向位移,可能导致桥梁发生损伤。通过粘滞阻尼器参数分析可知,阻尼系数C=20000k N·s/m为该桥的最优阻尼系数,在塔梁连接处安装该纵桥向粘滞阻尼器后,工程背景斜拉桥的构件内力及梁端纵桥向位移明显减小,抗震效果显著。     

新型斜拉桥与摩天轮组合结构在地震多点激励作用下的响应分析

地震地面运动的空间变化效应(特别是行波效应)对大跨度结构的响应有很大影响。本文以天津慈海桥为工程背景建立了新型斜拉桥和摩天轮组合结构的动力分析模型,利用通用分析软件ANSYS对慈海桥行波效应进行了分析与讨论,研究比较了是否考虑行波效应以及不同相位差条件下行波效应的结构位移和内力响应,得到了慈海桥独特的地震反应特性。研究结果表明:与一致地震激励相比,地震动的空间变化特性可以使慈海桥的地震响应发生较大改变。     

近断层地震动空间分布特征对斜拉桥地震响应影响

为研究近断层地震动空间分布特征对斜拉桥地震响应的影响规律,以台湾集集地震近断层地震动为研究对象,根据台站与断层的空间相对位置,将 近场波分为破裂前方区域(Forward District,FD)、破裂区域(Middle District,MD)和破裂后方区域(Backward District,BD)三类波,对其进行频谱分析 表明,MD区域和FD区域地震动低频成分显著而BD区域高频成分显著。以某主跨为406m的斜拉桥为依托工程,对三个区域地震动作用下地震响应规律进行对比 研究,计算结果表明三个区域地震响应规律和量值均有显著差异,不同区域结构动力响应与地震动特征参数相关程度迥异。MD区域塔顶纵向位移较BD区域增 加3.03倍,塔底弯矩和剪力增加1.0倍;FD区域塔顶纵向位移较BD区域增加1.06倍,塔底弯矩和剪力较BD区域却分别下降了35.5%和32.2%。基于上述结果, 建议对于位于破裂区域的结构进行抗震设计时,须同时提高强度与变形需求,采用PGV及PGA作为结构动力响应参数的评估指标,还应选择合理地震动方向; 对于破裂前方区域,结构动力响应受输入能和PGA影响显著,须重点控制结构的变形;对于破裂后方区域,应着重提高结构的强度需求,首选断层距及PGV作 为地震动输入的控制参数。     

桩–土–斜拉桥动力相互作用体系振动反应特性试验研究

大跨斜拉桥结构自振频率和阻尼较低,其地震响应可能受桩基础和场地土特性的影响较大,然而目前为止,由于试验条件和技术所限,尚缺乏相关的包括桩基础、场地土和上部结构在内的全模型振动台试验研究。以一座试设计的主跨1400 m超大跨斜拉桥为原型,设计并完成了一座几何相似比为1/70,且包括群桩、人工土和上部结构在内的试验模型,采用多点振动台试验技术,研究了不同加速度峰值和不同频率成分地震作用下桩–土–斜拉桥动力相互作用体系的振动反应特性。试验结果表明:桩–土–结构相互作用对斜拉桥地震响应产生影响,其影响程度与地震输入频谱特性密切相关;在纵向一致激励下,桩–土–结构相互作用受地震动加速度峰值的影响不明显,在横向一致激励下,桩–土–结构相互作用随地震动加速度峰值的增大而减小;主塔高阶振型对其地震响应的贡献明显;地震输入频谱特性影响桩–土–斜拉桥动力相互作用体系的地震响应,特别是在具有丰富长周期成分的Mexico City波作用下主梁竖向地震响应显著增大。     

辅助墩对大跨度斜拉桥活载和动力响应的影响

斜拉桥是一种特殊结构的桥梁,其特殊之处就在于可以给定一个拉索的初拉力,这个拉力会改变整个斜拉桥结构体系的内力和变形以及各个部件的受力,但是影响斜拉桥内力的因素还有很多,比如说辅助墩。对于斜拉桥这样的大跨度超静定体系,地震、台风以及车辆移动荷载等动力激励的作用下动力反应较为敏感,所以研究斜拉桥的动力响应对其是非常重要的。本文以某斜拉桥为例分析了辅助墩对斜拉桥活载响应的影响,活载作用下辅助墩设置的合理位置,以及辅助墩对斜拉桥动力特性和地震响应的影响。     

行波输入下大跨斜拉桥减震控制分析

为了研究行波效应对斜拉桥减震控制效果的影响,以一座大跨斜拉桥为例,建立其有限元模型,计算分析其主动控制、半主动控制和被动控制对飘浮体系斜拉桥的减震效果,并计算了行波输入下斜拉桥的地震反应。半主动控制和被动控制对该斜拉桥的大部分地震反应均能取得良好的控制效果,但是使得桥梁塔底剪力等部分地震反应增大;不同频谱成分的地震动输入显著影响斜拉桥的地震反应和控制方法的减震效果。考虑行波效应后,半主动控制对于该斜拉桥整体地震反应的控制效果优于始终提供最大阻尼力的被动控制;行波效应对斜拉桥主梁具有不利影响,但对桥塔抗震有利,并且对三种控制方法的减震效果没有明显的不利影响。     

Earthquake performance assessment of concrete gravity dams subjected to spatially varying seismic ground motions

This paper investigates the earthquake performance of concrete gravity dams under spatially variable seismic excitations. A nonlinear finite element model is developed and validated using shake table experimental results. The model is then subjected to spatially varying earthquake ground motions incorporating the wave passage effect, with values for apparent propagation velocities consistent with the source-site geometry and the shear wave velocity in the foundation rock. The evaluation reveals that different response patterns occur when spatially non-uniform and uniform seismic ground motions are applied as input excitations to the model, because spatially non-uniform excitations induce the quasi-static response, whereas uniform excitations do not, and, in addition, the dynamic response caused by different input motions varies. Notably, spatially non-uniform excitations produce larger opening at the heel of the dam and severer slipping at its toe; this latter observation can have a significant effect on the global equilibrium and stability of the dam during an earthquake.