地震作用下超高墩刚构桥倒塌易损性分析

防止地震作用下结构倒塌是基于性能的地震工程的核心目标,目前基于弹塑性时程分析的倒塌易损性分析是结构抗倒塌能力评价最合理的方法。倒塌易损性分析的关键之一是建立合理的倒塌判别准则,文中提出了超高墩刚构桥地震倒塌破坏的判别准则。结合某工程实例,基于O penS-ees建立了结构的非线性分析模型,对其进行了非线性地震时程分析,在此基础上建立了结构的易损性曲线,并讨论了混凝土保护层剥落和钢筋锈蚀等结构劣化对倒塌易损性的影响。     

桥梁高墩位移延性能力对地震动输入特性的敏感性研究

目前 ,世界各国广泛采用的桥墩位移延性能力的计算方法 ,不考虑高阶振型的作用 ,理论上讲不适用于高墩。该方法掩盖了墩高的位移延性能力与地震输入特性的关系。采用先进的IDA分析方法 ,考虑高阶振型的作用 ,分析高墩的位移延性能力 ,通过算例发现 ,它与地震输入特性密切相关     

高墩大跨连续刚构桥梁的地震经济风险分析

在基于性能的地震工程风险评估框架基础上,针对某高墩大跨连续刚构桥,选用一组地震记录,利用增量动力分析（IDA）方法,借助桥墩损伤状态研究成果,建立解析损伤脆弱性函数,通过假定损失比,将桥梁结构的地震经济风险表达为年预期损失（EAL）形式．实例分析结果表明：在设定地震下,由于中小级别地震所造成的年预期损失约占总损失的72％．对于地震多发地区,高墩大跨连续刚构桥的地震经济风险主要来自于中小地震的危险性,决策者应采取适当措施减小地震经济风险．     

浦东国际机场北通道工程高墩桥梁抗震分析

以浦东国际机场北通道高墩桥梁为背景,研究了高墩连续梁桥在地震荷载作用下的桥梁动力反应。本文首先分析了直接影响结构动力响应的自振特性,从中总结高墩桥梁的特点,然后采用时程分析法分析结构地震响应。     

大跨度斜拉桥地震易损性及可恢复性分析

为了研究地震作用下斜拉桥主塔的抗震能力，评估其抗震可恢复性，以一座独柱式大跨径混凝土斜拉桥为例，采用SAP2000有限元分析程序建立结构动力计算模型，通过增量动力分析法（IDA）分析结构的横向地震响应；选用X-TRACT软件对主塔划分的各关键截面进行了弯矩-曲率分析和损伤标定，对IDA分析的数据进行处理，拟合得到了主塔各关键截面的地震易损性曲线，确定主塔容易损伤部位及演变规律；基于可恢复性的理念开展结构的抗震可恢复性分析. 研究结果表明:在横向地震作用下，主塔底部截面是所选截面中最容易损坏的部位；在地震动强度0.150g和0.271g作用后，自身的抗震能力由80.6%降到46.7%，随着地震动强度的增大，抗震储备能力不断降低.      

强震下大跨度连续梁桥损伤分析

连续梁桥结构常因地震发生损伤甚至倒塌而失去交通作用,研究强震下大跨度连续梁桥的损伤破坏机制对提高桥梁抗倒塌性能具有重要意义.基于有限元软件ANSYS/LS-DYNA,考虑桥墩材料非线性、损伤过程大变形非线性以及梁端非线性碰撞,建立大跨度连续梁桥在强震作用下的损伤三维数值模型,进行非线性分析,直观模拟大跨度连续梁桥在强震作用下的损伤破坏过程,从连续梁桥的应变与位移响应、桥墩损伤和梁-台间碰撞作用等方面分析了大跨度连续梁桥的地震损伤情况.研究结果表明：单向地震动输入与双向地震动输入作用下破坏模式基本一致,破坏模式由桥梁结构本身决定,地震动输入方式影响较小;大跨度连续梁桥的地震损伤是逐渐发展的过程,桥墩混凝土损伤因子不断累积达到0.99,固定墩底部发生受弯塑性破坏,桥梁发生损伤破坏.     

高桥抗震性能分析与研究

在强地震作用下高桥墩桥梁的反应与低桥墩桥梁相比具有明显的非线性行为。对高墩桥梁进行高墩桥梁抗震性能分析,研究高墩动力特性和地震响应特点,以及高桥墩在地震作用下非线性行为的作用原理,为高墩桥梁的地震反应分析提供可以借鉴的方法。     

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.     

