多维一致地震激励下钢管混凝土系杆拱桥隔震研究

为探寻隔震拱桥与非隔震拱桥的地震响应规律,利用MIDAS有限元软件建立了某下承式钢管混凝土系杆拱桥的非隔震与隔震模型,进行了动力特性对比分析,分别在三种多维组合一致地震激励下,对比分析了拱肋位移、速度、绝对加速度、相对加速度以及拱肋和桥墩的内力响应,得出隔震模型拱肋顺桥向和横桥向位移增大,竖向位移减小;拱肋最大速度在两种模型不同方向表现出不同规律;隔震模型拱肋最大绝对加速度、相对加速度减小,且沿拱肋较为平稳;隔震结构拱肋和桥墩最大内力响应除个别外,其余均明显减小。     

山区高墩大跨连续刚构桥地震时程响应分析

为了分析研究高墩连续刚构桥地震时程响应规律,以西北地区某一跨径为(48+96+48)m的组合连续刚构桥为例,该桥三维有限元模型是借助软件ANSYS进行建立,研究了其自振结构动力特性,根据桥址的实际地质情况,选用适用的Elcentro地震波作为输入地震波;根据时程分析理论,分析了此地震波作用下全桥的地震响应,具体分析了刚构桥桥墩内力及主梁跨中位移的时程响应。研究结果表明:地震波纵向输入时,墩梁连接处及主梁跨中主要表现为纵向位移和竖向位移;横向输入时,主要表现为横向位移;竖向输入时,主要表现为竖向位移。1~#、2~#墩底和墩顶的内力响应不同地震波下有所不同,其响应的最大值分别出现在不同的时间点。     

竖向地震作用对钢筋混凝土框架结构及三维隔震结构的影响

为了研究竖向地震作用对结构地震反应的影响以及三维隔震结构隔震效果,采用MATLAB编程计算了考虑竖向地震作用的反应谱,分析了竖向地震作用对结构加速度、速度与位移的影响;采用Open Sees分析程序建模并模拟了钢筋混凝土结构振动台试验,验证了有限元模型的正确性。在此基础上,设置了三维隔震层并对隔震结构与非隔震结构分别进行了动力时程分析,对比分析了隔震、非隔震结构加速度、位移反应以及梁柱截面内力的变化。分析表明:新型三维弹簧隔震结构隔震效果良好,竖向地震动可以进一步降低水平减震系数;设置隔震墩能有效减小框架梁支座截面内力,但对梁跨中截面内力改变较小。     

大跨空间结构竖向变刚度三维隔震装置及其隔震性能研究

本文中研制了一种适用于大跨空间结构的竖向变刚度三维隔震装置，该装置由用于水平隔震的铅芯橡胶支座和用于竖向隔震的组合液压缸构成。基于液压原理，通过改变组合液压缸不同阶段参与工作腔室的种类和数量实现装置竖向变刚度特性。推导了组合液压缸不同工作阶段的刚度计算公式，并建立了其滞回模型。完成了组合液压缸的振动台试验，验证了刚度计算公式与所建立滞回模型的准确性。采用有限元方法，对比分析了不同地震作用下单层球面网壳结构在不隔震、水平隔震、非变刚度三维隔震与竖向变刚度三维隔震时的响应，建立了考虑水平地震影响的最大竖向隔震位移计算方法。结果表明，竖向变刚度三维隔震装置对结构加速度与杆件内力的减震率优于水平隔震支座，与非变刚度三维隔震装置接近，但可更有效地限制隔震层竖向位移与结构倾覆转角；所建计算方法可以准确计算结构三维隔震时的最大竖向隔震位移，不同地震记录作用下计算结果的最大误差为16.0%。     

地震作用下盾构隧道衬砌结构动力响应分析

盾构隧道衬砌结构在地震载荷作用下的安全越来越受到重视,本文运用有限元软件数值模拟地震作用过程,分析地震作用下不同管片接头模型中管片性能的变化规律,结果表明：盾构隧道在地震横向作用下产生较大的横向位移,不同管片接头模型中管片的位移时程曲线趋势基本一致,且随着管片刚度减小而增大,但均比地表土体横向位移小很多|地震作用下不同管片接头模型中管片和连接螺栓的内力分布情况相类似,随着管片刚度减小,管片横向方向和剪切方向的应力均减小,连接螺栓的轴力、剪力和弯矩均增大,其中剪力增加的幅度最大,弯矩最大值位于隧道两拱腰处。     

