铅芯橡胶支座参数对隔震桥梁动力响应的影响

为了使隔震支座充分发挥减震作用并使隔震设计有据可依,系统地讨论了铅芯橡胶支座的参数对桥梁结构减震性能的影响．根据减隔震技术和延性抗震设计的基本原理,考虑了铅芯橡胶支座和桥梁结构的非线性特性及其相互影响,采用非线性水平弹簧单元和转动弹簧单元模拟减隔震支座和桥墩延性塑性铰,通过理论分析和有限元数值模拟,对采用钢支座、板式橡胶支座和铅芯橡胶支座的普通铁路简支梁桥结构的地震响应特性和减隔震性能进行了比较． ’     

基于全寿命周期成本的高速铁路连续梁桥减隔震方案研究

高烈度地震区大跨连续梁桥一般采用减隔震设计以减小结构地震反应及由此带来的经济损失,而不同的减隔震方案亦决定着结构的抗震性能和初始成本。为了从抗震性能和经济性两方面综合评价连续梁桥减隔震设计的合理性,以一座高烈度区高速铁路连续梁桥为背景,设计多种减隔震布置方案开展桥梁地震易损性分析,并基于全寿命周期成本最小准则探讨了桥梁在全寿命期内各方案的经济性。结果表明：全桥采用双曲面球型支座和黏滞阻尼器配合使用方案在全寿命周期的地震损失最小,但初始成本过高致其经济性较差;全桥布置双曲面球型支座、边墩配置黏滞阻尼器方案满足抗震设防要求且全寿命周期成本最小,为本文减隔震设计中的最优方案。本文提出的桥梁减隔震方案研究方法实现了结构抗震性能与其经济效益的双目标评价,为利益相关者对桥梁减隔震方案的合理决策提供了新思路。     

基于全寿命周期成本的高速铁路连续梁桥减隔震方案研究

高烈度地震区大跨度连续梁桥一般采用减隔震设计以减小结构地震响应及由此带来的经济损失,而不同的减隔震方案亦决定着结构的抗震性能和初始成本。为了从抗震性能和经济性两方面综合评价连续梁桥减隔震设计的合理性,以一座高烈度地震区高速铁路大跨度连续梁桥为背景,设计多种减隔震布置方案开展桥梁系统地震易损性分析,并基于全寿命周期成本最小准则探讨了该连续梁桥在全寿命期内各减隔震方案的经济性。结果表明:全桥采用双曲面球型隔震支座和液体黏滞阻尼器配合使用方案是全寿命周期地震损失最小的方案,但高达622×10~4元的减隔震措施费用引起桥梁初始成本过高,致使该方案经济性较差;全桥布置双曲面球型隔震支座、边墩配置液体黏滞阻尼器的方案在满足抗震设防要求的同时,大幅降低了桥梁初始成本,实现了结构减隔震措施造价与损失期望的有机平衡,为本算例桥梁减隔震设计中的最优方案。作者提出的桥梁减隔震方案研究方法有效弥补了当前在减隔震设计中主要考虑桥梁抗震性能而忽略其经济效益的不足,实现了结构抗震性能与其经济效益的双目标评价,为利益相关者对桥梁减隔震方案的合理决策提供了新思路。     

带限位装置的新型摩擦滑移隔震结构振动台试验研究

以新型固体润滑材料,即二硫化钼涂层材料为主,设计制作了一种带限位装置的新型滑移隔震装置,并进行了新型摩擦滑移隔震支座的力学性能试验,研究表明,文中研发的新型滑移隔震装置具有摩擦滑移隔震和限位功能,构造简单,适用性强.在此基础上,建立欠人工质量模型的一致相似关系,设计制作了一个相似比为1:5的2跨5层框架模型结构,进行了结构振动台试验研究.检验了新型摩擦滑移隔震装置的隔震和限位性能,振动台试验结果表明:限位装置可有效降低隔震层相对滑动位移,新型摩擦滑移隔震支座降低了上部结构的地震反应,新型隔震系统能够控制结构层间位移角在允许范围内,隔震效果良好,且具有良好限位复位能力,结构可满足抗震要求.     

