近断层地震下连续梁桥随机振动与易损性分析

由于桥梁建设场地难免会靠近地震活动断层,为了评定近断层地震动作用下连续梁桥的地震安全性水平以及提高抗震性能,亟待发展连续梁桥非线性随机地震动力响应与易损性分析的统一、准确方法。考虑到近断层地震动是典型的随机过程激励,本文提出了基于直接概率积分法的连续梁桥结构非线性随机振动响应与地震易损性准确、通用分析的新框架。发展直接概率积分法,准确高效地计算连续梁桥结构的随机振动响应;结合连续梁桥多种失效状态,根据动力可靠度的首次超越破坏准则,利用直接概率积分法对连续梁桥进行了地震易损性分析。最后,展示了近断层随机地震动激励作用下四跨非线性连续梁桥算例结果,验证了直接概率积分法的准确性特点。比较了近断层脉冲型和无脉冲地震动对非线性连续梁桥地震易损性曲线的影响。结果表明：近断层地震动的速度脉冲显著加剧了连续梁桥结构受到的地震破坏,增大了桥梁结构进入不同破坏状态的超越概率。     

近断层高速铁路刚构桥地震易损性分析

为研究近断层地震作用下高速铁路桥梁地震响应,以国内某高速铁路刚构桥梁作为研究对象,采用OpenSees建立有限元模型,通过可靠度理论建立地震易损性曲线,对比分析近断层和远场地震作用下桥梁易损性,研究了近断层地震动速度脉冲效应对桥梁结构地震响应的影响。结果表明,相同地震强度作用下,有速度脉冲的近断层桥梁构件及系统在各损伤状态下的易损性明显高于远场地震动,桥梁系统在近断层及远场地震作用下的系统易损性均高于单个构件,采用单个构件的地震易损性评估系统易损性会高估桥梁的抗震性能;相对于一阶界限法,二阶界限法考虑了桥梁构件之间的相关性,易损性曲线上下界宽度较小,桥梁地震易损性评估更为精确;罕遇地震作用时,近断层地震作用下轻微损伤、中等损伤、严重损伤及完全破坏4种损伤状态的系统易损性相较于远场地震作用下分别高3、13、23、3百分点,近断层桥梁结构抗震性能评估应考虑速度脉冲效应对桥梁结构地震响应的影响。     

大应变FRP加固连续梁桥地震易损性分析

为评估地震作用下大应变纤维增强聚合物(large rupture strain fiber reinforced polymer, LRS FRP)加固桥梁的抗震性能,以一典型三跨连续梁桥为例进行了研究。目前关于LRS FRP约束混凝土往复轴压模型的研究较少,限制了LRS FRP加固桥梁的抗震分析。因此介绍了作者课题组提出的简化LRS FRP约束混凝土往复轴压模型,根据此模型并结合地震易损性分析理论,基于OpenSees平台,采用增量动力分析(incremental dynamic analysis, IDA)方法,对三跨连续梁桥在LRS FRP加固前后的地震易损性进行了分析。结果表明：轻微损伤和中等损伤状态下桥梁墩柱基本处于未受损坏的线弹性阶段,LRS FRP加固对其地震易损性影响不大;严重破坏和完全倒塌状态下,未加固桥梁的损坏超越概率明显大于LRS FRP加固的桥梁。提出的简化LRS FRP约束混凝土往复轴压模型可为LRS FRP加固桥梁的抗震分析提供参考。     

考虑桥台性能影响的连续梁桥地震易损性分析

由于目前桥台性能对整个桥梁结构地震易损性影响的研究较少,本文对考虑桥台性能的连续梁桥地震易损性进行研究。以一典型三跨连续梁桥为例,分别建立了有、无桥台两种情况下的有限元模型;根据四类场地从PEER(Pacific earthquake engineering research center)强震数据库中各选取100条地震波来模拟地震动的不确定性,并组成"结构—地震波"样本对;采用Open Sees对结构进行非线性时程分析后得到构件响应,并定义了各个构件的四种极限破坏状态;采用可靠度理论得到各个构件的地震易损性曲线。研究表明:桥台对构件的地震响应有显著影响,若不考虑桥台作用将会使其他构件的损伤概率明显增大;且在同一场地条件下,墩柱最易损伤,滑动支座次之,而桥台最不易损伤。     

城际高速铁路连续梁桥施工监控中的敏感性分析

大跨度预应力混凝土连续梁桥的施工监控是施工中的核心技术。在施工过程中,通过施工监控调整桥梁结构的线型和内力达到预期的设计值,确保桥梁结构的施工安全。文章重点介绍了跨沪杭桥的施工监控特点。     

桥台背墙对连续梁桥地震易损性的影响

为探究桥台背墙对连续梁桥各主要构件地震易损性的影响,以一座四跨连续梁桥为例,使用OpenSees软件分别建立是否考虑桥台背墙的桥梁非线性模型。根据场地类型,从PEER数据库中筛选了100条地震波,对两模型分别进行计算,使用云图法建立各构件易损性曲线。研究表明：桥台背墙对连续梁桥的各构件抗震性能有显著影响;桥台背墙对各构件地震易损性的影响随着损伤程度的增大而增大,并在完全损伤状态,影响程度达到最大,桥墩易损性均值偏差达到85.5%;在各级损伤状态下,桥台背墙对桥墩的地震易损性影响最大。因此,建议在分析连续桥梁结构抗震性能时,考虑桥台背墙。     

