超大跨度斜拉桥的地震位移控制

对于千米级的超大跨度斜拉桥 ,一般要求塔柱在强震下基本保持弹性 ,因此往往选择隔震体系 (全飘浮或支承 )来减小地震反应。但是采用隔震体系的超大跨度斜拉桥在强震下会产生很大的梁端位移 ,必须加以控制才能保证整个结构的抗震安全性。本文从地震位移控制的机理出发 ,探讨了控制地震位移的方法、具体的装置及参数选择 ,最后介绍了超大跨度斜拉桥地震位移控制的实例。实例分析表明 ,只要合理选取参数 ,在塔、梁间设置弹性连接装置或阻尼器均能有效地控制梁端的地震位移 ,但阻尼器的效果更为理想。     

地震行波输入下大跨度斜拉桥耗能减震措施

地震作用下漂浮体系斜拉桥的纵向位移较大,需采取抗震减震措施。以一座大跨度斜拉桥为实例,建立三维有限元模型,计算分析了地震行波输入下粘滞阻尼器对飘浮体系斜拉桥的减震效果。结果表明,地震行波效应会减小斜拉桥桥塔的地震反应而增大主梁的地震反应,粘滞阻尼器被动控制对斜拉桥位移的减震效果非常显著,且行波效应对其减震效果无明显不利影响。     

地震作用下独塔斜拉桥合理约束体系

为了确定在一致地震作用下独塔斜拉桥的合理抗震约束体系,本文首先对独塔斜拉桥在纵桥向和横桥向约束体系的传力机理进行了研究,然后以松花江大桥为研究对象,采用非线性时程分析方法,分析了墩、梁以及塔梁的纵向约束体系和横向约束体系对独塔斜拉桥地震反应的影响.分析表明,考虑支座滑动摩擦能显著减少独塔斜拉桥主梁和主塔的纵向位移,降低塔底的弯矩;由于独塔斜拉桥的主塔在横桥向对主梁的强大约束作用,边跨过渡墩和辅助墩的横向约束体系与主跨主梁的横向约束体系相互影响很小.     

塔梁不同约束形式下独塔斜拉桥的动力特性比较

斜拉桥塔梁之间的纵向约束形式对其动力特性有影响,而动力特性分析是桥梁地震分析的基础。结合某独塔斜拉桥,应用大型有限元程序MIDAS/CIVIL分别建立塔梁分离、塔梁之间设弹性拉索及塔梁之间设粘滞阻尼器的有限元模型并比较它们的动力特性。     

大跨度独塔斜拉桥地震响应分析

以某大跨度独塔斜拉桥为工程实例,利用Midas/Civil软件分别采用反应谱法和时程分析法对桥梁进行抗震分析。经对比发现,2种方法的结构内力和位移分析结果相差在20%范围内,符合规范要求。对于这种特大桥,进行结构抗震设计时,为了桥梁的使用安全,应合理运用这2种方法,可以将反应谱分析法当作是一种估算的方法来控制截面,然后再用时程分析方法来进行校核。     

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     

大跨度斜拉桥边墩新型横向钢阻尼器减震体系及设计方法

针对大跨度斜拉桥边墩的横向抗震问题,提出桥梁新型横向钢阻尼器与滑动支座组合的一种边墩横向减震体系,以及基于桥梁实际抗震需求的减震 体系设计方法。之后,以一座主跨620m的大跨度斜拉桥为工程背景,验证该方法的可行性。并从关键位置的地震反应、阻尼器对横向基本控制振型的影响、 减震体系的耗能能力和地震动输入的影响等方面对边墩新型横向减震体系的减震效果进行全面分析。结果表明,大跨度斜拉桥边墩新型减震体系具有显著的 减震效果;与常规体系相比,对地震动输入较不敏感。     

长周期地震动作用下大跨径斜拉桥响应分析

为研究长周期地震动对大跨径桥梁地震响应的影响,分别选取了若干长周期地震波和普通地震波进行频谱特性对比;以某特大跨径斜拉桥为例,建立了有限元模型,采用非线性时程分析方法对比分析了2类地震动作用下该桥的地震响应。为控制大跨径斜拉桥在2类地震动激励下梁端的位移响应,选用了弹性连接装置和液体粘滞阻尼器2种措施对比研究了其减震效果。结果表明:长周期地震动对大跨径桥梁的位移及内力响应影响显著;在长周期地震动作用下,弹性连接装置的位移控制效率较低,并会导致结构内力的大幅增加;参数合理的液体粘滞阻尼器的控制效果具有较好的广谱性,即在普通地震动和长周期地震动作用下均有较好的减震效果。     

脉冲地震作用下千米级斜拉桥减震设计方法

为研究近断层脉冲地震动作用下千米级斜拉桥的减震设计方法,以某漂浮型千米级斜拉桥为背景,建立了有限元模型,选择了典型的近断层脉冲型地震动,同时设计了3种减震体系,在塔梁之间分别采用弹性连接装置、流体粘滞阻尼器以及两者的组合装置。随后对模型进行了非线性动力分析,分析了脉冲效应、减震体系的设计参数和减震效果,结果表明:脉冲长周期放大结构反应,剪切波速不影响结构反应,组合装置的减震效果最好。最后,建议了基于目标减震率的减震体系设计流程。     

