改进的简化能力谱法在铁路桥梁中的应用

依据现行的《铁路工程抗震设计规范》,合理地选取大量强震记录作为地震动输入,采用单自由度弹塑性动力分析程序,对不同固有周期的弹塑性单自由度体系进行非线性动力时程响应分析,得到与我国现行《铁路工程抗震设计规范》相容的具有统计意义的弹塑性需求谱和强度折减系数谱,进而对简化能力谱法作了改进,并应用于某客运专线双柱式桥墩的抗震性能评估中,再将所求得的结构性能点转化为结构的非线性地震响应,并与80条强震记录非线性时程分析计算结果的平均值进行比较,从中可以看出:改进的简化能力谱法可以用较少的计算工作量得到比较精确的结构非线性地震响应。这也验证了将改进的简化能力谱法应用于我国铁路桥梁工程抗震性能评估的可行性。     

考虑高阶振型影响的非自适应Pushover分析方法的研究进展

近年来,Pushover分析方法作为一种评估建筑结构抗震性能的方法得到了广泛的应用,而且已经被列入许多国家的建筑抗震设计规范之中。由于传统的Pushover分析方法存在许多不足之处,为此很多学者进行了深入的研究并提出了一系列的改进方法。本文结合模态非耦联弹塑性时程分析方法的基本理论,简述了多种考虑高阶振型影响的非自适应Pushover分析方法,并将其中一些方法的分析结果与采用非线性时程分析方法所得的结果进行比较,评价了它们的准确性,最后指出这些Pushover分析方法存在的问题和未来发展方向。     

静力非线性方法用于桥梁高墩抗震性能分析

高墩桥梁由于结构本身的特点,墩高使得高阶振型的影响更明显,笔者基于“等效振型高度”的概念对通常采用的MPA(Modal Pushover Analysis)方法提出改进,并采用几种不同侧向力分布模式的Pushover以及动力时程分析对桥梁单墩进行对比分析,以研究改进的MPA法应用于桥梁高墩抗震性能分析的计算精度和有效性.分析结果表明,当地震动强度较小时,MPA法和改进MPA法可以较好的改善计算结果;随着地震动强度的增大,改进MPA法的计算精度优于MPA法.     

静力弹塑性分析方法中不同加载模式的对比研究

Pushover分析方法是一种逐渐得到广泛研究与应用的评估结构抗震性能的简化方法,已经被我国现行建筑结构抗震设计规范采用.侧向加栽模式的选取是Pushover分析方法中的一个关键问题,不同结构的高阶振型对Pushover分析结果的影响程度不同.本文通过拟合规范的反应谱曲线,对三个钢筋混凝土结构分别选取了适用Ⅱ类场地的2条地震动记录和1条人工波,对比了典型地震动下非线性时程分析和采用5种不同侧向力分布模式的Pushover分析的层间位移角,以及推覆分析各工况下的结构推覆曲线、等效周期和等效阻尼比.通过振型质量参与系数体现高阶振型对结构反应的贡献.研究发现,随着结构层数的增加,高阶振型的影响变大,侧向加载模式的选取变得很重要.     

一座既有混凝土高墩桥梁的抗震评估

高墩桥梁结构在我国西部山区有着广泛的应用,且有相当一部分位于地震高烈度区.由于缺乏相应的抗震设计标准,目前这类桥梁通常都未进行抗震设计.因此,文中提出了这类桥梁的抗震评估方法,主要包括三方面,即小震下的强度验算、大震下的变形验算和必要时的加固措施.针对各抗震评估验算环节,文中采用的分析方法有(1)多振型反应谱法和线性时程分析法,用于求解在小震下结构的地震需求;(2)Pushover分析,用于求解大震下高桥墩的变形能力,为反映高桥墩在地震下的实际内力分布,文中利用基于对全桥分析的多振型反应谱法所求得的墩身实际剪力分布,来生成高桥墩的侧向力分布模式;(3)非线性时程分析法,用于求解在大震下结构的整体地震需求,文中利用基于试验提出的单轴恢复力模型,形成能考虑双轴弯曲耦合效应的基于随动强化规则的塑性双轴恢复力模型,并基于该模型编制了非线性时程分析程序.最后,选择目前国内墩高最高的混凝土梁式桥-内昆铁路花土坡特大桥为例,阐述了文中提出的抗震实用评估方法面向工程的具体实施.     

