行波激励下多塔自锚式悬索桥地震响应规律

多塔自锚式悬索桥为新型桥梁结构,结构静动力性能十分复杂.以某三塔自锚式悬索桥工程为研究背景,建立三维数值分析模型,基于时程分析法研究不同视波速的行波效应对多塔自锚式悬索桥地震响应的影响规律.研究结果表明：边中塔身内力、塔顶索鞍抗滑系数、边跨主梁内力等地震响应均受行波效应的影响较大,而主缆、吊索及桥墩内力则受行波效应的影响则较小;不同视波速下的行波效应影响程度各不相同.总的来说,行波效应对多塔自锚式悬索桥的影响规律十分复杂,还需要进行进一步深入探讨.     

压弯耦合效应下自锚式悬索桥自由振动研究

基于大位移非线性弹性理论的广义变分厚理,考虑了加劲梁的压弯耦合和剪切应变能的影响,建立了三跨自锚式悬索桥空间耦合自由振动的大位移不完全广义势能泛函,通过约束变分导出了自锚式悬索桥的竖向挠曲振动、横向挠曲振动和纵向振动的基础微分方程,忽略非线性项的影响,进而得到线性振动微分方程．以一座拟建的自锚式混凝土悬索桥为例,求出了竖向振动方程自振频率的解析解,并与数值解作了比较,证明了这一理论和方法为自锚式悬索桥的固有振动特性分析能提供可靠的依据。     

大跨径自锚式悬索桥主缆的线形计算及误差分析

针对自锚式悬索桥的主缆线形在施工过程中的变化特性,自编分段悬链线法和抛物线法程序实现了大跨径自锚式悬索桥主缆线形、空缆线形、各节段无应力长度、吊点坐标和索鞍预偏量等几何特征参数的精确计算;结合工程实例,对自编程序与Midas civil软件计算结果进行了比较分析. 结果表明:与有限单元法相比,分段悬链线法计算得到的索鞍预偏量相对误差为11. 3%,抛物线法计算得到的索鞍预偏量相对误差为23%. 在施工中,分段悬链线法和抛物线法计算结果需要反复修正迭代以综合确定主缆线形.     

悬索桥的非线性地震响应计算

对悬索的几种计算理论作了简要的介绍并进行了比较,针对悬索桥的非线性问题作了单独的分析,在使用有限元对悬索桥进行空间分析时,考虑悬索桥不同结构部件的不同结构性能而提出采用不同的单元来模拟,另外对求解悬索桥的非线性方程的数值方法作了简要的介绍,最后分析了悬索桥地震响应中地震激励模型的选取方法。     

多点地震激励下大跨度桥梁动力可靠度研究

动力可靠度理论已经有了很大进展,但是在工程中却尚未获得广泛应用,结构动力响应功率谱计算的复杂性是造成这一状况的重要原因。本文将虚拟激励法引入大跨度桥梁抗震可靠度分析。用随机振动虚拟激励谱分析突破以往计算效率低下的瓶颈,在理论．卜是精确的算法,并能方便地处理地震地面运动变化产生的空间效应。研究结果表明,基于虚拟激励法进行大跨度桥梁动力可靠度分析是一条有前景的途径。     

混凝土自锚式悬索桥抗震设计的图表分析法

为了对混凝土自锚式悬索桥地震响应给出快速评价,基于弹性概念提出了估算混凝土自锚式悬索桥抗震设计的图表分析法.该方法通过混凝土自锚式悬索桥静力分析和自身结构参数查找对应图表中系数,对方案设计和初步设计阶段结构地震响应给出估算.根据已有资料建立了分析模型,考虑几何刚度影响,利用恒载作用下动力平衡方程,输入3条地震波进行了反应谱分析,得出相关图表.最后应用图表法通过实例与有限元分析结果进行对比,说明了该方法可以应用于混凝土自锚式悬索桥方案设计和初步设计阶段抗震设计的地震响应估算.     

