公路桥梁抗震设计存在的问题及改进

在当今公路桥梁抗震设计要求逐步增高的形势下,需要工程师们更加深入理解公路桥梁的抗震设计规范。现在实施的公路桥梁的抗震设计规范中,抗震设防标准、抗震周期以及桥墩柱抗剪强度的叙述比较模糊,给工程师进行设计施工都带来了一定的困难。深入分析了公路桥梁常见的桥梁震害和特征,详细阐述了公路桥梁抗震设计要点,并提出了切实可行的桥梁抗震设计措施,以试图解决抗震设计中存在的问题。     

常规大中桥抗震设计探讨

常规大中桥作为公路中最常见的结构物,数量非常巨大,其抗震设计一直是重点。本文通过对常规大中桥抗震设计中支座、墩柱抗剪、地基液化、减隔震支座、抗震措施、构造措施、系梁设置等常见问题的研究和讨论,总结设计相关经验,为今后同类桥梁的抗震设计提供有益参考。     

隔震桥梁结构的简化反应分析及设计参数研究

在规则隔震桥梁结构简化为2自由度系统的基础上，利用等效线性化方法进一步将以隔震模态为主的2自由度隔震桥梁结构简化为双线性的单自由度隔震系统，考虑了隔震支座的双线性特性，并计入了隔震支座下部结构质量及墩柱粘滞阻尼比等参数对结构响应的影响，提出了相应的计算力学模型，重点讨论了隔震支座的剪切位移延性、硬化刚度比、隔震桥梁结构的质量比、隔震模态周期、墩柱周期及其粘滞阻尼比等参数对隔震桥梁结构在近场地震作用下非线性动力响应的影响，并对隔震支座设计参数的选取给出了合理的选择标准．     

公路桥梁隔震设计探讨

近年来,随着抗震规范的修改与完善,桥梁隔震设计被提到越来越重要的位置。隔震技术可效地提高桥梁的抗震性能,减小桥梁在偶然荷载作用下破坏的可能性。简要阐述了隔震技术理论,总结了一套公路桥梁隔震设计要点;同时通过一座实例桥梁的隔震设计分析,证实了隔震支座在抗震中的有效作用,为桥梁隔震设计提供参考。     

浅析桥梁墩柱抗震设计

根据《城市桥梁抗震设计规范》CJJ 166-2011以及《公路桥梁抗震设计细则》JTG/T B02-01-2008,桥梁抗震耗能体系总体上分为两种类型。类型一实质上是延性抗震设计即地震作用时,利用桥墩墩柱发生塑性变形耗能;类型二实际上是减隔震设计,地震作用下利用隔震设施耗散地震能量。通过分析不同高厚比的桥墩在地震作用下的响应,确定合理经济的抗震耗能体系。     

公路桥梁抗震设计的设防标准研究分析

公路桥梁抗震设计的设防标准要通过抗震桥梁使用功能进行分类,通过实践分析得出桥梁结构抗震设防的安全度,实现公路桥梁经济性与安全性均衡发展,制定出科学合理的公路桥梁抗震设防标准,为公路桥梁设计与施工提供理论研究基础,实现公立强烈抗震设计设防标准的现代化发展。     

欧洲桥梁抗震设计理论及计算分析方法

引言 众所周知,“5.12”汶川大地震震区范围内的桥梁受到严重破坏。对于数量众多的常规结构简支梁桥、连续梁桥而言,地震损害主要表现在落梁破坏和整体倾覆,而墩柱、基础、支座滑动破坏及梁体位移过大等方面。桥梁震害产生的原因除地震强度太大外,桥梁支承连接部件（支座）失效、梁体限位装置（挡块）不合理、墩柱延性及抗剪强度不足,     

桥梁设计中关于隔震的设计

在桥梁抗震设计中,满足正常使用功能要求的前提下．利用隔震装置可延长结构周期．消耗大量地震能量．降低结构的响应。因此,对于桥梁的隔震设计,最重要的就是设计合理、可靠的隔震装置,并使其在结构抗震中充分发挥作用。在桥梁结构中使用隔震装置具有以下优点：     

减隔震在城市桥梁设计中的应用分析

总结了桥梁减隔震的技术原理和基本类型,综述了减隔震技术在桥梁设计中的应用现状,说明了支座减隔震设计方法对于桥梁抗震安全性的重要性,特别适用于中小跨径桥梁结构。最后,进一步分析了城市桥梁的减隔震设计方法,需要重点建立支座减隔震系统,保障抗震安全性。     

混凝土空心墩塑性铰区抗剪计算模型比较分析

准确评估空心墩塑性铰区的抗剪能力是高墩大跨桥梁抗震设计的重要内容.目前国内外规范中并未明确给出空心墩的抗剪计算模型,规范中已有的实心墩抗剪公式能否直接应用、其它文献中实心墩或空心墩抗剪强度计算方法的适用性等均有待深入研究.为此,基于25个发生剪切或弯剪破坏的空心墩试验数据,分析塑性铰区抗剪能力的影响因素,并将抗剪强度试...     

