西安正阳大道机场东跨线桥抗震弹塑性分析与评价

正阳大道秦汉新城段位于西安市秦汉新城东部,是正阳大道最重要路段。该项目南起正阳大桥兰池大道互通式立交,北至秦汉新城与泾河新城交界,全长3.51 km。机场东线跨线桥,为该项目下穿机场东线所设的一座分离式立交桥,建成后桥梁属于机场东线。该桥为一座4×30 m预应力混凝土现浇连续箱梁桥,桥梁全长125 m,全宽15.5 m。利用大型有限元软件对该桥进行了两阶段两水平抗震设计分析。结果表明:在E1地震作用下,采用弯矩曲率曲线进行验算,结构处于弹性状态,截面抗弯强度满足要求;在E2地震作用下,部分墩柱墩底截面发生屈服进入塑性状态,桥墩塑性铰区抗剪强度、墩顶位移、支座水平位移均满足规范要求。     

珠海机场高速公路鸡啼门大桥抗震性能研究

根据《公路桥梁抗震设计细则》分级设防两次设计的抗震设计理念,对珠海机场高速公路上的鸡啼门大桥进行了减隔震性能研究。对采用板式橡胶支座和高阻尼橡胶支座的结构抗震性能进行了对比研究,结果表明在E2地震作用下板式橡胶支座的变位、桥墩的墩底弯矩都接近甚至超过了极限要求,而高阻尼橡胶支座处于正常的工作范围,桥墩基本保持弹性。因此推荐采用高阻尼橡胶支座方案,使该桥满足桥梁抗震设计细则规定的两阶段抗震设防标准。     

桥梁抗震设计《08细则》与《89规范》在某简支梁桥抗震设计中的对比研究

以云南抗震设防烈度为8度的一座桥面连续简支梁桥为例,分别根据JTG／T1302-01--2008《公路桥梁抗震设计细则》（简称《08细则》）和JTJ004—89《公路工程抗震设计规范》（简称（89规范》）的抗震设计分析方法和抗震构造措施要求进行抗震性能研究。结果表明,该桥抗震性能和墩柱配筋构造满足《89规范》的要求。（08细则》中E1地震作用响应与（89规范》基本一致,但墩柱配筋构造不满足《08细则》要求;在E2地震作用下墩柱进入塑性阶段．其塑性铰转动能力、能力保护构件均不满足要求。可见,《08细则》引入的能力保护设计原则、延性构造细节和抗震措施能够确保大桥遭遇地震时满足设防目标要求。     

罕遇地震作用下铁路连续梁桥抗震分析

在罕遇地震作用下,连续梁桥有时可能进入弹塑性状态,结合某轨道交通的高架桥梁工程,采用纤维模型,分析了该桥在地震作用下的受力状态,分析表明,该桥制动墩墩底钢筋在给定地震时程波作用下发生屈服,桥墩进入塑性状态,但非线性位移延性比满足规范要求;该计算结果已为该梁的抗震设计提供依据,分析方法可为同类结构提供参考。     

不同支座形式对临猗黄河大桥地震响应影响研究

以临猗黄河大桥主桥(112+14×128) m+(14×128+120) m高墩长联组合梁桥为背景,研究不同支座形式对高墩长联组合梁桥地震响应的影响。建立该桥有限元模型,考虑支座在强地震动作用下发生的滑动特性,采用非线性动力时程分析方法对摩擦摆支座和球型支座约束条件下桥梁的地震响应进行分析及损伤评价,从而提出合理的支座约束形式。结果表明:高墩长联桥梁中矮墩支座地震响应对地震动强度增长较为敏感,在桥梁抗震设计中应关注矮墩支座的地震响应;纵向支座位移响应大于横向支座位移响应,纵向墩底弯矩响应小于横向墩底弯矩响应;2种支座约束下的桥梁地震响应均满足两水准两阶段的抗震设防要求,只考虑支座位移响应峰值而不考虑支座自复位等属性时,球型支座更能有效降低高墩长联组合梁桥地震响应。     

三门峡黄河公铁两用大桥主桥减隔震设计

三门峡黄河公铁两用大桥主桥采用(84+9×108+84)m连续钢桁结合梁结构,主梁恒载1 030kN/m,墩高60~72m,桥址区水平地震动峰值加速度为0.18g,场地类别为Ⅲ类。为了达到抗震设防目标,主墩墩顶采用双曲面球型减隔震支座,支座球心距7m,摩擦系数0.03。采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型进行地震动力分析,并根据分析结果进行桥墩与基础验算。验算结果表明:在设计地震作用下,主体结构均保持在弹性工作范围内;在罕遇地震作用下,墩底可能进入塑性屈服阶段,墩柱按延性构件设计。根据地震动力分析结果和桥墩、基础验算结果,确定双曲面支座抗剪栓水平承载力按1.4倍的多遇地震响应值设计。     

