多次地震动作用下对桥梁圆端空心墩的位移响应研究

实际结构往往遭遇多次地震动作用,而目前国内抗震设计规范考虑的仅为单一地震事件影响,尚无法考虑多次地震动下桥梁结构的响应情况。针对上述现象,作者以秋末河大桥为工程背景,基于抗震分析软件OpenSees对铁路圆端空心墩进行传统及累积增量动力分析数值模拟,通过对比两种情况下位移响应情况来研究多次地震动的影响。结果表明：1)该铁路圆端空心墩较柔,高阶振型较为明显,结构最大位移及残余位移随峰值加速度的增加而增加;2)较单一地震作用而言,多次地震动下,结构的最大位移及残余位移均偏大;3)两种不同分析方法,对于结构最大位移响应,当结构处于弹性状态,其差异不明显,当结构处于弹塑性状态,其差异较大不可忽略;对于残余位移而言,其差异均较为明显,不可忽略。     

低配筋率铁路圆端空心墩延性抗震性能分析

为了研究铁路桥梁低配筋率桥墩的抗震性能,文章通过拟静力试验得到了相同轴压比、不同配箍率的3个铁路圆端空心墩的骨架曲线,为系统的研究不同纵向配筋率对桥墩抗震性能的影响规律,通过OpenSees软件建立桥墩的非线性有限元模型,并结合拟静力试验结果,验证有限元模型的合理性和正确性,进而进行纵向配筋率参数计算,分析了不同配箍率下3个铁路桥墩的延性性能随纵向配筋率变化的演化规律。研究结论:①低配箍率时,纵向配筋率的增加可以增强桥墩的侧向承载能力、极限位移能力,但会减小桥墩的位移延性性能;②配箍率的增加对桥墩极限承载能力影响不大,但是可以增强桥墩的滞回耗能和位移延性能力。③延性控制设计时,盲目的增加纵向钢筋反而会降低桥墩的延性性能。研究成果为评估该类桥墩的抗震性能,进行铁路空心桥墩抗震设计提供建设性的意见和建议。     

铁路圆端空心墩抗震延性的拟静力试验研究#br#

为研究高烈度地区铁路圆端空心墩的延性抗震性能,对5个1：6缩尺模型进行了低周往复加载试验,分析了圆端空心墩损伤行为和塑性铰演化机理,探讨了不同设计参数桥墩的滞回性能、位移延性、强度/刚度及等效阻尼比等。结合损伤状态,基于位移延性对圆端空心墩抗震性能目标进行量化,并通过回归分析建立了强度/刚度退化与圆端空心墩性能目标的联系。鉴于已有模型不能很好估算圆端空心墩等效阻尼比,给出了基于试验数据的等效阻尼比公式。试验及分析结果表明：桥墩由于墩底倒角处混凝土压溃剥落、钢筋屈曲或拉断而发生弯曲破坏,墩身弯曲裂缝范围约占墩高的0.61~0.75;墩底实心段、倒角过渡段和墩身变截面的共同影响使得塑性铰区延长并整体上移;随着配箍率增加,桥墩延性有较大提升;在一定范围内增大轴压比可以提高桥墩抗弯能力,但过大的轴压会使墩底混凝土提前压溃而降低延性性能;在现行铁路规范允许位移延性比4.8下桥墩处于中等损伤状态,表明按规范设计的桥墩具有较好的抗震安全性。     

铁路圆端空心高墩振动台模型试验研究

为研究不同水准地震下铁路圆端空心高墩震损模式和动力响应特征,以单线铁路40m圆端空心墩为研究对象,进行了3个1/6缩尺桥墩模型振动台试验,并与同类桥墩拟静力试验比较。结果表明：地震下桥墩损伤模式与拟静力结果存在显著差异,相同墩顶位移角下动力试件裂缝沿整个墩身分布,而拟静力试件裂缝主要集中在约2/3墩高范围内;振动台试件除在墩底倒角上缘附近形成明显塑性区域外,受高阶振型影响,墩身中上部仍出现较密集裂缝,为圆端空心高墩潜在塑性铰区;随着输入地震动PGA的增加,桥墩阻尼比、加速度、位移及应变响应增大,损伤累积导致自振频率和墩顶动力放大系数减小;桥墩在0.15g～0.2gPGA下开裂,0.45g～0.5g时首次屈服,0.55g～0.6g时进入等效屈服,最大工况0.8g或0.9gPGA下墩顶位移角为1.18%～1.48%,此时构件进入非线性状态;罕遇地震下试件DB-2(体积配箍率ρs=1.268%)抗震性能最优,试件DB-1(体积配箍率ρs=0.630%)次之,试件DB-3(体积配箍率ρs=0.270%)延性较差、易发生脆性破坏。     

