高阻尼橡胶隔震渡槽的设计和动力性能研究

以南水北调工程为背景,运用高阻尼橡胶隔震技术,并借鉴建筑与桥梁相关规范及设计经验对某渡槽进行隔震设计.采用Housner模型建立渡槽流固耦合有限元动力模型,分析隔震渡槽的的动力特性和地震响应.结果表明:隔震后结构前三阶振型均为隔震振型;采用高阻尼橡胶支座隔震和铅芯橡胶支座隔震渡槽的结构振型一致,自振频率基本相同;地震动特性对地震响应结果影响很大,当地震波特征频率与结构基频越相近时,槽身和支座响应越大,采用隔震支座效果越明显;三向地震动输入下,隔震渡槽各部位响应峰值可供设计时参考.     

大型渡槽减隔震设计研究

渡槽结构由于上部水体及槽体重量大,地震时动力反应强烈.按传统抗震设计难以保障其安全性,采用减隔震装置是解决渡槽抗震安全的可行措施,适度延长隔震结构周期与调整阻尼是控制渡槽振动的有效途径.由于无渡槽减隔震设计规范,借鉴桥梁减隔震设计原理,结合某渡槽进行了减隔震参数设计,给出了设计步骤.     

高烈度地区高架渡槽自复位减隔震支座设计

随着近几十年桥梁支座减隔震技术在很多国家和地区的广泛应用,减隔震支座已经成为增强强震区桥梁抗震能力的重要手段。为了使处于地震高烈度地区的高架渡槽具有良好的减隔震性能以及震后自复位性能,达到有效控制地震损伤并保证震后结构性能的目的,以普通球型钢支座为基础,研发了一种新型斜面导向自复位减隔震支座。结合新型减隔震支座的构造特点及工作原理,对该支座进行了水平恢复力试验和单槽振动台振动模型试验。试验结果表明：新型减隔震支座具有良好且稳定的减隔震性能和自复位性能,可显著降低墩顶水平力,进而减小墩底弯矩,减震效果明显,且具有较小的残余位移。     

某高地震区、大跨度渡槽地震响应分析

通过三维有限元软件建立渡槽结构三维模型,对渡槽在空槽工况、设计水位工况及最高水位工况下整个结构的地震响应进行分析计算,提取各工况下槽身、槽墩的位移及应力结果,通过提取排架柱弯矩和截面剪应力,表明横槽向地震比顺槽向地震更容易使排架柱发生剪切破坏,分析结果为类似工程结构设计提供参考依据.     

大型渡槽隔震研究

尽管隔震技术已经在实际工程中得到广泛应用,但至今为止,尚无大型渡槽应用隔震技术的实例.本文针对大型渡槽的隔震问题进行研究,探讨大型渡槽的隔震机理、隔震装置和隔震目标,提出隔震渡槽的地震反应分析方法,并结合某实际渡槽工程对各种支承方案下渡槽的地震反应及使用隔震技术后渡槽的减震效果进行具体分析.研究结果表明,应用隔震技术可以显著降低渡槽结构的地震应力反应,提高整体渡槽的抗震性能.     

预制箱梁桥桥墩抗震设计分析

结合三河市泃河预制箱梁桥的设计工作,采用MIDAS CIVIL有限元计算软件建立桥梁整体空间动力模型,给出了预制箱梁桥前四阶的自震周期和频率、研究了桥墩墩顶位移过大、塑性铰抗剪不过的处理办法,和反应谱计算抗震时减隔震支座的模拟方法,为预制箱梁桥的桥墩抗震设计提供参考。     

渡槽结构非线性隔震研究

采用流固耦合渡槽薄壁结构梁段单元有限元模型,分别利用双线性模型和Wen模型来模拟铅芯橡胶支座的非线性滞回恢复力特性,对某大型渡槽结构进行了空间隔震响应研究。计算结果表明,无论是渡槽设计水位还是渡槽空槽情况,采用铅芯橡胶非线性隔震支座对渡槽输水建筑物均起到较好的减、隔震效果。建议在大型渡槽抗震设计时,可采用铅芯橡胶支座取代普通橡胶支座,以提高渡槽的整体抗震性能。     

采用拉索减震支座的大跨度斜拉桥抗震性能分析

为了研究拉索减震支座的减隔震效应,以某大跨度斜拉桥为研究背景,利用三维空间有限元软件ＬＳ－ＤＹＮＡ建立桥梁模型,介绍了模型设计的过程,探讨了支座的最佳布置方式以及减隔震效果。数值模拟结果表明,相比于普通盆式支座,采用该支座能显著减小墩梁相对位移,为了避免落梁和相临梁体碰撞等震害的发生,宜采取拉索减震支座全桥布置的方式。配备拉索减震支座后,桥塔、桥墩、索的内力均有不同程度的增大。     

