桥梁结构抗震计算可视化系统研究

桥梁结构抗震计算可视化系统(Bridge Antiseismic System,简称BAS)是针对桥梁结构抗震分析的专用软件,具有界面友好的前后处理功能,能够建立桥梁结构的空间有限元模型,可运用桁架单元、索单元、梁单元、边界单元和板单元等进行桥梁结构的静力、反应谱和动力时程等分析。该文首先介绍该系统的整体架构及其功能特点,再详细介绍其建模的思路和优越性,以及系统的分析和后处理显示功能,最后对一个工程实例,分别在BAS、Midas和Sap2000中建模,对自振周期、自重内力、反应谱内力和动力时程分析内力等分别进行了比较,验证了程序的可靠性。     

不同约束体系曲线梁桥震害调查及损伤模式分析

为明确地震作用下曲线梁桥震害成因、结构传力机制及薄弱部位,对采用不同约束体系的曲线梁桥进行震害调查及损伤模式分析。归纳总结了汶川地震中采用不同约束体系的曲线梁桥震害;采用非线性时程方法,对比分析了不同水平地震动作用下不同约束体系曲线梁桥构件损伤状态及损伤顺序,探讨了不同约束体曲线梁桥传力机制及耗能机制。研究结果表明:曲线梁桥典型震害主要表现为主梁刚体移位,并伴有转动,主梁移位易导致其与桥台、挡块等发生碰撞,抗震分析中应考虑主梁双向碰撞效应的影响;约束体系为桥梁系统关键薄弱部位,在地震作用下易发生损伤,可将其设计为"保险丝式"单元;不同约束体系曲线梁桥的震害表现及传力机制差异明显,主要取决于约束体系的力学特性,对于采用橡胶支座的桥梁应设置合理限位装置,设置固定墩的桥梁应加强桥墩塑性铰区设计。     

异丁酰氯的研究开发与中试

采用三氯化磷作氯化剂合成异丁酰氯，研究确定了最佳物料比、反应温度和反应时间、获得了较高的产品收率，中试装置工艺简单，操作方便，能耗低，无三废排放，产品质量稳定，同时建立了异丁酰氯的分析方法。     

中国公路桥梁抗震设计规范中存在的问题及改进建议

对比1994年美国北岭地震、1995年日本阪神地震和2008年中国汶川地震中桥梁震害特点,分析了中国与国外桥梁结构在传力体系方面的差异,并对美国、日本与中国抗震规范中支座验算规定进行了比较,指出目前中国公路桥梁抗震设计规范在借鉴国外规范时存在的一些问题,给出以下改进建议:①中小跨径桥梁抗震设计时应利用桥梁上部结构在支座上发生摩擦滑移消耗地震能量,减小传递到下部结构的地震力;②抗震规范中板式橡胶支座的变形或抗滑稳定性不作为抗震验算是否满足要求的依据,应重视支座对桥梁整体性能的影响,综合考虑支座剪切变形、损坏以及防落梁装置的力学行为;③针对各国桥梁抗震设计规范中材料强度指标的差异,给出了中国常用混凝土抗压强度与美国规范混凝土抗压强度的换算公式;④《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2001)中只提供了重现期475年的地震动参数,对应其他重现期采用不同重要性系数予以调整,而美国提供了重现期475,975,2 475年的地震动参数,建议直接采用地震动参数来描述地震危险性;⑤不同水准地震作用下,对桥梁结构不同部位、不同构件制定不同的设计目标,明确具体构件的强度、延性参数指标等;⑥桥梁抗震构造措施应按桥梁重要性及地震危险性划分,不应按照烈度划分.     

中小跨径公路桥梁抗震设计理念

总结汶川地震中不同桥型的性能表现,重点比较简支梁桥与连续梁桥、梁桥和拱桥的受损情况,并基于实际震害经验,提出桥型选择的一些原则;基于抗震计算无法得到结构响应精确值的事实,建议抗震设计中采取"多道设防,分级耗能"的抗震设防理念,重点讲述保险丝式单元的应用,提出桥梁抗震设计的"一可三易(可控、易检、易修、易换)"原则,即"损伤部位及损伤程度可控,损伤部位易检,损伤构件易修,破坏构件易换",基于"多道设防,分级耗能"和"一可三易"原则,建议中小跨径梁桥在破坏性地震作用下,支座作为保险丝式单元优先损坏,桥墩可出现易修复的塑性铰,桩基不能损伤。最后对一个实际工程,阐述孔跨布置的选择理念、桥墩抗剪能力的计算过程及双层抗震挡块的构造措施。研究成果可解决实际桥梁抗震设计工作中的部分问题。     