单柱式墩高架桥考虑高阶振型影响的简化非线性抗震分析

讨论了高阶振型对结构非线性反应的影响以及对规则程度不同的钢筋混凝土单柱式墩高架桥梁结构进行Pushover分析时高阶振型的贡献.使用考虑高阶振型影响的Pushover分析方法与仅考虑一阶振型的Pushover分析方法和非线性动力时程分析方法进行比较.对于较不规则的桥梁结构,考虑高阶振型影响的简化非线性分析方法能得到较好的分析结果.     

基于多模态的3种加载模式的Pushover研究

鉴于传统的Pushover法不能考虑结构的高阶振型,有学者提出了考虑多阶振型作用的Pushover分析法,从而提高弹塑性分析的精度.基于2个框架结构,采用MPA、MMPA和IMPA法对其进行详细的分析对比.结果表明,MPA法和IMPA法分析精度高,充分考虑了高阶振型的影响,在高层结构抗震性能分析中可优先采用MPA法和IMPA法.     

基于位移模式的改进能力谱法结构位移反应分析

能力谱法是基于性能抗震设计方法中结构位移反应分析的有效方法之一。为了克服常规的能力谱法在评估结构地震反应时只考虑结构第一振型的局限性,本文作者提出了基于位移模式的改进能力谱法,引入考虑多振型的位移模式,介绍了该方法的实施步骤,基于位移模式对结构进行Pushover分析得到体系的能力曲线,采用等效阻尼比和延性系数得到需求谱,从而计算结构的位移响应,并通过算例验证本文所提出方法计算结果的可靠性。     

对模态Pushover单自由度体系等效方法的改进

模态Pushover分析方法(MPA)可以有效考虑结构高阶振型,但其在确定各阶模态Pushover分析的目标位移时,采用了结构的弹性模态,并未考虑塑形状态下结构力学性能的改变。本文对MPA单自由度体系等效方法进行了改进,提出了MPA的"两阶段"等效方法,并以三个算例验证了该方法的精确性。     

基于能量平衡的位移自适应多模态Pushover分析方法

为克服传统Pushover方法的局限性,提出了基于能量平衡的位移自适应多模态Pushover方法。这种方法结合了能量平衡方法和位移自适应Pushover方法,对所考虑的各个振型分别进行Pushover分析,然后将所得各个模态性能点处对应的各向性能指标按SRSS组合规则进行组合。这种方法可以考虑高阶振型影响以及结构屈服以后侧向力分布的变化,同时也避免了传统基于位移自适应Pushover方法无法反映高阶振型影响以及Pushover分析中侧向力折返问题。为验证所提出方法的预测效果,选取3个高层钢框架作为案例,将基于能量平衡的位移自适应多模态Pushover与传统基于模态Pushover分析方法及弹塑性动力时程分析的计算结果进行对比,结果表明:提出的方法能够很好地预测高层钢框架结构的楼层位移和层间位移角。     

群桩基础桥墩静力PUSHOVER分析

静力Pushover分析是应用能力谱法进行抗震分析的重要一步,也是研究结构非线性受力特征的重要方法之一。本文采用Pushover分析方法, 同时考虑地基土与桩构件的非线性,研究了群桩基础桥墩的侧向加载模式与非线性受力特征。研究结果表明:(1)侧向加载模式不同,获得的能力曲线不同。均匀分布和墩顶集中力加载模式分别反映了结构能力曲线的上、下限,一阶振型和SRSS分布介于两者之间。建议群桩基础的Pushover分析应采用SRSS加载模式。(2)墩高小于20 m时,高速铁路简支箱梁桥的水平惯性力主要集中在墩顶及承台处。(3)受拉侧单桩初始屈服后,群桩基础的承载能力还可继续增加,但横桥向多排桩(4排桩)群桩基础增加更明显。横桥向多排桩群桩基础的位移延性系数高于纵向两排桩的情况。     

模态Pushover方法对长曲线桥的分析研究

采用模态Pushover方法计算一座桥梁结构的反应,并与标准Pushover方法及时程分析方法的计算结果进行了比较,结果表明模态Pushover分析对桥梁结构有较好的适用性和发展潜力,同时,讨论了这一方法需要改进的不足,以推广模态Pushover方法的应用.     

