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。     

行波效应对大跨度悬索桥地震响应的影响分析

为了研究行波效应对大跨度悬索桥地震响应的影响,本文以南沙大桥(原名:虎门二桥)坭洲水道桥为工程背景,建立ANSYS三维空间有限元模型,采用非线性时程分析法研究地震一致激励作用和多点激励行波效应对大跨度悬索桥结构关键位置内力及位移的影响。为使结果更具有普遍适用性,选取了500m/s至8000m/s范围内的9组视波速。研究结果表明:对于大跨度悬索桥,多点激励行波效应对各桥塔塔底内力、塔顶位移、梁端位移及塔梁相对位移影响不同。在视波速超过一定水平时,主塔塔底轴力、剪力及梁端位移均趋近于一致激励情况;而对于塔顶位移及塔梁相对位移,多点激励行波效应下的结构响应与一致激励情况有较大差异。因此,大跨度悬索桥的抗震设计应重点考虑行波效应的影响。     

三塔悬索桥行波效应研究

由于大跨度桥梁的地震响应对视波速具有很强的依赖性,使得目前行波效应对大跨桥梁的影响尚无统一结论。在总结时域行波效应分析中存在问题的基础上,以目前跨度最大的泰州长江大桥为例,研究三塔悬索桥这一特殊桥型的地震行波效应。基于Abaqus建立动力分析模型,获取静力初始平衡态的动力特性,给出边塔柱与中塔柱纵桥向弯矩和剪力的行波效应包络曲线、塔梁相对位移以及塔柱底部反力等响应量随视波速变化曲线,分析上述物理量在地震行波作用下的变化规律。研究表明,行波效应对三塔悬索桥地震响应的影响具有一定的波动性,行波效应的影响与结构特性以及地震波特性密切相关,因而除建立准确的有限元模型外,选取适当的地震波以及合适的视波速区间尤为重要。     

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.     

主塔塔型对大跨度钢塔斜拉桥地震反应的影响

为研究钢塔斜拉桥在不同塔型下的地震反应,以实际桥梁工程为背景,从斜拉桥抗震设计的角度出发,利用反应谱方法分析了独柱塔、H型塔和钻石型塔三种塔型对斜拉桥地震反应的影响。结果表明:独柱式钢塔斜拉桥的纵飘周期最长,H型塔最短;独柱式塔的横向侧弯周期也最长,钻石型塔最短。纵向+竖向地震作用下,H型塔及其基础的地震弯矩较大,但塔顶和塔梁间地震位移较小;横向+竖向地震作用下,钻石型塔的塔柱地震轴力较大,独柱式塔较小,独柱式塔的基础地震弯矩需求也较小。总体而言,在7度地震区,对于钢塔及其基础,地震均不会控制设计。     

基于多点激励的大跨径高墩连续刚构桥行波效应分析

依托跨径布置为(68+128+68)m的某铁路预应力混凝土连续刚构桥,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,对该桥在一致激励和行波效应下的内力和位移进行了对比分析。多点激励作用下的位移结果比一致激励作用下的结果大,并且随着波速的增大而逐渐逼近一致;行波效应对主墩墩顶和墩底截面的弯矩和剪力的影响明显。研究成果可为大跨径高墩铁路连续刚构桥的抗震设计提供参考。     

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。     

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%.     

行波效应对三塔斜拉桥地震反应的影响

推导了以体系绝对位移形式表达的行波作用下结构的运动方程,利用大型结构分析软件SAP2000对三塔斜拉桥的地震反应的行波效应进行了时程分析的数值模拟,讨论了表面视波速对三塔斜拉桥行波输入下地震反应的影响,将其结果与一致激励时的结果进行比较并讨论了拟静力反应在总反应中的贡献,结果表明,在对三塔斜拉桥进行抗震设计时,应重视行波效应对边塔的不利影响.     