缓冲型拉索减震支座脉冲地震下减震性能

为了解决脉冲型地震作用下桥梁结构地震响应较大的问题,通过拉索差异化布置、增设弹簧缓冲装置等方法对现有拉索减震支座进行改进,提出缓冲型拉索减震支座装置。本文阐述了缓冲型拉索减震支座的设计思想和工作原理,以实际工程为背景,应用SAP2000有限元分析软件建立连续梁桥模型,对比缓冲型拉索减震支座和拉索减震支座在脉冲型地震作用下抗震性能的异同,研究了缓冲型拉索减震支座设计参数对脉冲型地震作用下桥梁减隔震性能的影响规律。分析结果表明:缓冲型拉索减震支座在脉冲型地震作用下能够实现力和位移的合理调节,可以起到较好的减隔震效果。     

摩擦滑移水平隔震支座的性能试验

对一种新型的聚四氟乙烯板摩擦滑移水平隔震支座进行了性能试验,支座由聚四氟乙烯摩擦滑移装置隔震,而并联的水平弹簧使其在震后具有复位能力.试验测定了不锈钢板与聚四氟乙烯摩擦片间的摩擦系数及支座在简谐激励与地震激励下的滞回性能,并对竖向输入动压力时支座的滞回特征进行了测试.结果表明,滑移速度、竖向压力及地震激励的类别是影响摩擦系数与滞回性能的主要因素,为支座理论模型的建立提供了基础.     

高速铁路连续梁桥近断层地震易损性分析

为研究近断层地震下高速铁路普通桥梁以及减隔震桥梁的抗震性能,本文应用增量动力分析(IDA)方法,选取墩顶位移作为连续梁桥的损伤量化指标对高速铁路普通连续梁桥和减隔震连续梁桥进行了近断层地震易损性分析,结果表明:同一地震强度下,近断层地震比远场地震更具破坏性,特别是滑冲效应的近断层地震危害性更强,即在进行抗震设计时应将近断层地震的特点纳入考虑;新型减隔震支座能够有效地减少高速铁路桥梁的地震响应,保障高速铁路桥梁的地震安全性。     

新型摩擦滑移隔震模型地震反应分析

采用新型固体摩擦滑移材料二硫化钼作为涂层材料,提出了一种应用于框架结构既能隔震又能消能的新型分离式摩擦滑移隔震系统.设计制作了1个相似比为1/5的5层钢筋混凝土框架隔震试验模型结构,同时采用ANSYS有限元分析软件,建立了该试验模型结构的有限元分析模型,进行了不同试验工况下模型结构的地震响应分析.研究结果表明,安装新型摩擦滑移隔震装置后,上部结构的地震响应基本为平动,加速度、层间相对位移、楼层地震剪力等显著减小,说明文中采用新型固体摩擦滑移材料二硫化钼作为涂层材料的新型摩擦滑移隔震装置能够明显地降低框架结构的地震响应,隔震效果明显.另外,只要确定合理的构造以及实施方案,这种装置能够满足框架结构的隔震减震要求,应用实际工程结构.     

铅芯橡胶隔震支座恢复力模型的分析方法

在综合Spacone关于梁柱的纤维模型和铅芯橡胶隔震支座剪切变形特点的基础上，提出了采用纤维单元有限元模型来分析隔震支座在竖向和横向荷载作用下的滞回模型．结果表明，采用纤维单元模型的模拟结果与试验曲线基本吻合，它既可用于分析隔震支座的基本参数，也可用于隔震建筑的动力响应分析．     

不等高桥墩铁路减隔震桥梁钢阻尼支座地震易损性

以设置E型钢阻尼装置的不等高桥墩高速铁路减隔震简支梁桥为对象,建立考虑轨道约束的全桥非线性有限元分析模型,并进行100条地震动作用下的非线性时程分析.从基于性能要求的抗震设计思想出发,采用位移和能量双重破坏准则,提出同时考虑最大变形效应和累积损伤效应两方面效应的钢阻尼支座损伤指标,采用可靠度概率分析方法形成钢阻尼支座在不同损伤状态下的易损性曲线.结果表明,地震作用下不同支座在各损伤状态下的易损性差异明显,对于桥墩高度差异较大的铁路减隔震桥梁,宜根据桥墩刚度的不同进行减隔震设计,对刚度较小的高、中墩处的钢阻尼支座,设计时应留有必要的安全储备.     