高速铁路简支箱梁桥的概率地震需求模型及易损性分析

基于已建成高速铁路桥结构类型统计数据,以典型预应力混凝土简支箱梁桥为对象进行易损性研究。考虑5个不确定性参数,基于拉丁超立方抽样的反复试验法建立桥梁样本。采用"装箱法"选择地震动记录,与桥梁样本配对后进行非线性时程分析得到结构响应。定义各构件的损伤状态,通过对构件需求能力比进行二次回归建立桥梁各构件的概率地震需求模型,并生成构件易损性曲线,运用二阶单一边界法生成全桥易损性曲线。结果表明：二次回归分析产生的概率需求模型比线性回归方法更可靠;在地震作用下,此类桥梁构件中的墩柱、活动支座较易损伤,二阶单一边界法能较好地评估全桥系统易损性,在应用上二阶单一边界法比一阶上下边界法简洁方便。     

连续梁桥在主震-余震序列波下的地震易损性分析

地震通常以地震序列的形式发生,主震后通常会伴随余震。结构在主震中发生损伤后,即使较低震级的余震仍然会造成很强的结构破坏,并产生严重的后果。为了研究余震对于连续梁桥抗震性能的影响,本文采用易损性方法,以一座三跨连续梁为例,利用Open Sees程序建立三维有限元模型,选取并整合75条实测主震-余震序列波,分别在考虑余震及不考虑余震的情况下,使用云图法建立概率地震需求模型并计算其地震易损性,通过对比分析得到余震对结构地震易损性的影响。分析结果表明:余震会增大桥梁结构的地震需求及地震易损性,并且地震强度越大余震的影响也越大。因此忽视余震的影响往往会高估结构的抗震能力,在进行结构抗震设计时地震动输入应考虑主震-余震序列波。     

高速铁路连续梁桥施工控制关键问题研究关键探索

当前我国道路交通建设事业的快速发展,逐渐扩大了高速铁路建设规模.实践中为了增强高速铁路连续梁桥施工效果,保持其良好的控制状况,则需要对与之相关的关键问题有所了解,避免给连续梁桥施工中埋下隐患,满足其高效施工要求.基于此,本文将对高速铁路连续梁桥施工控制关键问题进行系统阐述.     

地震作用下中等跨径RC连续梁桥系统易损性研究

为了解决传统桥梁易损性分析只选取单一典型构件代表整体易损性而导致精度偏低问题,提出以连续梁桥为代表的桥梁可以视为由桥墩、桥台支座、桥墩支座等多个构件组成的三元串联体系,并采用墩端曲率或基于弹塑性耗能差率的损伤指数和支座位移来量化相应构件的损伤程度,进而进行构件易损性分析. 引入多元Copula函数,在求出主要构件易损性的基础上,考虑各构件之间的相关性,构建相应的联合概率密度函数,从而建立求解三元构件系统地震易损性的方法. 算例分析表明基于多元Copula函数的桥梁系统易损性能够更真实地表征桥梁整体的损伤特征和易损性,且能代替大量抽样分析,明显提高计算精度和效率.

     

多跨连续梁-刚构桥地震易损性分析

为研究多跨连续梁-刚构桥地震易损性,基于OpenSEES平台,建立实际桥梁非线性地震反应分析模型。通过增量动力分析,建立不同桥墩、支座及桥台等桥梁构件易损性曲线,分析了全寿命周期内桥梁关键抗震构件桥墩的时变地震易损性,采用界限法估算桥梁结构系统的失效概率,研究算例桥梁的系统易损性。结果表明：在同一损伤状态下,1^#与4^#桥墩较易出现损伤,5^#桥墩其次,2^#和3^#桥墩的概率最小,即墩高、材料强度及墩顶约束均会影响其易损性;桥台处支座相比于桥墩处支座,更易产生损伤;两桥台易损性曲线斜率较大,其发生同一损伤的概率无明显差别;全寿命周期内耐久性损伤后桥墩轻微损伤、中等损伤及严重破坏的超越概率显著增大,中等损伤状态下的超越概率分别增大3.1%、11.3%、20.9%、29.1%、34.1%,严重损伤状态下分别增大3.9%、13.5%、25.1%、33.4%、35.4%。桥梁系统易损性大于各构件,采用单个构件易损性来评估桥梁易损性会高估桥梁抗震性能。     

混合连续梁桥受力对比分析

混合连续梁桥通常是指在桥跨度方向上选择合理的位置用钢箱梁或组合梁取代预应力混凝土梁的一种结构形式.本文以某三跨预应力连续梁桥为背景,对原桥主跨150m混凝土梁中间50m段改为钢-混凝土组合梁结构,形成混合连续梁桥,运用有限元软件MIDAS CIVIL分别建立原桥和新结构的有限元模型,并对两个模型进行施工阶段分析和静力分析.通过对两种桥型的受力分析和对比,表明混合连续梁桥具有明显优势,可较好地运用到大跨径连续梁中.     

