土-结构相互作用的桩基础桥墩的地震响应

分析了整体法在求解土-结构相互作用问题时,其粘弹性人工边界如何设置以及如何在ANSYS里实现的问题,对桩基础桥墩分别采用考虑土-结构相互作用模型和《铁路工程抗震设计规范》中规定的模型进行了地震响应的计算,并对计算结果进行分析和比较,可为桩基础桥墩的设计提供参考。     

近场地震作用下深水桥墩的地震响应分析

近场地震以具有较大的PGV／PGA值及明显的速度脉冲为主要特征,本文分析了不同类型的近场地震对深水桥墩地震响应的影响;采用Morison方程的基本理论,将水视为附加质量,利用有限元方法来分析动水压力对深水桥墩地震响应的影响。通过计算分析得出：具有较大PGV／PGA值的近场地震波会引起桥墩结构较大的地震响应;动水压力对桥墩结构的地震响应有显著的影响,同时近场地震的速度脉冲效应会进一步增大动水压力对深水桥墩地震响应的影响;在矩形深水桥墩设计中,要考虑截面形状效应的影响,选择合适的D／B值。     

地震海啸作用对近海深水桥梁结构动力响应的影响

为确保跨海桥梁结构安全,需要进行地震响应分析。同时,由于地震可能引发海啸,有必要分析地震海啸作用对深水桥梁动力响应的影响。本文考虑地震海啸作用,同时采用辐射波浪理论考虑桥墩地震动水压力,对近海深水桥梁结构进行地震响应分析。研究表明:海啸作用增大了桥梁结构的动力响应,其影响随着海啸浪高的增加而增大;海啸浪高较大会导致桥梁结构发生损伤破坏直至丧失承载能力。综上所述,近海深水桥梁结构抗震设计应合理考虑地震海啸作用的影响。     

地震和波浪力共同作用下桥墩的动力响应研究

波浪力作用采用非线性的Morison方程,而桥墩按剪切模型进行离散,建立了桥墩在地震和波浪力共同作用下的非线性动力方程,并采用时程迭代法计算分析,发现不考虑流固耦合时桥墩的动力响应计算结果明显小于考虑流固耦合时的计算结果。因此,在地震、波浪力共同作用下,考虑流固耦合更符合实际情况。     

土—结构相互作用对高层结构地震响应的影响

钢筋砼框架结构的地震响应分析一直是高层结构设计的重点。文章基于地震波传播的等效线性化理论及土体结构的粘弹性人工边界理论,研究分析了土-结构相互作用对高层结构地震响应的影响。较不考虑相互作用而言,考虑相互作用时,高层结构自振周期有显著的增长。土-结构相互作用有利于减小高层结构的位移及内力响应。在进行无地下室高层结构设计分析时不考虑相互作用(即将计算模型嵌固端取为结构首层地面)是安全合理的。     

深水高墩桥梁的地震响应分析

通过对Morison方程和各种规范规定的动水计算方法的比较,最后选择在Morison方程的基础上,用附加质量考虑水的影响,计算深水桥墩的地震响应,得出矩形深水墩动水作用下桥梁地震反应,为进一步分析墩体遭地震破坏形式及破坏程度提供可靠数据保证。     

考虑动水压力作用影响的矩形深水桥墩地震响应分析

基于Morison方程法,采用附加质量考虑动水压力的影响研究在动水压力作用影响下,矩形实体桥墩与空心桥墩的自振特性和地震响应峰值随水深的变化规律。结果表明:桥墩入水深度、迎水面越大,动水压力作用使其自振频率折减越大,且相对于实体桥墩而言,空心桥墩自振特性改变更大。随着水深的增加,动水压力对桥墩地震响应的影响也增大,顺桥向(迎水面大)地震响应峰值增大幅度大于横桥向(迎水面小),其最大差值约达150%;空心桥墩地震响应峰值增大幅度大于实体桥墩,其最大差值约70%。     

强震作用下冰厚对桥墩动力反应的影响研究

在考虑了冰–水–桥墩流固耦合作用的基础上,建立地震作用下不同冰厚时的冰–水–桥墩流固耦合动力方程,并以冰水域中矩形桥墩为研究对象,分析地震作用下冰厚对矩形桥墩动力响应及动水压力的影响。结果表明:地震作用下,墩底最大弯矩和剪力以及桥墩侧面动水压力随着冰厚的增加而增大,且当冰厚超过0.5 m时,墩底弯矩和剪力随着冰厚的增加影响程度越来越大,墩底最大弯矩和剪力变化率分别相差88.71%和98.15%,但对桥墩侧面动水压力已基本无影响。墩身位移与加速度随着冰厚的增大而增大,其中墩身加速度变化率最大达到45.08%。因此,在进行冰水域桥墩抗震设计时应着重考虑冰厚大于0.5 m时对结构地震反应的影响。     

