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。     

寒区长大桥梁地震响应分析及影响因素研究

以寒区某河谷场地地震响应作为一座5跨刚构桥的输入激励,研究了地表融土厚度、局部场地效应及桩-土相互作用对桥墩顶底相对位移、墩底及梁身内力的影响。结果表明:在以上三影响因素中,融土厚度对桥梁各响应峰值影响最小;局部地形效应影响下,各响应峰值较与仅考虑行波效应时均有不同程度的减小;墩底内力及桥墩相对位移响应峰值受桩-土相互作用影响显著。     

某高速铁路矮塔斜拉桥的地震响应分析

文章以一座主跨为160 m的双塔三跨预应力高速铁路混凝土矮塔斜拉桥为研究对象,对其进行动力学特性分析,获得了结构的振型、固有频率、振型参与系数等相关参数。建立了塔、墩、梁固结结构体系,在该结构体系动力学模型的基础上,对桥梁结构进行了时域上的动态响应分析,进一步采用相对运动方法对桥梁结构施加多点激励来模拟地震工况,计算结构在地震激励下的动态响应,揭示行波效应对桥梁结构塔、梁等关键部位动力学特性的影响。结果表明：地震作用最强烈的阶段为开始前7 s内,之后会逐渐减弱。与一致激励分析结果相比,多点激励对主塔、墩底内力结果影响较大。文章为桥墩延性设计提供了依据,多点激励分析显示行波效应对结构地震响应有很大影响,特别是在大跨桥梁设计时不能忽视。     

考虑地形影响和多点激励的大跨高墩桥地震响应分析

提出一种综合考虑行波和地形影响的大跨结构在多点输入下的地震响应分析方法。首先计算P波在多种角度入射下两座山峰以及其间自由场地的时程响应,并以此作为两座山峰之间大跨桥梁的桥台及桥墩基础多支承点处的地震输入,这种地震输入综合了行波和地形的影响。然后基于多点激励下地震响应分析方法,编制有限元分析程序,在此基础上分析了考虑行波和地形综合影响下一座360m4跨高墩连续刚构桥的多点激励地震响应。从分析结果看,考虑地形效应和不考虑地形效应的差别较大,不考虑地形效应可能会较小的估计结构的内力响应。因此,大跨度结构地震响应分析应考虑地形的影响。本文分析结果可供抗震设计参考。     

主墩不等高连续刚构桥地震响应分析

为深入研究桩土效应对连续刚构桥墩身动力学特性的影响,以及连续刚构桥存在墩身高差时在各种地震条件作用下墩身的响应特点,以实际桥梁为基础,分别设计了墩底固结和考虑桩土效应的2种有限元模型,然后通过反应谱法和时程分析法来计算在地震条件作用下2种模型的墩身响应,最后根据2个模型的内力、弯矩和剪切力数据进行对比,得出了连续式刚构桥在强烈地震中的响应特点。     

基于行波效应的顺桥向非一致激励刚构桥位移响应分析

地震发生时,高墩大跨连续刚构桥各支承点所受激励不同,动力响应特性较一致激励情况有较大差别。以812m高墩大跨连续刚构桥为例,推导非一致激励下的结构运动方程,运用Midas Civil软件建立数值模拟进行分析,选取模型实测记录的地震波时程数据,考虑行波效应的非一致激励地震动输入。研究成果表明:一致激励和考虑行波效应的顺桥向非一致激励响应效果差别较大,刚构桥各关键节点处的顺桥向位移响应与视波速具有显著相关性;无论波速大小,相对位移峰值明显大于位移峰值差,采用位移峰值差表征不同节点间最大相对位移会低估不同节点间相对位移响应。     

基于行波效应的门型塔斜拉桥地震响应分析

为探讨行波效应对桥梁地震响应特征的影响,以(120+258+120)m门型塔预应力混凝土斜拉桥为研究对象,建立了三维有限元分析模型。采用相对运动法输入非一致地震动,对该桥进行了行波效应分析。分析结果表明：地震行波效应对门型塔斜拉桥的中塔柱、边塔柱内力均有不同程度影响。视波速越小,行波效应越明显。随着视波速逐渐增大,主塔内力趋近于一致激励。塔顶截面受行波效应影响最大,塔底截面次之,下横梁处主塔截面所受影响最小。在地震行波效应影响下,主塔横桥向位移较顺桥向位移变化幅值更大。     

考虑行波效应的大跨度连续刚构桥地震响应分析

为研究大跨度连续刚构桥地震响应特性,基于考虑行波效应的多点激励时程分析方法,以涪江三桥为研究对象,应用ANSYS有限元软件对其进行了地震响应分析,并与一致地震激励下的计算结果进行了比较。研究结果表明,行波效应对该类连续刚构桥桥墩的抗震设计是有利的,对主梁则会产生不利影响。     

波流影响下库区深水高墩连续刚构桥地震响应研究

文章为研究波流作用对深水桥梁全桥体系地震响应的影响,建立波流环境下深水高墩桥梁地震响应分析方法。以某库区深水高墩连续刚构桥为研究对象,采用有限元软件USFOS建立全桥体系三维数值模型,探讨了波流参数(波高、波浪周期、流速和水深)对桥梁主墩与边墩墩身弯矩幅值分布的影响。研究结果表明:各波流参数对深水连续刚构桥主墩与边墩地震响应的影响是不一致的,并且这种影响程度与地震动频谱特性及桥梁构造的不规则性密切相关,其中,主墩受影响程度更为剧烈;随着波高或流速的增大,边墩整体墩身地震响应逐渐增大,主墩墩顶附近区域地震响应几乎不变,但主墩墩底附近区域地震响应会显著增大;波浪周期增长或者水深的增大,可能会增大或者减小主、边墩地震响应,呈现不规则性,在工程设计中应谨慎考虑。     