三跨飞燕式异型钢管混凝土拱桥地震反应及控制

利用ANSYS有限元软件,计算并分析了某三跨飞燕式异型钢管混凝土拱桥的动力特性和一致激励与行波激励下的动力响应,并对拟安装在桥上Lock-up装置的减震效果进行了评价.研究表明,纵向和竖向联合输入下结构的动力反应明显高于纵向和竖向单独输入工况;横向地震激励时,拱肋出平面位移及内力均很大,但可以不考虑行波效应的影响;纵向...     

不同类型地震动作用下双柱墩梁桥的隔震控制

远场类谐和地震动更易引起桥梁破坏,为此,以某双柱墩梁桥为结构,分别建立抗震模型与隔震模型,分析其在远场类谐和地震动与普通地震动下的动力响应,揭示隔震后主梁、墩柱和支座的地震响应变化。此外,分析SSI效应时隔震梁桥的主梁位移、桥墩弯矩和剪力以及墩顶位移变化规律。结果表明;远场类谐和地震动下隔震可减少主梁纵桥向位移防止主梁与桥台碰撞,当类谐和地震动峰值加速度较大时,隔震梁桥桥墩横桥向地震响应较抗震结构会有所增大,带来不利影响;考虑桩-土作用的梁桥墩-系梁连接点纵向弯矩随着桩-土刚度减小而增大,墩-系梁连接点容易发生纵向弯曲破坏。     

钢-混凝土组合桥梁地震响应分析

为探究高烈度区钢-混凝土组合梁桥主梁的地震响应，以主河槽桥为依托，采用反应谱法和时程分析法，开展桥梁结构的地震响应分析，主要为地震作用下钢混组合梁主梁的位移和内力响应。研究结果表明：主梁的自振频率较大，槽型钢-混凝土组合桥梁的主梁具有较大的刚度；在纵向、横向和竖向地震分别作用下，钢-混凝土组合桥梁的位移响应和内力响应均比较大，对桥梁抗震设计不利，需对桥梁的地震响应做出设计对策；在纵向+竖向和横向+竖向地震作用下，主梁两端的位移响应较大，内力响应分配不合理，固定支座位置的主梁内力较大，整体上对桥梁结构的抗震设计不利。     

稳定拱肋对主拱肋力学行为影响的试验研究

在多点竖向荷载作用下以及不同稳定拱肋倾角时研究了斜靠式圆弧拱结构主拱肋的力学行为。通过试验得到了斜靠式拱结构主拱肋的竖向位移、侧向位移以及应变,分析了多点竖向荷载作用下稳定拱肋倾角对斜靠式拱结构主拱肋位移和应变的影响。试验结果表明,稳定拱肋倾角对斜靠式拱结构主拱肋的力学行为具有显著影响,主要表现为:稳定拱肋倾角对斜靠式拱结构主拱肋的横向位移影响比对纵向位移影响大;随着稳定拱肋倾角的增加,斜靠式拱结构主拱肋的拱顶截面上部应变减小;而斜靠式拱结构的承载能力随稳定拱肋倾角的增加而增强。     

竖向基础隔震框架结构的竖向地震反应分析

对竖向隔震框架结构的竖向地震响应进行了时程动力分析，对比了隔震结构及其相应非隔震结构的动力特性，给出了罕遇地震作用下结构的最大层间轴力、位移等，得到了竖向隔震结构的竖向地震反应明显降低的结论。     

竖向地震作用对不同桥墩形式的连续刚构桥地震反应影响的数值模拟研究

以涪江三桥设计为工程背景,采用动态时程分析方法对三种不同桥墩形式的大跨度连续刚构桥进行了El-Centro地震输入波作用下的地震反应分析。采用两种不同的竖向地震工况进行数值模拟,并分别从主梁位移反应、主梁内力反应以及主墩位移、内力反应四个方面进行分析比较竖向地震作用对大跨度连续刚构桥地震反应的影响,结果表明,竖向地震作用对结构影响较大,抗震分析时不能忽视竖向地震作用。     