考虑支座摩擦滑移的中小跨径桥梁抗震设计方法

通过对比中国、美国、日本中小跨径桥梁结构体系, 分析中国汶川地震和美国北岭地震、日本阪神地震中桥梁震害的差异以及中国汶川地震中桥墩破坏率较低的原因, 发现美国加州桥梁结构形式主要是框架式桥墩, 日本桥梁采用钢支座为主的支承体系, 而中国中小跨径桥梁主要采用板式橡胶支座, 中国公路桥梁抗震设计中直接引用国外抗震规范存在问题;结合板式橡胶支座与铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座和摩擦摆支座地震作用下耗能特点的不同, 提出中国广泛采用板式橡胶支座的中小跨径桥梁, 在抗震设计时支座可作为保险丝式单元优先损坏;参考美日两国的桥梁抗震设计方法, 给出了中国中小跨径桥梁考虑支座摩擦滑移的抗震设计方法, 建议中国中小跨径桥梁地震作用下利用板式橡胶支座摩擦耗能的特点, 通过支座摩擦滑移、最小支承长度和防落梁装置, 实现桥梁多道设防、分级耗能的抗震性能设计方法;最后给出了地震作用下桥梁纵桥向和横桥向相应的性能破坏模式, 并探讨了需要进一步研究的问题.     

考虑支座及挡块力学性能退化的桥梁横向地震响应分析

板式橡胶支座的摩擦滑移特性及横向挡块力学性能是影响中小跨径梁桥横向抗震性能评价的重要因素。通过循环水平加载试验,考虑橡胶材料、竖向压应力及加载速率等参数,探讨了板式橡胶支座摩擦滑移特性及滑移后力学性能;在此基础上,对一座三跨预应力混凝土连续梁桥模型进行动力增量分析,分析了板式橡胶支座的滑移损伤及挡块力学性能退化对横桥向地震响应的影响。结果表明:循环水平荷载作用下的板式橡胶支座会因摩擦滑移而发生一定损伤,不同影响因素下损伤情况不同,但其摩擦滑移特性均会逐渐趋于稳定;板式橡胶支座摩擦滑移损伤及挡块的力学性能退化对横桥向地震响应影响较大,且其相互影响,在中小跨径梁桥抗震分析中应同时考虑。     

钢桁梁桥悬拼施工中晃动问题的研究

本文建立了钢桁梁桥的空间风架计算模型，应用子空间迭代法求得竖向，横向基本周期，以大准线黄河大桥为例提出了预测钢桁架桥悬拼过程中人体对振动感觉的分析方法，以便评价，改进悬拼方案，指导安全施工。     

中小跨径桥梁抗震的概念设计与构造措施

为改善中小跨径桥梁的抗震性能,总结了青海玛多地震、汶川地震等震害,阐述了合理的抗震概念设计以及合适的构造措施,基于“多道设防,分级耗能”“一可三易(损伤部位及损伤程度可控、损伤部位或构件易检、损伤部位或构件易修、损坏部位或构件易换)”的桥梁抗震理念,提出将支座作为“保险丝式单元”的桥梁抗震概念设计。针对中小跨径简支梁桥易发生落梁震害,提出了适当增加盖梁宽度和横向设置双层挡块的抗震构造设计,建议在进行桥梁抗震设计和抗震评价时,统一抗震构造措施,不应再按照烈度(或基本地震动参数)划分桥梁抗震构造设计。从结构基本周期和频谱成分的角度,总结并分析了玛多地震中结构相似的相邻桥梁发生不同震害的原因。研究成果可为同类工程的抗震设计与评价提供参考。     

斜拉网架结构非线性分析

本文描述了斜拉网架结构在静载和初始张力作用下的非线性静力分析方法，在分析过程中考虑斜拉索的垂度效应和初张力的影响，并考虑了结构大位移时结构计算的影响，编制了相应的结构分析的程序，这一程序可对一般网架，网壳以及斜拉强网架进行静力分析和自振特性分析地震反应分析。