矩形空心墩地震动水效应的求解

针对地震下弹性矩形空心桥墩上的动水力,提出了一个近似半解析半数值方法。基于线性辐射波浪理论利用特征函数扩展法分别得到了空心墩内部和外部水体作用于桥墩有限节点上的动水力表达。于是,得到由梁单元有限元方法形成的矩形空心墩桥梁结构与水耦合振动的运动方程。与纯数值方法相比,这一方法计算相对简单、有效,可求解结构整体响应。算例表明,该方法计算具有较高精度。     

包西铁路双线圆端形空心高墩设计

以包头西安铁路义南洛河特大桥双线圆端形空心高墩的施工图设计为依据,介绍了圆端形空心高墩的构造特点、设计计算方法,为同类桥墩的设计提供了指导。     

圆端形薄壁空心墩无支架翻模施工技术

通过贵广铁路GGTJ-2标排调河双线大桥墩柱施工实践,介绍了高速铁路双线桥梁圆端形薄壁空心墩无支架翻模施工技术,以期为各类圆端形空心墩建设积累经验。     

复杂环境下铁路圆端形薄壁空心桥墩施工技术

通过提前对模板进行综合性的模数组合设计,采取标准节定型钢模组合、多桥墩间大循环倒用流水的方法,进行数量多且集中的圆端形薄壁空心高墩的施工,提高了模板周转率,合理降低了施工成本,保证了墩体外形美观及施工安全。     

渝利和兰渝铁路桥梁双线圆端形空心墩设计

通过圆端形空心高墩在渝利和兰渝铁路中的应用,详细地介绍了铁路圆端形空心墩的适用范围、构造特点、设计计算内容方法。     

客运专线铁路双线圆端形空心桥墩施工技术

客运专线建设是实现我国铁路跨越式发展的需要,时速350km客运专线在我国尚没有成熟的经验,只有在施工过程中精心组织,仔细摸索,不断总结,才能提高施工质量.结合武汉天兴洲长江大桥北岸引桥客运专线铁路双线圆端形空心桥墩施工的工程实践,对客运专线铁路空心墩施工的方法、工艺过程及施工效果进行了介绍.     

50m圆端形变截面铁路空心高墩施工工艺探讨

针对铁路空心高墩施工的现状和特点,从钢模设计、内外模加固、工艺流程、墩身施工等几个方面进行了探讨,提出了50 m圆端形变截面铁路空心高墩施工工艺,对今后的铁路空心高墩施工具有一定的指导作用.     

长周期地震动作用下超高层建筑结构响应研究

超高层建筑结构自振周期相对较长,易受长周期地震动影响,是抗震设计时值得关注的问题。从PEER强震记录库中选取了Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类场地共410条工程中常用的强震记录,以一栋高250m、自振周期为6s的超高层建筑结构为例,从输入与输出两个层面对长周期地震动作用下的结构响应进行研究。输入层面,以规范设计反应谱为比较基准,通过分析地震动加速度反应谱,了解不同场地地震动的频谱特征;输出层面,以规范设计反应谱作用下的基底剪力为基准,通过分析超高层建筑结构在各类场地地震动作用下的基底剪力,获得不同场地地震动作用下的结构响应水平;同时,引用日本国土交通省公布的长周期设计地震动进行横向比较,通过弹塑性时程分析得到的不同时刻下结构塑性转角分布情况及发展规律,揭露长周期地震动作用下结构的响应特征与控制因素。     

不同地震动作用下高层结构响应比较研究

近年的大地震中,远离震中的高层建筑在长周期地震动作用下响应强烈。研究以高层钢筋混凝土结构为对象,选取不同频谱特征的地震波,分别以加速度标准化和速度标准化两种方式调幅进行弹塑性时程分析。结果表明:加速度峰值相同的条件下,长周期地震动对高层结构影响更大,且结构响应受位移控制,速度和能量与高层结构的地震响应关系密切。     

圆端形空心高墩程序在宜万铁路中的应用

通过圆端形空心高墩在宜万铁路中的应用,详细地介绍了铁路圆端形空心高墩的设计计算方法和计算程序的编制,并给出了空心高墩的程序设计流程图,得出了该圆端形空心高墩程序的应用能很好地提高设计效率,有很好的经济效益的结论.     