在用RC框架结构基于位移的抗震性能评估

根据能力谱方法的基本原理 ,建立了在用RC框架结构基于位移抗震性能的评估方法。该方法采用了振型分解法建立的多自由度体系和等效单自由度体系之间的转换关系 ,以及由现行《建筑抗震设计规范》的反应谱曲线建立的结构抗震要求曲线。用本文方法对清华大学主楼 1 0层钢筋混凝土框架结构进行了抗震性能评估 ,同时进行了小震和大震作用下的弹塑性时程分析。本文方法得到的顶点位移角、层间位移角和塑性铰分布与时程分析的结果比较符合     

大跨度斜拉桥地震反应谱分析中计算振型数研究

《公路桥梁抗震设计细则》规定:进行多振型反应谱分析时,所考虑的振型数应在计算方向上获得90％以上的有效质量.为了研究这条规定在大跨度斜拉桥中的适用性,在介绍推导振型参与系数、振型参与质量系数和振型贡献系数的表达式并比较物理意义的基础上,建立了苏通大桥模型,对上述三个物理量在振型中的分布规律进行了对比分析,同时,根据不同...     

桥梁高墩位移延性能力计算方法研究

本文总结了现行位移延性能力计算方法,对不同参数桥梁高墩计算模型采用Pushover法进行分析并与公式法比较,讨论了两种方法在计算桥梁高墩位移延性能力时的适用性,并指出位移延性能力计算偏差对抗震设计有较大的影响。     

应用建筑桩基技术规范解析双壁钢围堰上浮原因

以湘黔铁路复线渠江大桥2号墩双壁钢围堰钻孔桩基础为工程背景,应用铁路桥涵地基和基础设计规范和建筑桩基技术规范,计算桩的轴向受拉承载力以及群桩基础呈整体破坏和非整体破坏时基桩的抗拔承载力,依据桩的抗拔承载力大小,解析一起双壁钢围堰钻孔桩基础上浮的事故原因。     

Design criteria for impact factors based on dynamic on-site data in railway bridges

To evaluate the dynamic behaviours of bridges, many researchers have analysed interactions between vehicles and bridges with numerical methods instead of field loading tests. However, conventional numerical methods take too much time and cost to evaluate the impact factor of bridges in design and maintenance practice. The objective of this study was to propose improved design criteria by using impact factors based on natural frequency rather than span length of railway bridges using dynamic field load-carrying capacity test database. The improved design criteria use a different methodology than that outlined in the International Union of Railway specifications Code. Statistical regressions are applied to more easily estimate the natural frequency of a bridge with a span length of 20?m or longer with steel plate girder or truss superstructures. Calculated impact factors were compared to impact factors obtained from field measurements. Results indicated that the improved method could provide a very reliable estimation for actual impact factors. Since the suggested impact factor criteria are conservative, the proposed method can be used in design and management stages to consider dynamic effects of railway bridges in a more intuitive manner.     

某板柱-剪力墙办公楼的改造加固设计

针对某高层板柱 剪力墙办公楼结构改造加固的设计要点 ,比较不同版本的高层建筑设计规程和抗震规范在高宽比、剪力墙最大间距及轴压比三个方面的要求 ,对此类板柱 剪力墙结构的改造加固进行了总结。     

静力弹塑性分析(PUSH-OVER)方法及其工程应用

探讨了采用静力非线性方法进行结构弹塑性计算的方法和步骤;根据中国抗震规范的地震影响系数曲线,导出用于静力弹塑性计算的需求谱;建议合理的结构侧向加载方式;最后通过计算实例进行详细说明.