斜靠式拱桥力学性能分析

以有限元为理论基础,以数值模拟为计算手段,对斜靠式拱桥静力、屈曲、动力特性和反应谱作用等方面进行了分析。拱桥在自重和车道荷载作用下,主拱轴力符合一般拱桥力学概念,斜靠拱受到主拱作用,在拱顶轴力最大。在恒载和使用荷载作用下,拱桥纵向和横向稳定系数值都大于5,满足拱桥稳定性要求。动力特性分析表明,相对于纵向刚度,横向刚度较弱,故在设计和施工中需注意主拱与稳定拱上部连接可靠、变形协调、空间受力一致。斜靠式拱桥在空间三个方向反应谱作用下,主拱在竖向激励下轴力最大,稳定拱为在竖向和横向激励下最大。纵观不同方向作用,纵向刚度较大,而地震作用较小。综合不同方向地震作用,主拱和稳定拱轴力分布规律大致类似于静力作用效果。     

连续桥梁三维隔震体系地震反应分析

基于刚性地基假定分别建立了隔震及非隔震条件下的三跨连续梁桥三维有限元模型,通过对该两种模型进行动力特性和动力时程反应分析,验证了三维隔震桥梁的水平及竖向隔震效果,研究了支座参数、多向地震作用和桥墩高度等因素对桥梁结构的地震反应及支座隔震效果的影响.结果表明,三维隔震支座对输入地震波的频率具有一定的敏感性;水平隔震效果随支座屈服前后刚度比的增大而增加;随着桥墩高度的增大,水平隔震效果逐渐增加,但增加趋势逐渐平缓;多向地震作用对水平隔震效果的影响很小,而对竖向隔震效果的影响不容忽视.     

基于ABAQUS的高层隔震剪力墙结构转换梁内力分析

在带转换层的框支剪力墙结构中,应用基底隔震技术,形成带转换层的框支剪力墙隔震体系。在地震作用下,该体系内力传递途径复杂,得到转换梁、上部剪力墙和隔震支座的受力特点和内力变化规律是该类结构体系成功设计的关键。首先利用有限元软件ETABS对高层框支剪力墙隔震结构进行地震反应分析,然后取三维ETABS模型隔震层、转换梁及上部3层剪力墙组成二维ABAQUS简化模型,分别对剪力墙满跨、中跨和边跨布置的转换梁进行分析,研究了转换梁上部剪力墙、转换梁及隔震支座的内力变化规律。结果表明：三维模型结构在地震作用下,上部结构在水平地震作用可以按抗震设防烈度降低1度进行设计,隔震层最大位移满足支座最大容许位移的要求;二维简化模型结构在外荷载作用下,抵抗水平荷载的能力更好;不同布置的剪力墙与转换梁共同作用抵抗外部弯矩和剪力,剪力墙中跨及满跨布置时,转换梁出现应力集中,边跨布置时剪力墙出现应力集中,隔震设计时应对转换梁与剪力墙进行承载能力验算。     

大跨度斜拉桥地震响应反应谱分析

为了研究大跨度斜拉桥地震响应规律,以某跨径组合为60+90+150+680+150+90+60(m)的斜拉桥为例,建立了斜桥的三维有限元模型,考虑桥梁所处不同的地质环境,分析了该大跨度斜拉桥的动力特性,通过计算得出了该桥的关键点的位移响应及主塔关键截面的内力地震反应响应值。研究结果表明:桥梁关键点的位移和主塔关键截面的内力响应在100年超越概率水平为2%(E1)最大,当地震力纵向与竖向的组合输入时,与100年超越概率水平为10%(E3)相比,50年超越概率水平2%(E2)主跨跨中的纵向位移增大了1.51倍,左塔与下横梁连接处的纵向弯矩、纵向剪力和竖向剪力分别增大了47%、43%和44%;当地震力横向与竖向的组合输入时,E1概率水平下主梁跨中的横向位移为0.64 m,右塔与下横梁连接处的竖向弯矩、纵向剪力和横向剪力分别为1 356 MN·m、87 MN和35.4 MN,综合考虑地质条件与不同地震力组合输入对该桥的影响是必要的。     