多跨系杆拱桥组合梁剪力钉受力性能分析

通过推出试验确定剪力钉荷载滑移曲线得到剪力钉的刚度取值,进而建立了考虑钢与混凝土之间相对滑移的某三跨连续下承式系杆拱桥有限元分析模型.分析了在温度作用和车辆荷载作用下剪力钉的受力情况,利用增量方法分析了恒载效应随着混凝土的收缩徐变的时间发展历程.分析结果表明,局部温差作用对剪力钉的受力影响较大,端横梁处剪力钉的受力较中横梁处剪力钉受力要大;由于收缩徐变的作用,随着时间发展恒载引起的剪力钉受力相比于成桥时有所减少.     

钢-砼组合箱梁结构的天桥接长有限元分析

钢-砼组合箱梁结构是一种新型钢．砼组合结构,在桥梁加固改造技术中具有一定优势．基于某跨线人行天桥接长实例,设计了以栓钉为剪力连接件的带钢板．砼组合桥面板的组合箱梁结构的天桥接长方案,并对其进行了有限元分析．计算结果表明,带钢板-砼组合桥面板的组合箱梁方案是一种简便有效的天桥接长加固方法,能提高结构的刚度,满足各项要求．     

分组集聚式斜拉桥索塔锚固区传力机制

为研究新型分组集聚式斜拉桥锚固形式应力安全及钢-混传剪机理,以某公路大桥为背景,选取分组集聚索塔锚固节段为分析对象,运用有限元软件ABAQUS建立锚固区精细的数值模型.根据桥塔等效杆系模型的分析结果确定节段模型准确的荷载及边界条件,分别计算分析了3种工况下锚固区混凝土及钢横梁应力分布;通过对钢-混界面的各向应力及位移分布研究,探讨在不同程度预应力损失和钢-混界面摩擦系数影响下钢横梁与混凝土桥塔的传剪受力机理.研究结果表明:设计荷载工况下,钢横梁梁端剪力主要由界面静摩擦力承担,塔柱与钢横梁未发生相对滑动,具有足够安全储备;当锚杆预应力损失达到60%或接触面摩擦系数减小为0.2时,钢-混界面处于临界摩擦状态,相对滑移增大,结构处于相对不安全状态.     

预应力空腹楼盖结构的弹塑性有限元分析

预应力空腹楼盖结构属于空间复杂受力结构体系,对其进行精确的理论分析十分必要。本文建立了预应力空腹楼盖的弹塑性分析模型,运用有限元方法对9m×9m试验模型进行算例分析,研究了预应力空腹楼盖结构静力全过程工作性能,同时分析了不同抗剪柱对空腹楼盖结构整体工作性能的影响。计算结果表明:预应力空腹楼盖结构具有良好的力学工作性能;抗剪柱对预应力空腹楼盖的整体工作性能影响巨大。     

双箱型空腹圆弧钢拱平面内稳定性分析

为研究新型双箱型空腹圆弧钢拱的平面内稳定特性,采用理论推导与有限元数值模拟相结合的方法,研究其平面内弹性屈曲及弹塑性稳定承载力,分析剪力对拱截面破坏模式的影响,并建立了平面内稳定承载力的设计方法。首先,根据拱截面的剪力分布情况,研究了双箱型空腹圆弧钢拱截面整体剪切变形及弦腹杆剪切变形对平面内弹性屈曲的影响;推导出了考虑双剪切变形影响时,双箱型空腹圆弧钢拱的纯压弹性屈曲荷载公式。然后,参考轴心受压柱设计原理,引入稳定系数及正则化长细比,绘制了纯压状态下的稳定曲线。最后,分析了在几种常见荷载工况下,双箱型空腹圆弧钢拱整体破坏模式的稳定承载力设计公式。本文分析的拱结构新颖,所提弹性屈曲荷载公式计算结果与有限元分析结果十分吻合,同时采用轴力与弯矩的二项式验算了整体稳定承载能力。研究结果可供日后科研和实际工程设计参考,具有一定的现实意义。     