板式橡胶支座摩擦性能对中小跨径梁桥地震响应影响分析

为分析板式橡胶支座摩擦性能对中小跨径梁桥地震响应的影响，建立简支梁桥和连续梁桥2种桥型的有限元模型，采用增量动力分析方法，对比不同支座滑动摩擦系数对2种桥型在纵横桥向地震作用下地震响应的影响。结果表明：在横桥向地震作用下，简支梁桥主梁易发生转动，对于墩台处的横向限位装置设计参数需区别设计，而连续梁桥主梁呈刚体平移，墩台处的横向限位装置可采用相同设计参数；在纵桥向地震作用下，简支梁桥和连续梁桥桥台处支座更易发生脱空或滑落；在不同方向地震激励下，两种桥型桥墩墩底曲率均随支座摩擦系数增加而增大；在中小跨径梁桥结构设计时，可通过设计不同支座接触面来选择有利于结构抗震的摩擦系数。     

山区公路桥梁桥墩抗震性能的弹塑性分析

为研究某山区公路桥梁空心薄壁墩和双柱墩的抗震性能,应用有限元软件Midas建立了整体结构空间模型,对其整体结构进行了静力推覆和基于纤维单元的动力弹塑性时程分析。分析结果表明,该桥空心薄壁墩和双柱墩结构在罕遇地震作用下结构的强度和位移均能满足08抗震设计细则的要求。     

预应力节段拼装式铁路桥墩抗震性能研究

为了解高地震烈度区预应力节段拼装式铁路桥墩的抗震性能,依托和若铁路桥梁工程,采用Abaqus软件建立3个不同墩高(8,12,15 m)典型节段拼装式桥墩的数值模型,分析在静力推覆荷载和循环往复荷载下的力学性能,提出在不同地震作用下界面性能的设防目标,采用动力时程分析验证在地震作用下的安全性和可恢复性,建立桥墩的简化计算模型对界面开裂临界状态的计算公式进行了推导。结果表明:桥墩-承台界面为整个结构的最薄弱界面,界面分离荷载远高于正常使用荷载,在正常使用状态下界面不会出现开裂;双柱墩具有框架效应,桥墩的横桥向抗力远高于顺桥向抗力,顺桥向性能是该桥墩抗震设计的控制因素;在E1地震作用下,桥墩-承台界面不会分离,在E2地震作用下,桥墩-承台界面会轻微分离,但钢绞线仍然保持弹性,震后桥墩-承台界面可以闭合,桥墩可恢复正常使用功能;推导公式计算的桥墩界面开裂荷载与有限元模型值吻合良好,可推广至其它结构形式的预制装配式桥墩。     

震区曲线匝道连续梁桥下部结构抗震性能研究

以某震区曲线匝道连续梁桥为研究对象,通过Midas Civil有限元分析软件对该桥建立空间有限元分析模型,依据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)中相关规定,应用反应谱法分析了该桥的自振特性,对该桥在E1和E2地震作用下的受力进行了分析,并且比较了E1和E2作用下墩桩受力,最后对该桥下部结构的抗震性能进行了校核。     

罕台川特大桥优化设计

罕台川特大桥跨越罕台川,同时上跨包神和包西2条电气化铁路。为了解决该桥原设计(三跨连续梁)存在的分段悬浇施工周期长、对铁路的运营干扰大,大直径长桩成孔困难、工期长且桩质量不易得到保证,实体墩自重大、不利于抗震、承载力要求高等问题,对原设计做了如下优化:将中跨跨中35 m梁段改为钢-混结合梁,采用工厂化制作、现场吊装法施工;将实心墩改为矩形空心墩(主桥)及双方柱框架墩(引桥)。对优化后的桥梁结构进行地震作用下墩底内力计算及地震作用动力弹塑性验算,结果表明,按照承载能力极限状态基本组合计算的桥墩承载力和稳定性均满足要求,桥梁结构满足抗震规范要求。     

大鳌大桥抗震性能分析

以大鳌大桥为例,对采用大直径变截面桩基的大跨径连续刚构进行了两阶段抗震性能分析。弹性反时程分析表明:结构在E1地震激励下保持弹性;在E2地震下首先采用弹性时程分析确定潜在的塑性破坏部位,进而采用纤维梁单元对结构进行非线性时程分析。研究结果表明:结构在E2地震激励下,变截面桩基础的采用并未改变结构主要塑性响应区域的位置。边墩墩底出现了轻微的塑性破坏,满足E2地震作用下的抗震性能要求。     

Seismic Design for Bridges with Short Piers in High Earthquake Intensity Zones

针对高烈度区矮墩在地震中易发生脆性剪切破坏问题,结合《公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B20 - 01-2008)》,提出了含矮墩桥梁抗震设计对策.以高烈度区某两跨简支预应力混凝土T梁桥为例,分别提出了减隔震技术、多柱墩设计、采用复合短柱(FRP或钢套管)或高强度抗剪箍筋等具体方案和建议.利用专业MIDAS有限元软件建立减隔震、多柱墩设计方案数值分析模型,比较了在E2地震作用下各个设计方案中桥墩及桩基础纵、横向最大受力情况.结果表明,采用减隔震设计或多柱墩设计方案可有效降低矮墩及基础的地震需求,改善矮墩及基础在强震作用下的受力性能,适用于高烈度区矮墩桥梁的抗震设计.上述方案主要供设计人员在抗震概念设计阶段选用,以切实提高含矮墩桥梁抗震能力.     