冲刷作用对连续梁桥桩基地震响应影响

以一四跨连续箱梁为背景,建立了三维有限元模型,采用m法模拟了土体对桩基的约束作用,计算了不同桩基冲刷深度下结构动力特性和地震响应,研究了冲刷作用对结构地震响应的影响。结果表明:冲刷作用对冲刷桩基纵向地震受力不利,对未冲刷桩基纵向地震内力影响较小;无减隔震支座情况下,冲刷作用减缓未冲刷桩基横向地震受力;采用减隔震支座将加剧冲刷作用对冲刷桩基地震内力的不利影响。     

不同高宽比的摩擦摆结构隔震效果的SAP模拟分析

运用有限元分析软件SAP2000,对三种不同高宽比的4层隔震结构在地震荷载作用下,分别进行内力和支座位移的分析,以探究高宽比因素对于隔震结构地震反应的影响。分析结果表明:上部结构高宽比越大,隔震结构受地震荷载的作用效应也会相应增大,支座位移则呈减小的趋势。     

基于不同隔震体系的预制拼装桥墩桥梁结构 地震响应分析

为了研究预制拼装桥墩桥梁结构的地震响应,基于OpenSEES有限元分析软件建立墩顶隔震和墩底隔震的预制拼装桥墩连续梁桥分析模型; 通过分析桥梁模型在3组不同强度、不同特性地震动激励下的动力特性、位移、内力、残余位移、预应力筋预应力、接缝压力等参数的变化,对隔震体系的隔震效果进行评估并给出了墩底隔震桥梁的设计建议。结果表明:预制拼装桥墩连续梁桥采用墩顶隔震体系和墩底隔震体系均可以大幅减小桥梁在地震中的位移和内力,延长桥梁自振周期; 采用墩梁固接、墩底隔震的桥梁结构相比于直接采用隔震支座连接墩梁的桥梁结构具有更长的自振周期、更小的震中位移和墩顶残余位移,表现出更好的隔震效果,在大地震中墩底隔震体系隔震优势更加明显; 采用墩底隔震体系的桥梁预制拼装桥墩会有更大的预应力变化、预应力损失和接缝竖向压力,因此隔震支座也应具备更高的性能。     

基底摇摆隔震桥墩振动台试验与数值模拟研究

为了研究不同构造形式的基底摇摆隔震桥墩在不同水准地震作用下的响应规律和抗震性能，提出了设置高阻尼橡胶垫块和线性弹簧的两种基底摇摆隔震桥墩模型。通过振动台试验和数值模拟，对两种摇摆隔震桥墩的地震响应规律和抗震性能进行了对比研究。结果表明：两种基底摇摆隔震桥墩在不同水准地震作用后，桥墩均没有出现严重的破坏，其破坏特征主要表现为限位钢板的弯曲变形和提离约束部件的移位，桥墩呈现出良好的抗震性能；两种基底摇摆隔震桥墩相对于传统桥墩能够显著降低墩顶加速度和墩底应变响应，但墩顶水平位移响应也会相应增加，在摇摆隔震桥墩的设计上，应将墩顶水平位移作为主要设计参数；提出了两种基底摇摆隔震桥墩改进的Winkler两弹簧数值计算模型，通过与振动台试验结果对比，证明了该模型能够较好地模拟两种基底摇摆隔震桥墩的摇摆行为及其地震响应规律。     

近断层地震对基础隔震结构动力响应

运用SAP 2000有限元分析软件,采用非线性时程分析法对水平和竖向地震耦合作用下的框架进行了动力分析。探讨了铅芯橡胶支座(LRB)用于基础隔震体系时参数的优选问题,同时也对在近断层地震作用下基础隔震结构和未隔震结构动力响应进行了分析和对比。计算结果表明:对于低频地震波而言,随着隔震周期的增大,梁端最大层间位移越小,隔震效果越好;对于高频地震波而言,梁端最大层间位移和节点最大加速度随着隔震周期的增大呈上升趋势。框架层间位移随着屈服刚度比的增大总体呈下降趋势,结构的地震响应降低,并且屈服刚度比对框架结构梁端最大层间位移的影响大于隔震周期对其的影响。节点最大加速度随着屈服刚度比变化的规律,在不同地震波的作用下会有差异,不同之处往往在结构的中部以上。