川西藏羌石砌民居建筑的抗地震倒塌性能

我国川西地区的传统藏羌石砌民居具有较高的文化遗产保护价值,但在近年来的历次地震中出现了大量破坏. 结合该类房屋的砌筑材料和建筑布置特征,对其抗地震倒塌性能进行研究. 首先,开展了3组黏土试件的无侧限抗压强度试验和一个1/2缩尺黏土-石砌墙体试件的水平抗剪承载力试验,并通过显式动力数值计算手段对试验过程进行模拟;其次,针对黏土和毛石材料均采用Holmquist-Johnson-Cook （HJC）本构模型,基于随机分布离散型有限元方法,根据实际墙体中两种材料的分布比例建立相应数值模型,并通过与模型试验结果的对比验证,明确了数值计算中的关键参数;在此基础上,对一典型二层平面L型缩进式民居结构进行动力时程分析计算,通过与实际震害情况的对比分析了其地震破坏机制,再现了地震倒塌全过程,并开展了结构的抗地震倒塌易损性分析,研究了不同晒台缩进面积的影响. 研究结果表明,在罕遇烈度下,平面L型缩进式结构中晒台面积比例由30%增加至45%时,结构倒塌概率增大16.7%,抗倒塌储备系数下降9%,对易损性曲线影响并不显著;但当晒台面积比例减小至15%时,二层墙体开洞率增大18%,导致结构的地震倒塌概率增加143%.      

钢板—沥青—钢板夹层阻尼结构防护下高墩的抗爆防护研究

鉴于战时铁路高墩脆弱性和目标性突出,提出了一种用于铁路高墩防护的钢板-沥青-钢板夹层阻尼结构。采用ANSYS/LS-DYNA软件对沥青钢板组合的夹层阻尼结构防护下高墩的抗爆性能进行研究,探究夹层阻尼结构中沥青材料阻尼比对高墩抗爆性能的影响规律。结果表明:在爆炸荷载作用下,随着夹层阻尼结构中沥青阻尼比的增加,高墩的抗毁伤能力得到了明显的提高,当沥青材料阻尼比从0.2增加至0.5时,高墩的残余承载能力提高了33.68%。该结果可为沥青材料在空心高墩防护中的应用提供参考。     

汶川百花大桥震害分析与抗震性能研究

以遭到严重震害的汶川百花大桥为研究对象,从抗震设计的角度出发,用反应谱法和时程法进行了第一级设防水准（E1）地震作用下的弹性分析,用非线性时程法进行了第二级设防水准（E2）地震作用下的弹塑性分析,并综合分析了该桥的震害原因和抗震性能,为同类桥梁的设计提供参考和借鉴．分析结果表明：双柱式柔性墩的采用导致该桥整体刚度较小;桥墩纵筋和箍筋的配置不足导致了E1地震下的承载力不足,而E2地震下的塑性变形是满足要求的;固定墩处支座设置和系梁布置的不合理导致了固定墩左墩柱受到严重破坏;第五和第六联之间刚度差别较大而牛腿（悬臂支托）的支承长度过小,导致该牛腿处发生了落梁破坏．     

CFRP网格修复后多层砌体结构墙体的抗震性能

为了研究碳纤维增强复合材料（CFRP）网格加固砌体结构的破坏机理及加固效果,通过拟静力试验将一片3层砌体开洞墙体加载至破坏,在破坏集中区域单面粘贴CFRP网格进行加固之后再次进行拟静力试验,以最小加固量为指标对加固前后墙体的抗震性能进行了对比分析,并提出了相应的加固建议. 研究结果表明:采用CFRP网格修复可以有效地阻止和延缓墙体受剪斜裂缝的出现及开展,从而提升了墙体的抗震性能,若以抗剪承载力完全恢复为指标,建议最小修复面积为22%;修复后墙体的破坏模式与修复位置相关,本试验以CFRP网格剥离及窗间墙破坏为主,破坏由低至高逐层发生,同层墙肢范围内,由未修复区向修复区发展;考虑窗间墙破坏易引起结构整体破坏和倒塌,因此应优先修复剪力较大层的窗间墙区域,并提供必要的加强措施.      

