考虑碰撞效应的混凝土连续梁桥减震性能分析

为研究强震作用下摩擦摆支座隔震连续梁桥的减震效果,以某(60+90+60)m预应力混凝土连续梁桥为工程背景,采用SAP2000建立全桥空间有限元模型,对摩擦摆曲率半径进行优化,并与球钢支座模型的地震响应比较,显著改善了墩底内力;相对延性抗震体系,摩擦摆支座虽能有效降低墩底内力需求,但支座位移较大,应考虑强震下梁体与挡块可能的碰撞效应;碰撞发生时的接触刚度和间隙均对摩擦摆支座减震性能有一定影响,墩底内力响应随初始间隙的增加而减小,随接触刚度的提升而增加,因此需根据地震水准和性能目标合理设置防震挡块。     

采用拉索模数伸缩缝的连续梁桥地震响应

针对多跨连续梁桥在地震作用下发生的落梁和碰撞等震害,采用了拉索模数伸缩缝限位装置。对拉索模数伸缩缝的工作原理及其有限元模拟进行了简单的介绍;以一座典型的三联连续梁桥为背景,建立了该桥有限元模型;分析了不同场地、烈度条件下该桥3种体系的地震响应:联间相对位移、墩梁相对位移和墩底剪力。结果表明:在不同场地、烈度下,拉索模数伸缩缝能有效限制联间梁体的相对位移,避免碰撞发生;同时,将拉索模数伸缩缝与拉索支座结合的体系不仅能够限制联间和墩梁相对位移,而且使地震力在各个墩的分布更加均匀,真正实现了力与位移的完美协调。     

基于摩擦摆支座的城市高架桥梁隔震性能研究

为研究摩擦摆支座应用于城市连续梁桥隔震的可行性与适用性,以郑州市某联高架连续梁桥为例,开展了摩擦摆支座对城市高架桥的隔震性能研究;基于Midas Civil软件建立了桥梁的三维有限元分析模型,采用非线性时程分析法开展了不同隔震方案的桥梁动力特性和地震作用效应研究,进一步分析了桥梁最优隔震方案的摩擦摆支座设计参数对桥梁隔震效果的影响。研究结果表明:摩擦摆支座可以延长城市高架桥梁在地震作用下主要参振模态的自振周期;采用摩擦摆支座的隔震桥梁能明显降低固定墩的地震作用效应,可使各桥墩的内力和位移分布更为均匀;采用全桥隔震时,摩擦摆支座的隔震效果最佳,摩擦摆支座存在最优的动摩擦系数0. 04,且滑道半径取3m时综合效益最高。     

基于摩擦摆支座的深水高桩承台连续梁桥减隔震研究

以某深水高桩承台连续梁桥为工程背景,建立全桥空间动力计算模型,应用Morison方程将水对桥梁的动水压力效应等效为附加质量考虑。以摩擦摆支座的滑动曲面半径、滑动摩擦系数为主要参数,系统研究了其对深水高桩承台连续梁桥地震反应的影响规律,并探讨了摩擦摆支座在深水高桩承台连续桥中的减震效果。结果表明:1摩擦摆支座可显著降低深水高桩承台连续梁桥的地震反应,其滑动曲面半径、滑动摩擦系数的取值对桥墩墩底弯矩和支座位移的影响规律明显不同;2深水高桩承台连续梁桥墩底峰值弯矩随摩擦摆支座滑动曲面半径的增大而减小,随摩擦摆支座摩擦系数的增大而增大;支座位移峰值随摩擦摆支座滑动曲面半径的增大而增大,随摩擦摆支座摩擦系数的增大而减小;3摩擦摆支座对深水高桩承台连续梁桥下部结构的纵向内力及墩顶位移减震效果显著;4动水压力效应对高桩承台连续梁桥减震效果的影响很小。     

多跨长联连续梁桥考虑行波和碰撞效应的位移响应研究

为了揭示在行波效应作用下伸缩缝处的碰撞现象对多跨长联连续梁桥纵向地震位移响应的影响,以某7跨长联连续桥为工程背景,采用SAP2000建立非线性分析模型,按绝对位移法模拟行波效应,按接触单元法模拟碰撞效应,对背景桥例进行了关键参数对比分析,并针对性地提出了抗震策略,开展了减碰效果分析.研究表明:行波效应会大幅增大主、引桥...     

