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．     

基于摩擦摆支座的连续梁桥减隔震设计参数分析

依托新津河大桥抗震设计工程实例,阐述了减震和隔震的设计过程。在设计过程中,先后提出了盆式支座+摩擦摆支座方案和盆式支座+摩擦摆支座+黏滞阻尼方案,并用Midas Civil分别对两种方案进行了非线性时程分析,分析表明:对于中小跨度多跨连续梁桥,摩擦摆减隔震可以有效降低下部结构的地震内力响应,使得桥梁的主要构件在大震作用下仍保持弹性。然而,隔震桥梁在地震作用下支座位移往往较大,因此在隔震设计中增加了黏滞阻尼器,并选择了恰当的设计参数,计算表明使用黏滞阻尼器支座后位移响应降低明显。综合计算结果表明:摩擦摆支座配合使用黏滞阻尼器,能够达到较为理想的减震、隔震效果。     

双层矮斜拉连续箱梁桥的隔震分析

用铅芯橡胶支座隔震装置取代双层矮斜拉连续箱梁桥盆式橡胶支座,采用大型通用软件ANSYS建立该桥有限元模型,分析该隔震桥梁的动力特性和在El-Centro波激励下的地震时程响应,并与非隔震桥梁分析结果进行对比。研究表明:铅芯橡胶支座隔震装置对双层桥梁具有明显的减、隔震效果。     

基于隔震支座的连续梁桥隔震效果研究

介绍桥梁隔震支座的原理及基本特性,对一座三跨连续梁分别在普通支座和隔震支座条件下的地震响应力学特性进行对比分析,结果表明采用隔震支座能有效改善连续梁桥的抗震性能。     

减隔震支座在城市高架桥抗震设计中的应用

随着社会对地震认识的发展,抗震设计在桥梁设计中的比重显著提高,桥梁抗震性能影响到桥梁的使用寿命,而减隔震橡胶支座的使用能很好地改善这一性能。本文通过某城市高架桥的抗震设计,利用空间有限元程序MIDAS/civil建立桥梁结构的三维抗震模型,详细介绍了城市高架桥抗震设计的流程和减隔震支座的选用规则,通过两种类型的减隔震支座的对比分析,提出了不同类型减隔震支座的适用范围,为同类型桥梁的抗震设计提供参考依据。     

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。     

基于加权秩和比法的隔震梁桥失效模式研究

为了综合评价桥梁在地震作用下失效模式的信息,考虑地震动中存在的不确定性影响,对实际工程中的某6跨隔震连续梁桥的失效模式进行了分析.基于IDA法,选用16条足够反映地震动中存在的不确定性且PDA分布在一个较宽强度范围内的地震动,对桥梁中支座、桥墩墩底这两个最容易失效的部位分别基于位移和修正的Park-Ang损伤理论判断其失效,引用加权秩和比法综合了16条地震动作用下的桥梁失效模式的评价信息,分析给出具有统计意义的失效模式,并找出了桥梁的最弱失效模式.研究结果表明:该隔震连续梁桥的失效模式为该桥梁中墩的隔震支座先失效,然后是桥梁过渡墩支座失效,最后是边墩底部和边墩的支座失效;桥梁的最弱失效模式为桥梁所有隔震支座先失效,其次是边墩底部失效,然后是中墩失效,最后是过渡墩失效.      

摩擦摆球型减隔震支座在城市桥梁抗震设计中的应用

乌市开发区西山隧道项目引桥在设计时采用双曲球面减隔震支座,有限元软软件分析表明,该支座能够有效降低E1、E2地震力作用下下部结构的水平荷载,在桥梁建设费用不大幅度增加的前提下,可以取得显著的经济效益与社会效益.     

隔震曲线梁桥的地震响应

根据隔震曲线梁桥的特点,利用两个正交的非线性水平弹簧单元来模拟铅芯橡胶支座的双向非线性特性,基于大型有限元分析软件SAP2000,选取强震记录作为地震输入,考虑了曲线梁桥自身特性的影响,建立了隔震与无隔震曲线梁桥的空间有限元模型,并进行了双向地震动作用下的地震响应分析.结果表明：铅芯橡胶支座不仅可以有效地降低曲线梁桥的地震响应,还有助于减少曲率半径对曲线梁桥地震响应的影响.为曲线梁桥减隔震设计的深入和桥梁结构抗震安全性的提高提供了依据和参考.     