汶川地震近断层附近桥梁震害浅析

"5.12"汶川地震给交通生命线造成了严重破坏,其中处于断层附近的几座桥梁震害严重甚至垮塌,给灾后救援和重建带来巨大影响。结合近断层的场地特征,详细分析了其附近几座桥梁的震害,并为今后的桥梁设计提出以下建议:做好桥址选择工作,尽量避免发震断裂地段;选择合理抗震结构体系,减小双向地震作用;充分考虑竖向地震作用对桥梁结构影响;提高构件延性设计,防止墩柱脆性破坏;合理设计支座和加强挡块连接,以有效防止落梁震害。     

减震体系梁桥在地震与爆炸组合作用下的性能研究

以某减震体系梁桥为研究对象,通过比较分析地震荷载单独作用和地震与爆炸组合作用下墩底的弯矩和支座的最大位移及残余位移,研究爆炸冲击对地震中受损的桥梁构件的影响。结果表明,地震后的爆炸冲击会瞬时增大桥墩的弯矩甚至使其屈服,导致屈服墩墩顶的支座残余位移增大50％以上。     

桥梁抗震设计中滑移挡块作用机理

基于能量耗散理论及地震动力响应分析,研究了不同地震荷载水平下滑移挡块及桥跨结构承载变化趋势,分析结果说明,滑移挡块在地震荷载下依靠滑移产生摩擦阻力消耗一部分地震力,不会使桥跨结构产生过大刚度而将巨大地震冲击力反馈给下部桥墩及桩基,同时挡块将桥梁破损控制在一定范围内,能量大部分由挡块承担,导致主体结构受损较小,受损严重的挡块在震后也较容易进行快速修复。     

多层框架结构在地震作用下的静动响应分析

主要研究多层多跨框架结构在地震作用下的响应。运用底部建立法研究框架结构在地震作用下的静态响应,运用ABAQUS软件研究这一多层多跨框架结构在地震作用下的动态响应。将动态响应与静态响应结果进行对比,得出按静态方法得到的响应具有较好的精度。进行结构设计时偏于安全。     

大震作用下带拱式转换层高层结构动力弹塑性分析

针对大震作用下带拱式转换层高层结构的地震反应,分析了该结构楼层侧移、楼层剪力、薄弱部位及塑性铰分布等,表明：转换层相邻上下两层及转换层下弦杆跨中为结构薄弱部位．为了在罕遏地震作用下,结构塑性铰能够合理分布,达到“大震不倒”,对该结构薄弱部位应采取加强措施,并对此进行了动力弹塑性时程分析,结果表明,加强后结构薄弱部位转移到转换层上部楼层中,且结构塑性铰分布较合理,由此提出该结构底部柱承载力增大系数：当Ⅰ类场地时为1．3,Ⅱ类场地时为1．9,Ⅲ类和Ⅳ类场地时为2．2;转换层相邻上部柱承载力增大系数为1．25;转换层下弦杆跨中承载力增大系数为3．5．     

轻质混凝土连续刚构抗震性能分析

以某连续刚构为工程背景,研究采用轻质混凝土上部结构的高墩大跨连续刚构桥的抗震性能.通过对比分析,得知采用轻质混凝土和普通混凝土上部结构的全桥动力特性差异及其原因;采用纤维梁单元模拟桥墩塑性铰,分析了在大震激励下两种结构桥墩的塑性铰破坏程度与滞回耗能.分析结果表明,采用轻质混凝土上部结构能明显降低桥墩塑性铰区域的内力响应、消耗的能量及破坏程度.     

深水桥墩地震响应研究现状与展望

分析了地震激励下水-深水桥墩动力相互作用, 总结了动水压力作用机理、地震动水压力的计算方法和水-结构动力相互作用分析方法, 研究了深水桥墩地震响应特征和影响因素以及水下振动台试验进展, 并对比了各国规范中动水压力计算方法。研究结果表明: 动水压力降低桥墩自振频率, 增大桥墩地震响应, 其影响在桥梁的抗震设计中不可忽略; 现有研究采用的桥墩形式较为简化和单一, 建议开展更多以桥墩体系、桥梁体系为对象的深水桥梁地震响应研究; 对于地震作用下动水压力计算, 目前各国规范多基于Morison方程, 但对其适用范围尚不明确, 应深入研究Morison方程的适用范围、修正方法与准确便捷的地震动水压力计算方法; 目前水下振动台试验大多集中在动水压力对桥梁下部墩桩地震响应的影响上, 响应大多在弹性范围内, 应进一步研究在大震作用下深水桥墩的非线性响应与破坏模式; 目前针对深水桥墩在地震和波浪联合作用下的动力响应研究较少, 应深入研究在地震、波浪、海流联合作用下深水桥墩与水的相互作用机理; 目前缺乏对全桥结构的地震响应研究, 应开展深水桥梁全桥分析与多子台水下振动台试验。