预应力混凝土箱梁桥静载试验评定与分析

桥梁的静载试验是检测桥梁结构承载能力、分析桥梁静力特性的重要手段.以兰州市小西湖黄河预应力混凝土箱梁桥为背景,采用结构分析商用程序MI-DAS/CIVIL建立三维实体单元有限元模型进行静载试验计算,分析了预应力混凝土箱梁桥在设计荷载作用下的挠度特性、承载能力以及应变特性.通过实测值与理论计算值的比较,讨论分析结构校验系数得出该桥梁的实际强度、刚度以及了解结构的实际运行状况,从而对其作出科学客观的评定.     

大尺寸钢筋混凝土密肋薄腹梁抗剪性能试验

进行了4根大尺寸钢筋混凝土密肋薄腹梁在集中荷载作用下的抗剪性能试验,对其主要受力过程、开裂荷载、破坏特征及抗剪承载力进行了对比分析。结果表明：试验密肋薄腹梁的主要受力过程及破坏特征与普通有腹筋梁相似;有预制底板的试件开裂荷载和极限荷载比无预制底板的试件大,预制底板的存在还提高了试件的抗弯刚度和整体工作性能;通过分析4根试件抗剪承载力试验结果及破坏特征可知,受剪箍筋能否得到充分利用,在很大程度上取决于主斜裂缝的位置及倾角等因素;通过承载力的试验值与各主要规范计算值进行对比可知,由于各规范考虑因素及侧重程度不同,抗剪承载力计算值相差较大,中国规范和德国规范计算值与试验值比值最小,美国规范和英国规范比值最大。     

两种新型滑板型文物隔震支座设计及性能研究

为了确保博物馆内文物的防震安全,首先,提出了两种新型滑板型文物隔震支座,分别为固定刚度支座和变刚度支座。其次,建立了对应的“支座-展柜”系统有限元模型。同时,建立并提取某博物馆有限元模型不同工况下的楼层波,进行“支座-展柜”模型的时程分析,研究两种文物隔震支座的隔震效果、适用性,并完成支座设计。结果表明：滑板型文物隔震支座可同时实现X、Y 两方向的隔震,同时,变刚度支座还可实现文物在不同强度地震作用下的隔震目的;固定刚度支座和变刚度支座在隔震楼层波下的平均隔震效果约为60%、80%,非隔震楼层波下的平均隔震效果约为90%、95%;变刚度支座的隔震效果优于固定刚度支座。最后,得到了两种新型滑板型文物隔震支座的设计方法,该设计方法可为后续工程应用提供必要的指导依据。     

曲线与直线连续型钢桁架桥结构性能对比

借助有限元分析程序,对曲线和直线连续型钢桁架桥在设计荷载作用下的结构性能进行对比,并通过荷载试验对曲线型钢桁架桥受力性能进行研究．从分析结果来看,在承受相同荷载情况下,直线型钢桁架桥弯矩效应和挠曲变形皆小于曲线型,直线型桁架桥比曲线型钢桁架桥拥有更好的结构性能,安全储备比曲线型钢桁架桥要高,受力性能更突出．     

基于静动载试验的大型桥梁健康评估

对某公跨铁立交桥进行了现场静动载试验,测得桥梁结构的力学特性和性能指标,并基于ANSYS建立了该桥的有限元模型,进行了静力分析．通过试验值与理论计算值的比较分析,可以看出该桥承载能力和动力性能均有一定程度的降低,安全性能不能满足营运需要,需要进行大修．本文的研究方法可应用于桥梁结构的损伤识别、健康监测、结构控制以及结构的承载力评定．