折线拱渡槽的设计与应用

折线拱渡槽与曲线肋拱渡槽的主要区别是：拱上无主承小排架，结构简单，槽身节数少，接缝少，施工程序简单，节约投资。通过付家沟、台家咀和下峡口折线拱渡槽的实践，积累了折线拱渡槽设计、施工经验。折线拱渡槽作为一种新兴结构，对中小型跨沟输水建筑物，具有较强的适用性。     

考虑碰撞效应的渡槽结构耗能减震控制

通过建立考虑碰撞效应的渡槽结构动力分析模型,利用铅芯橡胶支座对双边碰撞下的渡槽结构地震响应进行减震控制,研究一致地震动激励下基于铅芯橡胶支座的渡槽结构耗能减震性能特点。计算结果表明:采用铅芯橡胶支座可以有效地抑制渡槽结构在地震激励下的响应,减小碰撞效应的不利影响。     

球型支座应用于大型渡槽的隔震研究

结合实际大型渡槽工程,设计球型隔震支座NKQZ15000GD,该支座具有较高的竖向承载能力、较低的水平剪切刚度,并具有一定阻尼和复位能力;对该支座进行材料性能测试,拟合支座的力学性能参数;分别采用反应谱法和动力时程法,计算隔震渡槽在设计地震与超设计地震作用下的动力反应;分析球型隔震支座应用于大型渡槽的减震效果,根据定量分析的结果得到一些规律性的结论。     

大跨度渡槽安全监测设计

安全监测是了解和评价施工期和运行期渡槽安全性态的重要手段,合理的安全监测设计是确保监测成果有效、可靠的基础,对渡槽监测设计予以研究对于全面、准确地反映建筑物工作性态,指导工程运行管理有着十分重要的意义.对南水北调中线京石段应急供水工程漕河渡槽段20m跨多侧墙渡槽的安全监测设计进行研究,阐述了大跨度输水渡槽安全监测的设计原则、监测项目及具体布置,为同类型大跨度渡槽的安全监测设计提供借鉴.     

凉风垭肋拱渡槽设计与施工

本文介绍了一座肋拱连拱渡槽采用单片拱肋侧卧地面全肋预测，吊起悬空翻转扶直，组合安装就位技术及相应的设计施工情况，该技术对于修建中、短跨度的肋拱结构具有借鉴、推广应用价值。     

凉清新型拱梁组合式渡槽设计与施工

凉清拱梁组合式渡槽采用连续不分缝槽身和拱体组成刚性槽、柔性拱的结构,通过调整拱梁的刚度,使拱梁变位协调,联合受力,从而减少结构尺寸,节省工程量26％～32％。由于采用折线拱并将连续槽身搁置在拱体排架上,该渡槽具有施工简便的优点。特别是将温升荷载化害为利,可大大减少抗旱季节满槽水时自重水重向下的变位和内力,提高结构安全储备,因而这种结构无论在经济或安全上都有明显的优越性。对于此种组合结构的最优刚度比进行了初步分析,可供今后设计类似结构时参考。     

大跨度无铰拱渡槽拱肋三维数值模拟研究

本文基于大型有限元软件ANSYS对大跨度无铰拱渡槽——英那河渡槽进行了三维有限元数值模拟计算,着重对风荷载、水压力、温度应力、混凝土收缩和徐变等荷载影响下的主拱圈的应力和变形进行了分析。得出:无铰拱主拱圈拱顶、拱脚及排架作用位置为关键受力部位;背风侧拱肋在满槽、温度升高时压应力最大;迎风侧拱肋在空槽、温度降低时压应力最小;通过对英那河渡槽拱肋最不利截面各个角点的应力分析,为拱肋的抗裂分析提供了依据。通过对风荷载作用下拱肋变形的分析,得出:满槽、空槽、温升、温降各工况拱肋沿风荷载方向变形几乎相同;在满槽、温度降低时拱肋竖向位移最大。所得结论为无铰拱渡槽的结构分析提供理论支持和实践经验。     

南水北调中线京石段排水渡槽抗震设计分析

通过对10座排水渡槽设计分析,总结了水平地震惯性力的计算方法,分析研究了顺槽向墩顶水平地震荷载在各墩顶按组合抗推刚度的计算方法,提出了静力法计算中动态分布系数建议值.     

大型水工渡槽减隔震机理与效应分析

渡槽由于槽体及其水体的巨大载荷,地震时,动力反应强烈,按传统抗震设计理论难以保障其安全性.采用简化多质点模型,横槽向按Hosner考虑水体作用结合某渡槽减隔震参数设计,分析研究渡槽隔震机理及效应.控振计算表明,采用减隔震装置是解决渡槽抗震安全的可行措施,适度延长隔震结构周期与调整阻尼是控制渡槽振动的有效途径.并提出,减隔震频率除必须满足低于原结构频率的0.5倍外,还与地震频率有关,同时受到槽内振荡水体晃动频率的制约.