基于非线性温差的薄壁空心高墩墩顶位移研究

针对薄壁空心高墩的结构特点,依据相应的热学和力学原理,通过严谨的数学推导,得出基于非线性温差的薄壁空心高墩的墩顶位移解析公式,并通过解析值、有限元数值解和现场实测值三者进行对比分析,验证该解析公式的准确性。结果表明：论文所推导的墩顶温差位移解析公式计算结果与有限元计算值和现场实测值都较为接近,具有较高的精度,可以作为一种新的且便于使用的墩顶温差位移计算方式。     

地震动位移反应谱阻尼修正系数研究

阻尼修正系数（DMF）用于抗震设计规范中校正临界阻尼比高于或低于5%的弹性反应谱。在解耦多参数交叉影响的原则下研究了三个主要地震参数（震级、距离和场地条件）对地震动位移反应谱阻尼修正系数的影响。结果表明,DMF随着结构自振周期增大而逐渐趋近于1;随着震级和距离增大,阻尼比对位移反应谱影响随之增大,DMF曲线更加发散,这意味着通过附加阻尼减小结构地震反应对于大震和远震更加有效;场地条件对DMF的影响仅限于近场范围,但无法归纳出明显的影响规律,且随距离增大,不同场地对应的DMF之间的差异逐渐缩小。通过人工合成地震动数值试验,分析加速度反应谱与位移反应谱DMF曲线,得出结论：地震动频谱分量随频率的相对变化速度,对位移反应谱DMF曲线起控制性作用。最后提出了适宜于抗震设计规范采用的DMF公式,并利用实际强震记录数据拟合了DMF公式中的关键参数。     

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。     

超高层结构不同周期地震动响应研究

以某高度为299.3 m的框架-核心筒结构为对象,研究了不同长短周期地震动对超高层结构动力响应的影响。以地震动周期为标准,选取了35条地震动,并对其进行了分类。使用所选地震动对结构进行了弹性及弹塑性时程分析,从内力、位移以及能量耗散的角度对比分析了超高层结构在不同长短周期地震动作用下的响应差异。结果表明,随着作用于超高层结构地震动周期的增长,结构动力响应、构件内力、加强层处核心筒剪力墙剪力和框架柱轴力突变显著增大,罕遇地震动作用下,结构能量耗散机制有所改变,且长周期地震动作用下,超高层结构动力响应远大于规范规定的普通地震动,结构偏于不安全。     

重载铁路薄壁空心墩翻模施工方案

结合山西中南部铁路通道ZNTJ-11标段桥梁施工,介绍重载铁路双线薄壁空心高墩翻模施工方法,详细说明了施工方案的实施步骤和实施要点,指出采用塔吊钢筋模具整体吊装翻模施工大大提高了施工效率。     

远场长周期地震动作用下超高层建筑响应特性

已有震害研究表明超高层建筑在远场长周期地震动作用下易出现长时间晃动的共振现象,国内超高层建筑在不同概率水平的远场长周期地震动作用下的响应特性有待验证。为此,参考实际工程建立超高层结构模型,利用已有方法确定不同概率水平的校验远场长周期地震动,对比分析超高层建筑在远场长周期地震动和规范设计地震动作用下的结构响应特性、非结构响应特性,以及居住者感受程度。分析结果表明：在结构响应方面,相较于同概率水平的规范设计地震动,远场长周期地震动作用下结构的层间位移角增大约15%,楼层累积滞回耗能提高约100%;在非结构响应方面,相较于同概率水平的规范设计地震动,远场长周期地震动作用下的中部楼层的位移敏感构件损坏、顶部楼层的长周期附属设备加速度响应、家具滑动和居住者不安度相对显著。超高层建筑主要应通过提高结构耗能能力和控制非结构响应来应对远场长周期地震动。