竖向地震作用对超大型冷却塔结构的影响分析

采用ABAQUS有限元分析软件,分别对不考虑和考虑土-结构相互作用的超大型冷却塔结构进行了弹性和弹塑性时程分析,研究了竖向地震作用对超大型冷却塔结构的影响以及考虑土-结构相互作用后竖向地震作用影响的差异。结果表明:竖向地震作用对冷却塔塔壳的竖向加速度和竖向位移、塔壳喉部主应力影响明显,对支柱轴力有一定影响,对结构水平向的地震响应影响相对较小;考虑土-结构相互作用后,竖向地震作用对支柱的竖向加速度、支柱内力以及塔壳喉部的主应力影响略有增大。     

水位变化对深水柱式桥墩地震反应的影响

以深水柱式桥墩为研究对象,以ABAQUS有限元软件为计算平台,用附加水质量法考虑水对桥墩地震反应的影响,采用3条傅氏谱频谱特征明显不同的地震波,考虑了土体和桥墩混凝土的非线性特征,分析了水位变化对深水柱式桥墩地震反应的影响.结果表明:在不同地震波作用下,水位变化对柱式桥墩的墩顶相对墩底位移、加速度、剪力和弯矩反应均有一定的影响,除个别工况外,其影响规律基本一致.对于深水柱式桥墩抗震设计计算,在考虑水的影响的同时,还要考虑水位变化的影响,这样更符合工程实际情况.     

不同的地震波对桥墩地震反应的影响研究

阐述了动态时程分析法的原理,结合实例,将El-Centro波、Taft波和Northridge波三种不同的地震波输入结构,研究其对结构地震响应的影响,通过对地震反应的分析和总结,指出对于桥墩的抗震设计需在桥墩两端局部区域加强.     

Influence of bridge deck on tsunami loading on inland bridge piers

The customary method of computing the hydrodynamic force on a pier of a bridge is based on the model tests of stand-alone piers. This implicitly ignores the influence of the deck on the flow pattern around the piers. The hydrodynamic force exerted on the piers by a solitary-like wave generated in a hydraulic wave flume is investigated using a complete pier-deck model, which includes both the pier and deck in the actual proportion. The experimental results reveal that the hydrodynamic force on the piers is influenced by the presence of the deck. For the complete bridge configuration studied, the actual force component which results from the hydrodynamic pressure acting on the piers only could be increased by as much as 50% over that for the case of stand-alone piers. This is due to the influence of the deck in obstructing the free splashing and topping over of the wave upon striking the piers, resulting in accumulation of fluid in front of the piers, and hence increasing the pressure on them. Thus, the hydrodynamic force computed based on experiments on stand-alone piers could be non-conservative for design of piers.     

钢筋混凝土桥墩弹塑性地震反应分析

以连续梁桥为例,采用非线性有限元方法,基于梁理论的纤维单元模型,计算在地震激励下钢筋混凝土桥墩的响应,结果表明：大震激励下,桥墩产生了塑性变形。     

深水作用下连续刚构地震反应分析

以某三跨连续刚构桥为例,研究了深水作用下,连续刚构的地震反应,利用Midas-Civil建立全桥空间模型,考虑深水作用对其进行反应谱和动力特性分析,并同不考虑深水作用的工况进行了对比,分析得出,深水作用会对连续刚构桥在地震作用下的位移和内力产生较大的影响,尤其对主墩产生的影响最大,设计时应重点关注。     

连续刚构桥桥墩地震反应分析

通过不同的理论方法,结合实例分析了地震作用下桥墩的响应,得出在动水压力作用下,桥墩的振动频率要明显低于无水情况;动水压力的数值比较大,不可忽略;有水情况下,桥墩基础顶面的弯矩比无水情况要明显减小的结论.     

Airy波作用下深水桥梁群桩基础地震模拟分析

基于Morison公式,采用Airy线性波浪理论描述表面波流,运用ABAQUS软件为平台的有限元数值模拟技术,分析了在同一地震动作用下考虑和不考虑波流作用时群桩基础桥墩的地震反应特性,结果表明：波浪作用对主塔根部弯矩有着明显的影响。