软弱地基上超长桩基础连续梁桥的地震反应

目前,对软弱地基上超长桩基础桥梁的抗震研究还较为缺乏。以建于软弱地基上的一座超长桩基础预应力混凝土连续梁桥为工程案例,建立了考虑桩—土相互作用及支座滑移的有限元计算模型,并采用时程分析方法,计算分析了该桥在E1和E2两级设防地震作用下的结构地震反应。结果表明:对软弱地基上超长桩基础连续梁桥,其在E2地震作用下可能出现板式橡胶支座滑移现象,设计需要仔细考虑主梁与桥台(或相邻联主梁)之间的缓冲设施或限位措施;此外,桥墩和桩基础在E2地震作用下所受的地震内力相对较小,一般不会出现承载力不足问题。     

新型铁路桥墩的抗震性能研究

针对铁路桥梁摇摆隔震桥墩整体侧向刚度较低的问题,提出在桥墩与承台分离处设置无粘结预应力筋,形成新型桥墩。以某单线铁路桥为例,针对其18号墩提出新型桥墩设计方案,考虑预应力钢筋及其初始预加力损失,基于OpenSees平台建立有限元模型进行地震反应分析,研究其抗震性能。结果表明:罕遇地震作用下,墩顶水平位移、竖向提离位移、墩底弯矩、摇摆反应及预加力损失明显大于设计地震作用下的相应值,但墩底弯矩的增幅小于墩顶水平位移的增幅;输入地震动强度及频谱特性对墩顶位移与墩底提离位移的影响较大,对墩底弯矩的影响相对较小;新型桥墩容易实现罕遇地震作用下不坏的抗震设防要求,具有较好的抗震性能。     

大跨度斜拉桥摩擦摆式支座减震性能分析

为选用合适的摩擦摆支座设置方案,以改善地震作用下大跨度斜拉桥下部结构的受力性能,以安庆-九江高铁鳊鱼洲长江大桥主航道桥为背景,利用有限元软件建立全桥模型,比较不同摩擦摆支座设置方案下桥梁下部结构的地震反应。结果表明:在地震作用下,不设置摩擦摆支座时,承台底轴力及墩梁之间相对横向位移不满足减震要求;仅边墩设置摩擦摆支座墩梁之间相对横向位移不满足设计要求;边墩及辅助墩均设置摩擦摆支座后,下部结构最不利轴力显著提高,墩梁之间相对横向位移响应明显下降,安全系数大幅提高,均能满足结构减震要求。鳊鱼洲长江大桥主航道桥最终采用边墩及辅助墩均设置摩擦摆支座方案。     

高墩大跨连续刚构桥抗震设计参数优化

对影响高墩大跨连续刚构桥抗震能力的设计参数进行了分析,对白沙河特大桥不同墩厚模型进行了设计地震下的反应谱分析和时程分析,根据不同墩厚情况下的墩底应力变化趋势图得出了该桥的合理墩身厚度。对采用此优化厚度的结构进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程反应分析,结果表明:该桥具有良好的抗震性能。建议在设计高墩大跨连续刚构桥时对墩厚进行优化。     

大跨度连续梁桥的减隔震和延性抗震分析

采用加强固定盆式支座和墩柱强度的方法来强行保证大跨度连续梁桥在强震作用下的结构安全,固定墩会承受较大的地震力,由此导致设计的不经济性.针对上述现象,采用弹塑性减震耗能装置方案对强震区大跨连续梁桥进行减隔震设计.计算表明,通过合理设置装置的屈服力以及后屈曲刚度比,弹塑性减震耗能装置可以起到明显减小固定墩所受地震力、提高结...     

苏拉马都跨海大桥主桥抗震性能研究

苏拉马都跨海大桥由于桥址处抗震设防烈度较高,又是跨越马都拉海峡的特大型桥梁,其抗震性能尤为重要。采用两水平的抗震设计方法,从地震输入、地震反应谱分析、阻尼器参数的选取、非线性时程分析、结构的抗震性能验算等方面对苏拉马都跨海大桥的抗震性能进行了研究,结果表明,在2 500年重现期的地震作用下,该桥的主塔以及各基础的抗震性能均满足抗震设防要求。     

城市曲线匝道桥地震响应分析及延性抗震设计

针对城市曲线桥梁典型特点,介绍了某高烈度地震区曲线匝道桥梁延性抗震设计的工程实例。采用多阵型反应谱法分析该桥在E1、E2地震作用下的响应,引入弹塑性纤维单元,并依据《城市桥梁抗震设计规范》中的相关规定,按能力保护设计原则进行延性抗震设计。计算结果表明,通过选用合理的结构体系,采用延性抗震设计方法可以实现此类桥梁"小震不坏,大震不倒"的设防目标。