山区高墩梁桥抗震分析

以一座7—40mT梁高架桥为研究对象,建立了三维空间模型,采用非线性时程分析方法,分析了不同墩梁连接方式的山区高墩T梁桥的抗震性能,计算结果表明：采用铅芯隔震橡胶支座可以提高桥梁的抗震性能。     

基于基底隔震的连续梁桥的地震时程分析

对连续梁桥的基底隔震响应进行分析,并对其进行了详细的动力分析。针对具有空心桥墩的桥梁结构,分析直接影响结构动力响应的自振特性,然后采用时程分析法分析结构地震响应,并对其有无隔震时的时程响应结果进行比较。     

关于桥梁抗震设计细则中塑性铰区约束箍筋最低用量及桥墩抗剪强度的探讨

通过对新版桥梁抗震设计细则与国外规范中塑性铰区最低约束箍筋用量公式的对比,指出若按照新版抗震设计细则要求的塑性铰区最低约束箍筋用量配置桥墩箍筋可能无法满足抗震设计预期的延性要求,进而得出在相同配筋条件下的桥墩抗剪能力人为低估。     

整体式斜交连续梁桥抗震性能

采用SAP2000软件建立了某整体式斜交连续梁桥的三维有限元模型,通过非线性时程分析,研究了整体式斜交连续梁桥在地震作用下的受力特性及抗震性能,并探究了跨数、斜交角、台后土密实度和墩高等主要结构及基础参数对该类桥梁地震响应的影响。研究结果表明:整体式斜交连续梁桥中震害变形主要集中于桥台桩,桩顶截面在峰值加速度为0.4g的地震作用下形成塑性铰时,墩顶支座无破坏,且桥墩几乎无损伤;桥台桩位移及纵桥向弯矩的最大值均位于桩顶,而横桥向弯矩最大值可能位于桩顶或桩身反向弯矩峰值处;随着跨数的增加,整体式斜交连续梁桥的地震响应尤其是墩顶支座剪切应变及桥面转角明显增大,当跨数由单跨增加到4跨时,地震响应均增加了1倍以上,墩顶支座剪切应变甚至增加近2倍;随着斜交角的增加,桩顶纵桥向位移、桩顶截面屈服面函数值及中跨转角明显增大,斜交角为60°时,桩顶纵桥向位移增加了3倍以上,斜交角为45°时,墩顶支座剪切应变最大;随着台后土密实度的增加,各构件纵桥向位移响应与墩顶支座的纵向剪切变形降低,桥台桩、桥墩纵桥向位移及墩顶支座纵向剪切变形分别减小了12.9%、9.3%和9.5%;随着墩高的增加,墩顶位移明显增加,而支座剪切应变明显降低,但桩顶位移及桩顶截面屈服面函数值几乎不变;当墩高从4 m增大到9 m时,墩顶漂移率增大了42.1%,墩顶支座剪切应变减小了57.5%。      

复杂地形条件下桥上CRTSⅡ型轨道系统地震响应

为了研究复杂地形对桥上CRTS Ⅱ型轨道系统地震响应的影响, 以沪昆高速铁路线16~32 m简支梁桥为例, 考虑钢轨、扣件、轨道板、砂浆层、底座板、滑动层、桥梁、固结机构、端刺与挡块等部件, 建立了多跨简支梁桥-双线CRTS Ⅱ型轨道系统非线性动力学仿真模型, 研究了桥上CRTS Ⅱ型轨道系统纵向力分布特征; 设置了4种典型地形工况, 分析了不同墩高条件下桥上CRTS Ⅱ型轨道系统地震响应规律。分析结果表明: 与非纵连轨道结构相比, 桥上CRTS Ⅱ型轨道结构最大钢轨应力相对较小, 约为138.8 MPa, 应力包络曲线呈反对称, 线形平滑; 轨道板和底座板共同承受纵向力, 其最大值均出现在桥台附近, 最大拉应力分别达到25.2、27.1 MPa, 将在地震中发生开裂; 在地震中, 端刺承受着巨大的纵向力, 可达14~20 MN; 底座板与桥面之间相对位移超过24 mm, 对系统有隔震耗能作用; 地形对钢轨、轨道板和底座板纵向力的影响约为30%左右, 对墩底剪力影响较大, 在地形发生突变处, 墩底剪力增幅达4倍; 靠近桥台处的滑动层横向变形较大, 可达2.7 mm, 随着墩高增大, 扣件与滑动层纵横竖变形增大; 在地震作用下, 滑动层普遍存在着较大的竖向变形, 桥台附近滑动层竖向变形可达43.5 mm; 在地震中, 挡块与底座板之间存在着频繁的碰撞现象, 桥台附近挡块碰撞力可达38 MPa, 挡块将发生损坏。      