脉冲型地震动模拟与隔震桥墩性能的能量分析

用改进的三角函数方法来模拟近断层地震地面激励，对非线性隔震桥梁单墩模型进行了地震响应和能量分析．通过对波形、脉冲周期和峰值速度等地震动参数的调整来表征不同的脉冲效应，在前向、前后向和多环3种不同的脉冲波作用下，隔震桥墩反应规律类似，以第3种冲击形式结构的响应值最大、输入结构的地震动能量最多、脉冲周期是决定地震动破坏能力的重要参数，通过定义累积滞回耗能比和瞬时耗散能量比，表明隔震支座有效耗能能力在短周期脉冲作用下较小，在长周期部分趋于稳定，而在中短周期部分单纯依靠隔震支座耗能不足以有效降低地震危害．通过引入瞬时输入能量概念，表明瞬时地震输入能量和结构地震响应密切相关，用瞬时输入能量来表征地震动强度是合适的指标．     

简支梁桥的地震反应性能

分析研究了简支梁桥在地震作用下的空间地震反应性能。着重讨论了桥梁支座在地震过程中的反应特点和滑动铰支座的摩擦系数和桥梁空间地震反应性能的影响。因为摩擦的滞回特性，所以在地震过程耗散大量的能量。滑动铰支座的摩擦存在对桥梁的抗震是有利的。     

跨断层桥梁抗震综述

在交通强国战略深入推进的时代背景下,中国公路、铁路网的发展使得跨越断层修建桥梁不可避免,川藏铁路的规划、设计和修建更让这个问题日益突出. 同时,公路和铁路抗震规范采用避让断层造桥的规定与无法避让造桥的实际情况之间的矛盾也日渐凸显. 在地震作用下跨越活动断层的桥梁比非跨越断层桥梁具有更复杂的受力特点、破坏形式和破坏机理,我国对跨断层桥梁的研究尚处于起步阶段,可供参考的相关文献资料、工程实例以及抗震设计规范缺乏. 为了确保跨断层桥梁的安全性,基于国内外对跨断层桥梁的研究现状,归纳总结了活动断层特征、断层处地震动、跨断层桥梁的破坏特征、跨断层桥梁分析方法以及跨断层桥梁概念设计措施. 梳理了当前跨越断层桥梁抗震存在的问题,并对未来跨断层桥梁的研究进行了展望,指出断层地震空间性、跨断层桥梁破坏机理、多灾害对跨断层桥梁的影响、跨断层桥梁快速抢修技术和人工智能技术在跨断层桥梁抗震中的应用将是未来发展方向,为未来跨断层桥梁抗震设计、性能评估和规范拟订提供参考.      

大跨长联预应力混凝土连续梁桥地震响应

大跨长联预应力混凝土连续梁桥一般只设一个固定支座,由于桥跨较长,因此固定墩承担的纵向地震响应也就相当大。采用反应谱法,讨论了不同支座约束类型对连续梁桥固定墩和固定支座地震响应的影响;计算结果表明,不同的支座约束类型对连续梁桥地震响应影响较大;同时还分析了桩-土相互作用对连续梁桥动力特性及地震响应的影响。     

非规则连续刚构桥地震易损性分析

为探讨非规则桥梁的抗震性能,建立了典型非规则公路桥梁的地震易损性理论模型.考虑桥梁结构参数和地震动的不确定性,抽样生成桥梁地震易损性分析模型样本库.用OpenSees软件对模型样本库进行非线性动力时程分析,以获得结构动力响应.在研究桥墩反弯点时程曲线和桥墩曲率包络线分布特征的基础上确定桥梁构件的损伤指标.采用概率地震需求分析方法获得桥梁各构件易损性曲线,并基于一阶可靠度理论获得桥梁系统的易损性曲线.结果表明:在地震作用下,非规则桥梁支座最容易损伤破坏,桥梁系统的易损性明显高于桥梁构件的易损性;易损性曲线可用于评估非规则桥梁的抗震性能,为震后桥梁损伤识别提供依据.      