斜拉-连续梁组合结构桥梁动力特性及地震响应分析

为研究斜拉-连续梁组合结构桥梁的动力特性和地震响应规律,以某高速公路预应力钢筋混凝土斜拉-连续梁组合桥(30+30+140+30+30)m为例,建立有限元空间杆系模型,分析了该桥在反应谱、一致激励、多点激励和行波效应作用下的地震响应。研究结果表明:该桥主梁截面内力主要由低阶振型控制;多点激励对主梁轴力、剪力和竖向位移有一定的放大作用;行波效应对主梁剪力的放大影响显著,对轴力、弯矩影响较小;地震作用对斜拉-连续梁组合结构桥梁连续梁段主梁内力及位移的影响均较大,不容忽视。     

考虑波速影响的斜拉桥非一致激励地震响应研究

为研究地震波传播速度对大跨度斜拉桥地震响应的影响,以某主跨跨长406 m的双塔钢箱梁斜拉桥为研究对象,建立动力有限元模型。对非一致地震激励输入方法进行理论分析,对比研究了相对运动法、大刚度法和大质量法的计算特点。通过对视波速无穷大时非一致激励法与一致激励法的计算结果进行对比,校验地震动输入方法的正确性。在此基础上,分别选择天津地震波、El Centro地震波和汶川地震波,根据软土区和岩石区地震波传播特点,对视波速在50~4 000 m·s^-1之间的不同波速工况进行计算。结果表明:波速对斜拉桥地震响应有显著影响,软土区视波速对结构影响更加突出,对位于深厚软土区的大跨度斜拉桥进行行波效应分析时,需要关注结构的内力和位移响应,而岩石区仅需关注结构的内力响应。     

行波效应对大跨多塔悬索桥纵向约束体系影响研究

大跨度多塔悬索桥各地面支承距离很大,行波效应对结构地震反应影响较大。基于直接输入位移法建立了多点激励时程分析模型。选取一座全长2 940 m的三塔两跨悬索桥为研究对象,分析了不同的塔梁纵向约束体系以及不同视波速下行波效应对大跨多塔悬索桥的影响。研究结果表明:行波效应可能会增大边塔底部的内力而减小中塔底部的内力,行波效应也可能会增大塔梁的相对位移和主梁与引桥梁的相对位移。因此,在对大跨度多塔连跨悬索结构进行抗震分析时,必须考虑行波效应的影响。     

超长连体结构地震行波效应影响研究

对于空间跨度较大的结构,行波效应对其地震响应的影响不可忽略,但目前对于超长连体结构的行波效应研究较少。苏州国际会议酒店为结构总长度333m的超长连体结构,连廊与塔楼之间采用铅芯橡胶支座与黏滞阻尼器实现柔性连接。以该项目为背景,研究行波效应对该类结构地震响应的影响。首先应用了行波效应视波速的简化计算方法,给出了国内场地视波速的参考取值范围。考虑不同视波速对苏州国际会议酒店进行多点激励地震弹塑性时程分析,重点研究一致激励与多点激励下的地震剪力、位移、加速度与支座性能差异性。结果表明：多点激励下结构楼层剪力小于一致激励,其差距随视波速的降低而增大,多点激励下基底剪力最大减小15%;结构层间位移角可满足规范要求,底部楼层多点激励层间位移角大于一致激励,其差异随视波速的降低而增大;考虑行波效应时连廊扭转效应显著提高,而连廊加速度有所降低;铅芯橡胶支座侧向位移可满足设计变形需求,其在多点激励下的侧向位移大于一致激励;行波效应亦对黏滞阻尼器附加给结构的阻尼比有一定影响。     

大跨度格构式拱结构对行波效应的响应研究

以100 m跨度的单榀钢管拱桁架屋盖为研究对象,研究分析其在水平和竖向行波效应作用下的多遇地震响应,得出行波效应的影响是显著的,其对结构的影响有利有弊,并且对大部分杆件和节点的影响随着波速的下降而越发不利,行波效应作用下内力和位移响应与一致激励相比,存在明显的滞后现象,当波速很大时,内力和位移反应的波形与一致激励下的波...     