高速铁路桥梁连续梁工程施工技术

随着国家经济的不断发展,高速铁路行业也得到了大理的发展。桥梁连续梁施工技术水平的高低会直接影响到高速铁路桥梁连续梁工程质量,从而间接影响到高速铁路整体运行性能。本文主要简单介绍了高速铁路连续梁工程的主要特点以及工程要求,之后又总结了高速铁路桥梁连续梁工程技术,期望可以为高速铁路桥梁连续梁工程质量的进一步提升提供参考。     

高速铁路桥梁连续梁工程施工技术

现阶段我国高速铁路桥梁工程建设期间,为了跨越河沟经常采用连续梁做作为施工作业期间的一项重要手段。在工程施 工期间,为了提升桥梁工程的最终质量,经常要对科学施工技术进行应用,进而使最终建设的工程整体质量能够得到进一步提高,但 是,从连续梁施工的具体情况来看,面临较大难度,因此,施工技术人员要全面、精准理解施工技术,通过对...     

基于全寿命周期成本的高速铁路连续梁桥减隔震方案研究

高烈度地震区大跨连续梁桥一般采用减隔震设计以减小结构地震反应及由此带来的经济损失,而不同的减隔震方案亦决定着结构的抗震性能和初始成本。为了从抗震性能和经济性两方面综合评价连续梁桥减隔震设计的合理性,以一座高烈度区高速铁路连续梁桥为背景,设计多种减隔震布置方案开展桥梁地震易损性分析,并基于全寿命周期成本最小准则探讨了桥梁在全寿命期内各方案的经济性。结果表明：全桥采用双曲面球型支座和黏滞阻尼器配合使用方案在全寿命周期的地震损失最小,但初始成本过高致其经济性较差;全桥布置双曲面球型支座、边墩配置黏滞阻尼器方案满足抗震设防要求且全寿命周期成本最小,为本文减隔震设计中的最优方案。本文提出的桥梁减隔震方案研究方法实现了结构抗震性能与其经济效益的双目标评价,为利益相关者对桥梁减隔震方案的合理决策提供了新思路。     

基于全寿命周期成本的高速铁路连续梁桥减隔震方案研究

高烈度地震区大跨度连续梁桥一般采用减隔震设计以减小结构地震响应及由此带来的经济损失,而不同的减隔震方案亦决定着结构的抗震性能和初始成本。为了从抗震性能和经济性两方面综合评价连续梁桥减隔震设计的合理性,以一座高烈度地震区高速铁路大跨度连续梁桥为背景,设计多种减隔震布置方案开展桥梁系统地震易损性分析,并基于全寿命周期成本最小准则探讨了该连续梁桥在全寿命期内各减隔震方案的经济性。结果表明:全桥采用双曲面球型隔震支座和液体黏滞阻尼器配合使用方案是全寿命周期地震损失最小的方案,但高达622×10~4元的减隔震措施费用引起桥梁初始成本过高,致使该方案经济性较差;全桥布置双曲面球型隔震支座、边墩配置液体黏滞阻尼器的方案在满足抗震设防要求的同时,大幅降低了桥梁初始成本,实现了结构减隔震措施造价与损失期望的有机平衡,为本算例桥梁减隔震设计中的最优方案。作者提出的桥梁减隔震方案研究方法有效弥补了当前在减隔震设计中主要考虑桥梁抗震性能而忽略其经济效益的不足,实现了结构抗震性能与其经济效益的双目标评价,为利益相关者对桥梁减隔震方案的合理决策提供了新思路。     

高速铁路无碴轨道预应力连续梁徐变影响分析

随着我国高速铁路事业的发展,越来越多的大跨连续梁桥得到应用.但是过去建设的大跨连续梁已有不少出现了挠度增大及表面开裂等现象,引起这些现象最重要的原因是混凝土的收缩徐变效应.本文选取合理的徐变系数后,从相对湿度、加载张拉龄期、二期恒载上桥时间三个因素对徐变影响进行研究,提出控制后期挠度变形的建议.     

苍溪某新建连续梁桥荷载试验分析

为检验桥梁性能及工作状态,对苍溪某新建连续梁桥进行静动载试验。运用有限元法建立试验模型进行计算,再用等效的车辆荷载对桥梁进行静力加载;通过不同速度的跑车试验和跳车试验对桥梁进行动力加载,并通过模态软件分析,可得到跑车和跳车试验对桥梁的冲击作用;结合计算和静动载试验数据分析,获知该桥的结构现状及整体受力性能情况,确定该桥符合桥梁规范公路Ⅱ级荷载等级要求,桥梁的静动力性能良好。该次试验为了解施工质量、全面检验桥梁结构的可靠性提供了必要的数据支持,也可为以后同类型连续梁桥的竣工验收提供理论参考。