结构竖向地震作用的研究

本文对我院关于结构竖向地震反应的研究进行了概括的总结。这些研究工作主要是关于高耸结构、高层建筑的竖向地震反应和竖向地震反应谱以及关于竖向地震作用的研究。     

CFRP索和钢索斜拉桥地震响应分析与抗震验算

为了研究碳纤维增强复合材料（CFRP）索和钢索斜拉桥在地震响应和抗震性能方面的差异,以苏通长江公路大桥为参考建立了有限元动力学模型。采用等轴向刚度准则进行钢索和CFRP索的替换,利用时程分析法比较了不同索斜拉桥的地震响应值,并进行了抗震验算和评价。结果表明：相对钢索斜拉桥,CFRP索斜拉桥的自振频率有明显提高,位移和内力地震响应值减小,响应衰减较快,且抗震性能优势明显,其原因是CFRP索斜拉桥自重轻、索桥耦合振动的概率小、索的材料阻尼大等;所得结论可为CFRP索在大跨斜拉桥中的应用提供参考。     

单跨混凝土曲线梁桥地震反应简化计算方法

曲线梁桥兼具建筑美学以及能很好地适应地形、地物限制条件的优点,在国内外城市高架桥梁、立交工程及高等级公路中得到了广泛应用.然而,历次破坏性地震中,曲线梁桥屡有出现严重震害甚至垮塌的现象,表明其抗震设计问题迄今未得到很好的解决.本文以公路单跨混凝土曲线梁桥为研究对象,建立基准有限元模型,通过参数分析,系统研究了曲率半径、跨宽比、跨高比和跨径等主要设计参数对单跨曲线梁桥地震反应的影响规律,进而给出单跨曲线梁桥可采用“以直代曲”方法进行地震反应简化计算的条件,并提出适用于不规则单跨曲线梁桥地震反应的简化计算方法.     

地震作用下抗震与隔震连续梁桥动力响应试验研究

针对某跨海连续梁桥的抗震和隔震性能,通过将其简化,并根据相似比1∶10制作该梁桥单墩抗震与隔震试验模型,采用铅芯橡胶隔震支座,进行抗震及隔震地震模拟振动台试验,研究分别采用120、600、1 200和2 400年一遇地震波输入时结构的加速度响应、隔震支座剪力、墩顶剪力和隔震支座滞回性能,并根据单墩低周往复加载试验结果,判别在不同地震波作用时抗震桥墩和隔震桥墩所处的状态。试验结果显示:隔震后梁桥上部结构地震加速度响应在120和600年一遇地震时减小为抗震结构加速度响应的54%和55%;随着结构响应的增加,隔震位移越大,隔震支座耗能能力越强;采用隔震后,在2 400年一遇地震时,隔震梁桥整个桥墩在弹性范围内,桥墩地震响应小于开裂荷载,而抗震梁桥在600年一遇地震时,桥墩已达到开裂荷载。     

考虑地震动变异性的大跨桥梁地震响应分析

在对大跨度斜拉桥进行地震响应分析时,必须考虑地震波到达各墩基础的时间延迟,以及场地地质条件和传播路径造成的地震波幅值、频率等特性的改变。基于三角级数法合成四条具有空间变异性的地震波,采用有限元软件Midas/Civil建立苏通大桥主桥模型,输入地震波模拟桥梁的地震响应,运用相对运动法对该桥进行行波激励和考虑复相干效应的多点激励响应分析。结构响应的数据分析表明:多点激励作用下结构内力和跨中挠度较行波激励小,而左右主塔的塔顶位移较行波激励大;地震不同波激励方式会对结构响应产生较大影响,在分析中应予以充分考虑。     

丹江口水库二桥考虑水作用时的地震反应分析

建立了丹江口水库二桥有限元模型，采用Morison修正公式将水对桥的影响转化为附加质量；对比了3种工况下桥梁的自振特性；利用时程分析法分别计算了横桥向及纵桥向地震反应，结果表明：对于高桩承台深水墩连续梁桥水的影响不可忽略。     

墩高对连续梁桥抗震性能的影响

以南水北调中线工程中某预应力混凝土连续梁桥为例,采用有限元程序MIDAS建立了考虑和不考虑桩土作用的两种有限元计算模型,选取5,10,15,20,25 m等5个墩身高度,采用反应谱分析法,分析在顺桥向及横桥向地震输入下不同墩身高度对结构的自振周期、制动墩和非制动墩的墩顶位移、墩底内力、墩顶内力的影响规律,以及桩土作用效应随墩身高度的变化规律,可为同类桥梁结构的抗震设计提供理论依据.     

