斜交装配式简支梁桥地震非均匀碰撞效应

鉴于地震作用下斜交梁桥的不规则平面旋转位移使得应用接触单元法计算斜交梁桥碰撞效应存在一定的局限性,为了探讨三向地震作用下斜交装配式简支梁桥的地震碰撞力、梁端应力和墩底应力的非均匀分布规律,提出了采用显式动力接触算法计算斜交梁桥地震碰撞效应的数值模拟方法。结果表明:斜交简支梁桥横桥向的碰撞比纵桥向的碰撞更加剧烈;桥台背墙对边主梁的碰撞力大,对中间主梁的碰撞力小;桥面两侧的梁间碰撞力大,桥面中心线的梁间碰撞力小;挡块根部受到的碰撞力大,相应部位的边主梁横向应力大;挡块端部受到的碰撞力小,相应部位的边主梁横向应力小;碰撞对台柱底部几乎没有影响,斜交梁桥的地震碰撞力分布极不均匀,总体上表现出“四角四边大,中间部位小”的特点。     

斜度对公路简支斜交梁桥碰撞效应的影响

以单跨简支公路斜交梁桥为研究对象,以改进的单梁法与改进的桥台模拟方式建立单跨公路简支斜交梁桥有限元分析模型。探讨了单跨简支公路斜交简支梁桥斜度变化对主梁与桥台间碰撞效应的影响。研究结果表明:仅考虑纵向碰撞时,随着斜度的增大,横向位移先增大再减小,梁体最大转角呈现先增大后减小的变化规律;而双向碰撞时,斜度对梁体横向位移的影响很小;随着斜度的增大纵向位移逐渐减小,当斜度为60°时相比直桥纵向位移减小约50%,桥台最大反力与挡块最大反力没有一定的规律性,不同的地震动差异较大。     

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。     

邻梁碰撞对隔震连续梁桥地震反应的影响

采用非线性时程分析方法,模拟了粤东高烈度地区两联隔震连续梁桥结构地震动反应,并通过接触单元法Kelvin模型模拟邻梁的碰撞效应,探讨了邻梁碰撞对隔震连续梁桥地震反应的影响,结果表明:地震作用下,主梁过大的相对位移导致了邻梁间的多次碰撞且碰撞力非常大,可能引起梁端的局部破坏;碰撞减小了主梁的位移,但幅度不大,明显减小了邻梁间的相对位移;碰撞作用增大了右联连续梁桥中间墩的地震反应,减小了其他墩的地震反应。     

半整体式桥台无缝化斜交桥的抗震性能分析

为了掌握半整体无缝斜交桥的动力特性和地震响应特点,采用MIDAS/Civil建立了湖州贯边桥的有限元模型,进行了动力特性分析,并运用反应谱法和地震时程法对无缝化斜交桥进行了地震响应分析。结果表明:梁端台后土对桥梁的约束作用随斜交角的增大而逐渐减弱;主梁梁端台后土的作用对桥梁结构是有利的,可以有效约束桥梁纵飘;在进行地震安全性分析时,用反应谱法所得的墩底内力和墩顶位移均大于时程分析法;在进行半整体无缝斜交桥的工程设计时,应以垂直于盖梁方向输入地震动计算固定支座所产生的墩顶位移来控制桥梁的抗震安全性;所得研究成果为半整体式桥台无缝化斜交桥的抗震设计和研究提供了可参考资料,对该桥型的实际工程应用和发展起到了推动作用。     

梁端碰撞对曲线梁桥地震反应的影响

以某曲线梁桥为对象,研究了梁端碰撞对该类型桥梁地震反应的影响。通过有限元软件SAP2000,建立空间杆系模型,采用时程法模拟分析多联曲线桥在地震荷载作用下的碰撞现象。分析结果表明,曲线桥在地震下的梁端纵桥向位移明显大于直线桥。对于多联曲线桥梁,即使各联情况完全相同,相邻联的主梁仍会产生碰撞。另外,随曲率半径的减小,碰撞向梁端的圆弧外侧集中。     

斜拉桥主梁不同纵向约束刚度对动力特性的影响

斜拉桥纵向约束一方面允许结构在车辆、温度和混凝土徐变作用下产生适当位移,减少内力作用;另一方面防止结构在地震发生时产生过大位移而造成的梁端碰撞或落梁破坏。文章以杭州湾跨海大桥北航道桥设计方案为实例利用能量原理分析了不同主梁纵向约束对于斜拉桥动力特性的影响得到了一些重要的结论可供设计参考     

桥台伸缩缝处的碰撞对地震反应的影响

连续梁桥在地震作用下,伸缩缝处发生碰撞而造成结构破坏。本文在建立考虑桥台与梁之间碰撞效应的简化刚体模型的基础上,采用有限元分析软件ANSYS对模型进行地震反应时程分析,研究了在考虑桥台与梁之间碰撞作用下,纵向地震作用时梁与梁伸缩缝处的碰撞效应。并分析了梁与桥台的碰撞对桥梁结构位移的影响,研究结果对类似的连续梁桥的抗震设计有一定的参考价值。     

斜交连续梁桥地震位移响应及典型参数规律研究

为了揭示斜交连续梁桥的地震破坏规律,提高这类桥梁抗震设计的针对性,选取汶川震害中某典型斜交连续梁桥为原型,以支座摩擦系数、斜交角、主梁跨数、墩高为参数构建了 15个分析桥例.考虑支座滑移、挡块退化、桥台伸缩缝碰撞等非线性因素,基于OpenSEES开源程序建立模型,采用非线性时程分析方法研究了斜交连续梁桥地震位移响应特点...     

强震下梁与桥台碰撞特性及防撞防落梁措施研究

基于强震作用下梁与桥台相对位移及碰撞特性研究,结合桥台缩尺模型振动台试验,明确强震作用下桥台碰撞损伤规律,以及不同防撞防落梁装置对桥台结构动力响应的影响。研究表明：设置防撞垫片会使上部梁体与桥台间最大碰撞力削弱约50%;增加桥台隔震支座刚度,避开地震动卓越周期,可以在一定程度限制上部梁体位移,起到减隔震的效果。拉索式防落梁装置对上部梁体靠近桥台时的位移削弱达63.34%,有效保护桥台背墙;钢板式防落梁装置对桥梁结构上部梁体远离桥台侧的位移削弱达37.53%,有效防止发生碰撞作用和落梁现象;链式防落梁装置对上部梁体远离桥台位移削弱作用达93.98%,但同时也增加上部梁体靠近桥台背墙侧位移,能够有效防止落梁发生。