斜交连续梁桥地震位移响应及典型参数规律研究

为了揭示斜交连续梁桥的地震破坏规律,提高这类桥梁抗震设计的针对性,选取汶川震害中某典型斜交连续梁桥为原型,以支座摩擦系数、斜交角、主梁跨数、墩高为参数构建了 15个分析桥例.考虑支座滑移、挡块退化、桥台伸缩缝碰撞等非线性因素,基于OpenSEES开源程序建立模型,采用非线性时程分析方法研究了斜交连续梁桥地震位移响应特点...     

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。     

支座摩擦效应对大跨度连续梁桥的受力影响

大跨度桥梁由于恒载较大,纵向滑动墩支座处往往存在较大的滑动摩擦力,同时由于其结构体系相对较柔,在地震作用下支座相对位移一般也较大,由此产生的摩阻耗能效应将可能对结构的抗震性能产生较大的影响.针对典型大跨度连续梁桥,应用非线性时程地震反应分析方法,研究了不同场地类型地震输入下,连续梁桥纵向活动支座摩擦效应对连续梁桥地震反...     

剪力键对隔震桥梁地震响应影响分析

为了保证隔震桥梁在正常使用状态下的正常工作,需要在摩擦摆支座中设置剪力键,因此有必要研究剪力键对隔震桥梁的影响。以粤东高烈度地区某连续梁桥为背景,建立全桥有限元模型,分析了采用摩擦摆支座的隔震桥梁在E1及E2地震荷载激励下的响应。通过改变摩擦摆支座内剪力键水平承载能力大小,研究了不同剪力键承载能力对隔震桥梁地震响应的影响。研究结果表明,剪力键承载能力对墩底弯矩幅值及墩顶位移幅值影响较大,但对主梁位移幅值及支座幅值影响较小;当剪力键承载能力P与固定支座竖向设计荷载W的比值等于0.08时最优,此时剪力键在E1地震激励下不失效,且在E2地震激励下,对支座减隔震效果影响较小。     

橡胶伸缩缝对连续梁桥地震反应的影响

以一座三联连续梁桥为原型,建立考虑橡胶伸缩缝弹性刚度的简化动力分析模型,研究了伸缩缝弹性刚度对结构动力特性的影响;并采用线性时程分析方法在四类不同场地条件下研究了伸缩缝刚度变化对结构地震反应的影响。研究结果表明,橡胶伸缩缝弹性刚度增加能有效限制由相邻联相向运动产生的纵向相对位移从而防止碰撞,伸缩缝刚度在一定范围内变化可以减小墩、梁相对位移,但是可能对固定墩的剪力、弯矩带来不利影响。     

地震序列下拉索模数伸缩缝联间限位分析

主震作用下桥梁结构可能已发生联间相对变位,强余震作用将进一步加剧桥梁上部结构的碰撞或落梁灾害,以某连续梁桥为例进行地震序列分析,并对比有无拉索模数伸缩缝两种情况下的地震响应,结果表明:拉索模数伸缩缝能够有效限制主余震各阶段联间相对位移,对避免主震后产生联间残余位移的桥梁结构在强余震作用下发生碰撞、落梁具有重要意义;同时,拉索模数伸缩缝使桥梁各联间协同作用,从而墩梁相对位移得到相应的控制,桥墩受力亦有所改善。     

行波效应下多联长跨组合结构桥梁地震响应分析

以一座全长1 855 m的多联长跨组合结构桥梁为背景,建立全桥空间杆系有限元模型,讨论了桩土相互作用简化模式对模型计算结果的影响,利用绝对位移法计算了该桥在多种行波激励工况下的地震响应,研究了激励输入模式、视波速、行波输入方向等因素对组合结构桥梁地震响应的影响规律,并通过计算,探讨了行波效应对多联长跨组合结构桥梁伸缩缝处联间相对位移的影响.研究表明,不同桩土相互作用简化模式对计算结果影响很大;行波效应会使组合结构桥梁结构位移尤其是支座变形及联间相对位移的地震响应增大,设计时应采取相应的改善措施.     