大跨度连续刚架拱桥的地震响应研究

广州新光大桥是世界上第一座三跨连续钢桁拱与钢筋混凝土V型刚构结合的钢-混凝土组合体系桥梁,主桥跨度为(177 428 177)m.以广州新光大桥为例,研究地震动空间变化对大跨度连续刚架-拱组合体系桥梁地震响应的影响.地震空间效应变化考虑了桥梁支点间横桥向和顺桥向多点激励和行波效应,研究结果表明:在不同的地震激励下桥梁的地震响应特征截然不同,地震动的空间变化对主拱肋、V型刚架的影响很大,而对边拱肋的影响相对较小;且随着剪切波速增加,主拱顶相对拱脚的纵桥向位移逐渐减小,而边拱拱顶的纵桥向位移基本不受剪切波速的影响.     

大跨度CFST拱桥行波效应的地震反应分析

介绍了模拟地震反应地面运动的大质量法，并用大质量法和拱脚固定法在有限元软件ANSYS里对大跨度钢管混凝土（CFST）拱桥地震反应进行分析：用大质量法对大跨度CFST拱桥进行考虑行波效应的地震反应分析，用拱脚固定法证明该法的准确性，并应用到南宁市一座正在施工的跨径为346m CFST拱桥中．通过分析得出了两种方法的结果是一致的，内力和位移的值相差不到0．2％，考虑行波效应时，相位差为0．6s到1．5s时最关键，主要截面内力和位移增大2—3倍，扭矩除圳截面外均较小．     

管桥耦合下管线悬索桥的动力特性和地震反应

为了研究管线悬索桥大直径管线和桥梁的耦合作用对结构动力特性和地震反应的影响,以澜沧江管线悬索桥为研究对象,利用有限元软件建立实桥模型,分析了管线悬索桥在管桥耦合作用下的动力特性,并研究了管桥耦合对桥梁地震反应的影响.结果表明,与未耦合时相比,管桥耦合作用下桥梁结构的自振周期较长,自振模态被激励的先后顺序发生变化;在地震波激励下,管桥耦合作用对管线悬索桥不同构件的受力和变形具有不同的影响,其中索塔顺桥向剪力和主梁横向位移均减小,主梁上弦杆轴力和竖向挠度均增大.在计算过程中考虑管桥耦合作用的影响能够比较真实地反映结构实际的动力特性.     

隧道洞口软硬围岩交接段地震响应大型振动台模型试验研究

为提高强震区交通隧道洞口段的地震安全性和结构抗震性能,以汶川地震白云顶隧道进口段为研究背景,开展了隧道洞口软硬围岩交接段地震响应的大型振动台模型试验研究。介绍了试验方案设计,主要包括试验设备、相似设计、动力荷载、动力特性及加载制度。对试验数据进行了分析,主要研究了隧道洞口软硬围岩交接段由硬岩向软岩方向发展过程中隧道结构地震动峰值加速度（PGA）、纵向应变、接触应力及结构内力的空间变化规律。研究结果表明：隧道洞口软硬围岩交接段由硬岩向软岩方向发展,隧道结构PGA放大系数由1.04增大至1.68,纵向应变增加倍数由1.09增大至4.29,接触应力增加倍数由6.34增大至32.16,安全系数最小值减小百分比由26.18%增大至53.48%;随着受软岩影响的增大,作用于隧道结构的地震惯性力和强制位移不断增加,致使结构安全性不断降低。研究成果可为高烈度地震区交通隧道抗震设防设计提供参考。