双层柱面网壳需考虑行波效应的临界视波速分析

为了探究大跨空间结构需考虑行波效应的临界视波速，采用时程分析法对不同结构形式、不同几何尺寸的双层柱面网壳进行多视波速多点输入与一致输入的对比分析，研究结构间的地震响应规律。结果表明：任何视波速下的行波效应对横杆及腹杆无明显不利影响，对纵杆不利影响较大，且下弦纵杆内力普遍极小而上弦纵杆内力较大；支座间距的改变对行波效应有较小影响，而视波速对行波效应的影响与结构形式、结构几何尺寸等变量有关。可见，分析此类结构行波效应仅需针对上弦纵杆，而任一结构需考虑行波效应的临界视波速皆需单独分析。     

超长结构地震行波效应影响因素研究

提出确定超长结构行波效应视波速的实用方法,并对视波速的影响因素进行了深入分析。建立可以同时考虑桩基础水平刚度和转动刚度的多点激励计算模型,并以带有大跨度屋盖的多层超长航站楼为研究对象,对结构在沿长边方向地震行波作用下的位移、楼层剪力和构件内力等进行了全面分析。计算结果表明,视波速主要与基岩剪切波速、震源深度和震中距有关,基岩剪切波速越快、震中距越小、震源深度越深,则视波速越大。多点激励得到的楼层水平剪力小于一致激励,随着视波速降低,多点激励与一致激励下的楼层剪力之间的差异进一步加大。沿长边方向激励时,视波速和基础刚度的变化对下部楼层的层间位移角影响显著;沿短边方向激励时,视波速对上部楼层的层间位移角影响较大,但基础刚度对其影响较小。对称结构在平行于地震传播方向进行多点激励时,结构不发生扭转;在垂直于地震传播方向进行多点激励时,结构出现明显的扭转效应。沿长边方向多点激励时底部楼层部分框架柱内力增大,沿短边方向多点激励时各楼层均有少量框架柱内力起控制作用;随着视波速增大,框架柱内力逐渐减小;考虑基础刚度后,框架柱内力可显著降低。多点激励对大跨度屋盖部分杆件起控制作用;随着视波速降低,大跨度屋盖杆件内力逐渐减小,基础刚度的影响可忽略不计。     

考虑行波效应的矮塔斜拉桥弹塑性分析

行波效应是由于地震波到达结构物不同支点的时间差而产生的影响效应,本文以一座三塔矮塔斜拉桥--欧江特大桥为工程实例,利用Midas/civil 2015有限元软件建立该桥的有限元模型。通过采用大质量法对行波效应进行模拟,分析研究该桥在地震响应下弹塑性动力分析受行波效应的影响程度和影响规律。通过对比在不同地震波速下位移、内力、塑性铰转交的变化规律,得出了行波效应对处于软土地基的大跨矮塔斜拉桥在地震响应下弹塑性分析影响较大等结论。     

不对称双塔斜拉桥多点激励作用下地震响应分析

针对某一大跨度不对称双塔斜拉桥"塔高且不等高、桩较长、跨度大、弱阻尼"的特点,首先建立了基于大质量法的结构地震动方程。考虑到该桥桥址处局部场地人工填土土层较厚,两岸地质相异,对该桥进行了多点激励和局部场地效应分析,重点对比了主塔塔顶、梁端纵向位移及塔底根部弯矩等地震响应规律。结果表明,考虑行波效应后该桥结构内力响应和位移响应均略小于一致激励的结果,而考虑场地效应后结构位移响应增加明显但内力响应略有减小。研究成果可为类似工程提供有益的参考。     

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。     

大跨度双塔悬索桥在地震动行波激励下的响应规律研究

本文以一座主跨850m的大跨双塔悬索桥为工程背景,采用时程分析法研究了行波效应大跨双塔悬索桥地震响应的影响。通过建立三维有限元分析模型,在分析了大跨度双塔地锚式悬索桥动力特性及一致激励下地震响应规律的基础上,进一步探讨了行波效应对大跨双塔地锚式悬索桥地震响应的影响规律。分析结果表明:地震波纵向行波作用下,主塔的地震响应随着视波速的减小而先减小后增大;主梁的竖向振动则较一致激励下显著增大;主缆及吊索轴力则受地震动行波效应的影响不大。