大跨度桥梁中液压阻尼器的减震研究

为了分析研究液压阻尼器对大跨度桥梁地震效应的控制作用,以一座斜拉桥为例,在相同的地震波作用下,对三种不同的塔梁连接形式分别进行时程分析,比较了三种连接形式下桥梁跨中及桥塔的纵向位移、主梁及桥塔的受力情况,指出液压阻尼器能够改善大跨度桥梁的动力特性。     

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。     

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。     

不同激励下大跨度CFST拱桥地震反应时程分析

以茅草街大桥为研究对象,基于ANSYS软件建立了该大跨度中承式钢管混凝土（CFST）系杆拱桥的三维有限元模型,并对其进行了自振特性分析,获得了结构的自振频率和振型。以此为基础,结合以Fortran Power Station4．0为平台编制的计算程序对茅草街大桥的地震反应进行了空间非线性时程分析,计算了一致、行波和多点输入下该桥的地震反应,分析比较了不同激励方式对于大跨度CFST拱桥地震反应的影响。结果表明,行波输入对该桥地震反应最为不利,使得结构关键截面内力显著增加;多点输入对结构地震反应的影响比较复杂,使有些构件内力反应增加,有些减小,但增加和减小的幅度不大。     

基于ANSYS的大跨斜拉桥地震响应分析及性能评估

为研究西部高烈度地区大跨度斜拉桥的地震响应特点,以兰州市南绕城高速公路上一座跨径为177 m+360 m+177 m的结合梁斜拉桥为研究对象,利用有限元软件ANSYS建立其空间计算模型,分析了该桥的动力特性。运用非线性时程分析法计算桥梁结构在50年超越概率10%和2%两种地震水平作用下的地震响应,并以构件的能力需求比评估了该桥的抗震性能。结果表明:地震作用下主梁纵向振动与横向振动基本不耦合,其竖向位移受纵向地震作用影响较大;由于结构的非对称性,5#塔（南桥塔）的塔顶位移及塔底弯矩均大于4#塔（北桥塔）;在E1和E2两种水平地震作用下,各桥墩和桥塔关键截面以及斜拉索最小能力需求比均大于1,满足抗震性能要求;各桥墩纵桥向能力需求比小于横桥向,而桥塔纵桥向能力需求比大于横桥向,建议在过渡墩和辅助墩上安装减隔震装置,加强其纵桥向抗震性能。     

大跨度斜拉立体桁架的弹塑性地震反应分析

以大跨度斜拉立体桁架两塔三跨和一塔两跨两种常用的结构体系为对象,研究了在水平罕遇地震作用下的弹塑性地震反应,计算中考虑了几何非线性和材料非线性,其中材料非线性来源于立体桁架杆件的非线性.通过计算,找到了立体桁架在强震作用下的薄弱部位,并对弹性和弹塑性计算结果作了对比,其结论可供工程设计人员在设计时参考.     

大跨度斜拉桥的施工监控研究

本文以四川省绵阳市一号桥为依托,根据施工图设计文件,在对该桥进行有限元仿真模拟的基础上,研究了大跨度斜拉桥的施工控制内容与方法,通过理论计算与实际测量相比较证明了本文施工控制方法的科学性。该方法不仅为绵阳一号桥的顺利施工与结构安全提供了技术支持,也为以后同类型斜拉桥的施工控制提供了技术参考。     

行波激励下大跨度桥梁考虑SSI效应的地震响应分析

为了研究行波效应和SSI效应对大跨度钢筋混凝土刚构—连续梁组合桥非线性地震响应的影响规律,选取ElCentro地震波、唐山地震北京波,分析了某六跨钢筋混凝土刚构—连续梁组合桥在一致激励和行波激励下的非线性地震响应,研究了行波效应和SSI效应对该刚构—连续梁组合桥地震响应的影响规律。结果表明,行波效应增大了箱梁的受力,箱梁应力峰值随视波速增大单调递减;行波效应使墩梁固结桥墩的受力和变形呈非单调变化规律,地震响应峰值随视波速增大而先减小后增加;SSI效应增大了桥梁结构地震响应,其峰值随剪切波速增大单调递减;同时考虑行波效应和SSI效应,地震响应峰值随视波速变化曲线的拐点位置和切线斜率均发生改变,其地震响应幅值不是两种效应影响下的简单叠加;行波效应和SSI效应对桥梁地震响应的影响程度随地震波和墩梁约束条件的不同而有所差异。     

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。     

大跨度叠合梁斜拉桥非线性稳定研究

为研究大跨度叠合梁斜拉桥非线性稳定的变化规律和失稳过程,以主跨360 m的西固黄河大桥主桥为研究对象,通过有限元数值模拟计算结构在典型施工阶段、成桥及运营阶段的非线性稳定安全系数及其失稳模态;重点分析结构在成桥状态下从初始加载直至达到其极限承载力这一过程中斜拉索应力、索塔等效应力变化和结构关键部位的荷载 位移曲线。结果表明:主桥施工典型阶段、成桥及运营阶段的非线性稳定安全系数均满足设计要求,结构失稳均以索塔纵桥向失稳和主梁面内失稳为主;主桥从初始加载直至达到其极限承载力这一过程中,部分斜拉索发生断裂,主梁和索塔连接部位出现塑性区,失稳破坏过程合理;索塔和主梁的荷载 横向位移曲线表现出较为明显的非线性效应。