基于摩擦摆球型支座的桁架拱桥减震设计

以跨径布置为(12+158+12)m的钢桁架系杆拱桥为研究对象,建立有限元模型,对比分析了采用普通支座和摩擦摆球型支座时桥梁的结构动力特性及地震响应。研究结果表明,采用摩擦摆球型支座可延长结构自振周期、减少桥墩墩顶位移及地震力,且使各墩内力分布更均匀,减震效果十分显著。同时,还对摩擦摆球型支座参数敏感性进行分析,研究结果可为类似工程提供参考。     

邻梁碰撞对隔震连续梁桥地震反应的影响

采用非线性时程分析方法,模拟了粤东高烈度地区两联隔震连续梁桥结构地震动反应,并通过接触单元法Kelvin模型模拟邻梁的碰撞效应,探讨了邻梁碰撞对隔震连续梁桥地震反应的影响,结果表明:地震作用下,主梁过大的相对位移导致了邻梁间的多次碰撞且碰撞力非常大,可能引起梁端的局部破坏;碰撞减小了主梁的位移,但幅度不大,明显减小了邻梁间的相对位移;碰撞作用增大了右联连续梁桥中间墩的地震反应,减小了其他墩的地震反应。     

两种减隔震支座对大断面混凝土桥梁抗震性能影响的研究

以厦门市同集路(海翔大道—福泽路段)跨线桥工程为背景,采用非线性时程分析方法对分别采用摩擦摆减隔震支座和铅芯橡胶支座的(3×38+3×38+4×38+2×38+3×38)m典型跨径连续梁桥在E1、E2地震作用下的地震响应进行了计算分析,并验算墩底弯矩、桩身内力。对摩擦摆减隔震支座和铅芯橡胶支座在大断面混凝土桥梁的减隔震性能效果进行了探讨分析。     

滑动摩擦支座隔震桥梁地震反应分析

多滑面摩擦隔震支座具有刚度和阻尼的自适应性,在基于性能的桥梁抗震设计中有广泛的应用前景。本文以某近海连续梁桥为工程背景,考虑海洋软土条件,应用p-y法模拟桩-土相互作用,通过单摩擦摆（FPS）串联组成多滑动面摩擦摆支座（MFPS）模型,并建立全桥有限元模型。采用反应谱法和快速非线性分析（FNA）两种方法,对设置单滑面摩擦摆支座和多滑面摩擦摆支座的两种不同支座的隔震桥梁体系进行地震响应分析。对比分析两种方法得到的两种隔震桥梁结构的支座滞回性能和墩底剪力等的地震响应规律。研究结果表明,两种支座均具有较好的隔震效果,采用MFPS支座的桥墩的地震响应比FPS支座有所减小,且具有较大位移能力。     

摩擦摆支座在某连续梁桥抗震设计中的应用

以处于高烈度地震区域的某连续梁桥的抗震设计为工程实例,应用摩擦摆减隔震支座对桥梁进行了抗震设计,并利用有限元软件建立了离散结构模型进行动力特性分析,结果表明:应用摩擦摆支座能够有效减小地震力作用下墩顶位移及墩底弯矩,使结构设计更易满足抗震规范的要求。     

高速公路梁桥抗震支座减震效果对比分析

以某高速公路梁桥为对象,通过全桥动力非线性时程分析,对比了摩擦摆支座、板式支座和盆式支座的地震响应,探讨了摩擦摆支座对桥梁结构的减震性能。结果表明:相对于板式支座和盆式支座,摩擦摆支座的减震效果较好;设置摩擦摆支座能够大幅减小各活动墩支座的位移响应,极大程度上避免了主梁纵向碰撞和落梁等震害的发生;较板式支座和盆式支座,摩擦摆支座极大缓解了下部承受的地震力,可大幅度降低地震对桥梁下部结构的破坏,从而提高桥梁结构抗震能力。     

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。     

减隔震装置作用机理及其在大跨度连续梁桥中的应用

分别介绍了三种减隔震装置的工作原理,并结合一个工程实例对减隔震装置在大跨度连续梁桥中的应用进行了探讨,对这三种减隔震装置的减震效果进行了分析.分析结果表明,将固定盆式支座换成摩擦摆支座,并在活动墩上采用粘滞阻尼器或Lock-up装置,能够在可控墩梁相对位移下有效减小固定墩所承受的地震力,改善结构的抗震性能.