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。     

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。     

空间变化地震激励下大跨度桥梁地震反应分析

强震发生时由于受行波效应、部分相干效应和局部场地效应等因素的影响,大跨度桥梁地面各支承处所受激励并不相同,按多点激励的模式进行地震反应分析较为合理。本文对天津市快速轨道交通工程中1座4跨预应力混凝土连续刚构桥进行了多点激励地震反应分析,并与一致激励下动力时程分析的计算结果进行了比较,对该4跨预应力混凝土连续刚构桥的工程建设具有直接的指导意义。     

钢筋混凝土大底盘工程场地地震响应分析

水平土层场地尤其是特殊地形的场地地震响应计算是工程场地安全性评价的重要内容。本文以上海某在建超高层建筑中钢筋混凝土大底盘工程场地为背景,对其深覆盖土层场地进行了地震响应计算分析。为研究地震作用下刚性大底盘可能产生的地震动摆动效应,采用工程场地地震安评报告提供的3条地震波进行了一致激励和行波激励的地震响应分析。计算结果表明,混凝土大底盘具有刚体运动的特点,且具有一定的摆动效应,地震动强度越小,地震波激励方式引起的摆动效应差异越大。行波激励下底盘各点水平加速度响应较一致激励有所减小,按沿基岩一致地震输入进行土层地震反应分析偏于安全。     

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。     

大跨度斜拉桥多点激励地震反应分析

大跨度斜拉桥各地面支承距离较大 ,一致激励地震输入模式并不符合实际情况 ,应当考虑地震波有限波速传播所引起的行波效应以及部分相干效应和局部场地效应的影响。本文以主跨 1 0 1 8m的某在建大跨度斜拉桥为例 ,数值仿真分析了三种确定性地震波一致激励、行波激励以及随机地震动场多点激励作用下斜拉桥关键部位的地震反应 ,为该斜拉桥的工程设计提供了可靠的理论依据     

行波效应对高墩桥防地震碰撞的影响

采用有限元软件OpenSEES建立某高墩桥梁的三维有限元模型.并采用三维输入地震动的方式,通过对比分析一致及一致输入条件下,高墩桥梁纵桥向主梁的加速度和轴力、支座变形、墩底弯矩以及各墩墩顶位移情况,研究行波效应对高墩桥梁地震碰撞控制的影响.     

地震作用下大跨斜拉桥主桥与多联引桥伸缩缝处连锁碰撞效应研究

针对地震作用下大跨斜拉桥主桥与多联引桥间易发生连锁碰撞现象,以一座典型大跨斜拉桥为研究背景,采用SAP2000 Nonlinear有限元程序,建立考虑主桥与多联引桥伸缩缝处碰撞效应的桥梁结构三维非线性计算模型,采用非线性时程分析法,研究大跨斜拉桥主桥与多联引桥伸缩缝处连锁碰撞效应对桥梁抗震性能的影响,并分析初始间隙、引桥周期比对连锁碰撞效应的影响规律。研究结果表明:若仅在引桥-引桥相邻梁体间发生碰撞,碰撞效应对短周期联引桥影响不大,但对长周期联引桥有一定影响,即会增大长周期联引桥梁端位移、梁墩相对位移以及固定墩墩底地震响应;而若主桥与多联引桥间发生连锁碰撞,不仅会显著增大短周期联引桥梁端位移、梁墩相对位移以及桥墩地震响应,而且会进一步增大长周期联引桥梁端位移、梁墩相对位移以及桥墩地震响应,更易引起各联引桥桥墩破坏或梁体落梁;随着初始间隙的增大,连锁碰撞效应对引桥结构的影响减弱;随着短周期联引桥基本周期的减小,连锁碰撞效应对短周期联的影响也有所降低。     

基于振动台试验的刚构桥近断层效应动力响应分析

对1:10比例三跨刚构桥模型进行考虑多点激励的缩尺模型振动台台阵试验,在此基础上建立模型桥的有限元模型,选取了10条典型的近断层地震动和10条远场地震动,对其作用下刚构桥的动力响应进行对比分析.研究表明:地震动空间效应对桥墩变形、受力均为不利因素,其影响程度与墩梁约束形式、波速的取值密切相关;与远场地震动相比,近断层地...     

行波激励下双肢薄壁高墩大跨连续刚构桥的动力响应

利用大型结构分析软件,建立了一座5跨双肢薄壁高墩大跨连续刚构桥的空间抗震有限元模型,运用时程分析法计算了一致激励及行波效应下高墩的地震响应。结果表明：纵向线刚度大的墩将分担较大的纵向内力,质量大的墩将分担较大的横向内力;考虑行波效应后,结构的内力均有不同程度的增大,而结构的位移却呈现减少的趋势,结构的振动周期延长。     

多点激励下高墩大跨桥梁抗震性能分析

基于OpenSEES平台,建立高墩大跨桥梁的弹塑性结构模型,对比分析在一致地震激励及行波输入下桥梁结构的地震反应特性,并对行波输入下高墩桥梁的破坏过程进行详细研究。分析结果表明,地震波频谱特性及地震动输入方式对桥墩的出铰位置和破坏顺序有较大影响;高墩的破坏主要表现为弯曲破坏,单墩墩顶截面出铰或达到极限状态往往先于墩底截面,设计时应引起重视。