独柱墩T形刚构桥地震反应分析

针对目前城市桥梁通常采用的独柱墩连续梁桥的受力和结构设计存在的问题和缺陷,提出了2跨T形刚构桥梁结构形式,并对2种桥梁结构形式在构造和抗震性能方面的特点进行了对比.在构造方面,与连续粱桥相比,独柱墩T形刚构桥通过墩梁固结节省了支座,简化了伸缩缝的构造,增加了桥梁的横向稳定性,减小了横梁的受力.利用反应谱方法,推导了墩底固结等截面情况下T形刚构和连续粱桥简化模型的地震力和桥墩弯矩的解析表达式,并给出了不同周期范围内的2种体系地震反应的比较结果.采用桥梁的整体有限元模型,考虑桩土相互作用,对实桥进行了地震反应分析.研究结果表明,T形刚构采用墩梁固结能够显著降低地震力作用下桥墩和桩基的弯矩,提高了桥粱的抗震能力,简化了抗震构造.     

基于可靠度的桥梁构件三维地震易损性分析

为了评估桥梁结构近场抗震性能,建立了桥梁构件的三维地震易损性分析流程. 基于工程结构可靠度理论,用构件三维失效曲面表征墩柱、支座构件的损伤状态,将包含多个单一损伤指标的损伤状态方程作为三维地震易损性分析的损伤指标;其次在既有墩柱弯曲和剪切失效曲面研究的基础上,构建了墩柱弯曲和剪切破坏的损伤状态方程;并基于支座地震损伤的相对变形,建立了支座损伤状态的方程. 在此基础上,构建了墩柱和支座三维地震损伤状态的判别准则,并对不同损伤状态进行了量化. 结合各国桥梁抗震设计规范和工程结构可靠度理论,最后实现了三维地震易损性的计算分析. 通过一维地震易损性的简化验证,表明所提方法可用于桥梁结构的地震易损性分析中,并且所得结果与PSDA （probabilistic seismic demand analysis）法的最大概率偏差小于4%.      

考虑动水压力作用的深水桥墩地震响应分析

采用附加质量的形式考虑动水压力对桥墩的影响,以ANSYS有限元软件为计算平台,建立单墩模型并进行深水桥墩地震响应分析。得出动水压力改变桥墩的地震反应特性,增大了桥墩墩顶位移和墩底内力,并且动水压力作用还与结构本身质量和周期有关等结论。通过对连续梁桥和连续刚构桥的分析,验证了动水压力作用与结构固有周期有关,随着固有周期的增大,动水压力对结构的影响越小。     

Semi-Active Predictive Control of Isolated Bridge Based on Magnetorheological Elastomer Bearing

Time-delay of magnetorheological elastomer bearing(MRB) can bring structural response menace to bridges. This paper investigates a bridge pier-bearing semi-active-coupling control method based on model predictive control(MPC). The presented strategy takes the structure prediction model to predict the state responses of the controlled plant in a period of future time. Then, the control law can be determined by solving a finite horizon optimization problem. The peak shearing force of pier top, the displacement and the acceleration of beam are chosen as control goals, and the vibration isolation rate is applied to characterize the vibration isolation effect.It is noted that MPC method naturally takes the time-delay and uncertain interference into consideration, and significantly improves the control performance of the system. Finally, the numerical example is described and the seismic response of isolated bridge based on MRB is analyzed. The simulation results show that predictive control can be used to control the time-delay of bridge system in different degrees. The best control performance is at0.4 s. Even if the time-delay reaches 2 s, it is still good. Therefore, the control method significantly reduces the adverse effects of time-delay on the system, and has a good vibration isolation performance.     

高烈度地震区不等高墩桥梁延性抗震计算分析

针对山区公路桥梁的典型特点,阐述了一座高烈度地震区不等高墩桥梁延性抗震设计的工程实例.通过引入弹塑性纤维梁柱单元,采用非线性动力时程法,重点分析了该桥在E2人工拟合地震波作用下的地震反应特性.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能够实现此类桥梁大震不倒塌的设防目标.