计入弹性基础效应的钢筋混凝土桥梁结构塑性倒塌分析

将钢筋混凝土桥墩墩顶在单位水平力作用下的变位，分解为桥墩的弹性弯曲变位、基础转动产生的变位及基础平动产生的变位之和，从而建立了一种计入弹性基础效应和弹性支座效应的钢筋混凝土梁桥横桥向抗震评估的塑性倒塌分析模型，给出了等效弹性地震荷栽计算方法、钢筋混凝土梁桥塑性倒塌分析计算公式及独柱墩在地震力作用下的双线性刚度实用分析方法。算例表明，计入弹性基础效应和弹性支座效应后，钢筋混凝土粱桥的最终抗震能力与结构延性明显下降。     

粘滞阻尼器和Lock-up装置在连续梁桥抗震中应用

近年来,我国逐渐在一些桥梁结构中使用了可提高结构抗震性能的减隔震装置,如隔震支座、阻尼器(地震响应校正装置)等。对应用较广的粘滞阻尼器和Lock-up装置的工作机理进行了介绍,对其在连续梁桥抗震中的应用进行了研究,通过实际桥例探讨了两种装置对连续梁桥抗震性能改进的有效性,并对其实用的局限性也进行了分析。研究的结果可供桥梁工程设计人员和科研人员参考。     

从WCEE看国内外韧性抗震梁桥研究进展

梳理和总结了第16、17届世界地震工程大会(WCEE)中关于韧性抗震梁桥相关的研究进展;分析了后张预应力摇摆自复位梁桥与其他新型韧性抗震梁桥体系的最新研究进展,总结了高性能材料在韧性梁桥中的应用研究,并介绍了国内外自复位梁桥的工程实践;介绍了自复位耗能装置和限位装置等韧性抗震梁桥结构中的可更换装置研究,讨论了附加可更换装置的梁桥结构抗震性能;总结了单体梁桥和桥梁网络的抗震韧性评估方法,探讨了韧性抗震梁桥结构的研究方向和发展趋势。研究结果表明:附加可更换耗能装置的后张预应力自复位梁桥是研究最为广泛的韧性抗震梁桥结构,且已建成了多座示范工程,该类结构在强震中的表现有待实际地震验证;需要结合高性能材料开发可更换装置新结构与新构造,在此基础上研究其与桥梁的合理连接技术及抗震设计方法;考虑性能退化、需求增加等多因素影响的既有梁桥结构抗震韧性评价方法和能力提升技术及其设计理论,是中国已建梁桥面临的突出问题。      

奎素黄河特大桥抗震设计与研究

以奎素黄河特大桥为例,介绍了长联预应力混凝土连续梁地震作用下的受力特点、抗震设计计算要点以及双曲面球减震装置减隔震机理与计算模型。为此类长联连续梁设计提供借鉴参考。     

高铁简支梁桥横向地震碰撞效应及减震研究

为了研究高铁简支梁桥横向地震碰撞效应及减隔震装置的减碰效果，以7跨32 m标准跨径简支梁桥为例，通过试验测定挡块的实际力-变形曲线，并基于SAP2000建立了考虑地震碰撞效应的有限元模型.在此基础之上，分析了轨道系统、挡块-垫石初始间距及挡块钢板厚度对桥梁地震响应的影响，并进一步探讨了橡胶垫层、铅芯橡胶支座（LRB）、摩擦摆支座（FPB）、高阻尼橡胶支座（HDR）及液体粘滞阻尼器的减碰效果. 研究结果表明:轨道系统的约束作用会显著改变各桥跨之间的地震力分配；在所考虑的最大地震激励下，碰撞力峰值达2.18 MN，挡块的非线性效应显著；对于本文算例而言，挡块-垫石间距设为3 cm，挡块钢板厚度取32 mm是一个较为合理的配置；减隔震装置能够有效地改善桥梁结构抗震性能，且其防碰减震效果受地震波频谱特性及自身作用机理的影响，其中，FPB支座具有较强的适用性，且安装FPB支座后各桥跨之间的地震力分配更加均匀.