深水对高桩承台桥墩地震反应的影响*

介绍了 Morison方程考虑动水压力的方法,并计算出了桥墩各部位的动水附加质量。分析了高桩承台桥墩在不同水深和不同地震作用下动水压力对其地震反应的影响,以某黄河大桥的一个高桩承台桥墩为工程实例,利用纤维模型对其进行非线性时程反应分析。结果表明水的存在对高桩承台桥墩动力特性和地震反应的影响较大,因此在进行桥梁抗震设计时动水压力的影响不可忽略。     

锚杆静压桩在预制拼装桥墩中的沉降特性研究

在城市高架桥施工时,为减小桥墩及基础施工对道路交通的影响,可采用快装桥墩及锚杆静压桩施工工艺。以某快装桥墩锚杆静压桩基础为背景,针对桩基后压成桩的特点,研究了锚杆静压桩的沉降特性;分别建立了无桩承台和压桩后群桩基础2种工况的有限元模型,对比分析了上土层弹性模量E_1、下土层弹性模量E_2和桩侧摩阻系数f对基础最大沉降量s_(max)及桩土荷载分担比η的影响。结果表明:在无桩承台和压桩后群桩基础2种工况下,随着E_1及E_2的增大,基础最大沉降量s_(max)不断减小;E_1对无桩承台基础s_(max)的影响较大,E_2对群桩基础s_(max)的影响较大;随着f的增大,群桩基础的s_(max)及土体荷载分担比η_(soil)逐渐减小,但影响有限。     

海上双肢墩连续刚构桥抗震性能分析

双肢墩是连续刚构桥梁常见的一种桥墩形式。以某海上连续刚构桥工程实例,通过有限元建模计算,对比桥墩取不同尺寸、是否设置系梁等不同情况下的地震响应,对海上双肢墩连续刚构桥桥墩及高桩承台基础在罕遇地震作用下的抗震性能进行分析。结果表明,双肢墩设系梁可以减小桥墩塑性转角、墩梁相对位移,并且基础受力优于增加双肢墩壁厚的情况。     

波流与地震共同作用下深水桥墩动力响应分析

为了揭示深水环境中波流与地震共同作用下桥梁下部结构与水耦合作用机理,基于非线性Morison方程,建立了波浪、水流和地震联合作用下结构动力学方程,通过有限元离散,计算了某深水桩-承台-桥墩结构体系的动力响应,并分析了不同波流要素对该结构体系动力反应的影响.研究结果表明:波流与地震之间存在相互影响,波流对地震响应的影响范围为-31.6%~63.5%,这种影响不仅改变地震响应幅值本身,而且改变幅值出现的时刻,还将使得波流、地震联合作用下流场激励频率介于纯波流场激励频率和地震激励频率之间,因此有必要进行波流与地震的联合作用分析;当波流作用在承台及以上位置时,桥墩的动力响应显著增大,在实际工程建设中须引起重视,有必要选用承台高出水面的高桩承台.      

边界对季节性冻土区挖井基础桥墩地震反应的影响

利用ANSYS软件,对Ⅱ类场地上的挖井基础桥墩在两种边界条件下的冻土和融土的地震反应进行了计算,并对结果进行了分析和比较.结果表明Ⅱ类场地上的挖井基础桥墩,采用粘弹性边界时的桥墩地震反应比固定边界时的地震反应小;冻土时的地震反应比融土时的地震反应明显减小.     

桥墩长细比对地震反应谱响应的影响分析

采用ANSYS有限元分析程序,对某连续刚构桥进行了不同桥墩长细比情况下地震反应谱响应分析。由于改变长细比的方法不同,模型分为2组,第1组中改变桥墩沿纵桥向长度,第2组中改变桥墩高度,地震反应谱采用《公路桥梁抗震设计细则》（JTG／TB02—01—2008）中规定的设计加速度反应谱。研究结果表明：桥墩的长细比对连续刚构桥梁地震反应影响显著;随桥墩长细比增大,地震作用时,墩顶和墩底的受力将减小,但当桥墩长细比达到某一数值时,再增大长细比,桥墩受力变化将不再显著。     

铁路桩基础桥墩基底隔震摇摆模型试验研究

为了探究桥墩基底摇摆隔震技术在铁路桩基础桥梁中的应用效果,首先提出了无约束自由摇摆和设置限位钢筋约束摇摆两种不同的桥墩基底摇摆隔震模式.其次按照1∶10的比例制作了桥墩及桩基础缩尺模型,采用拟静力试验方法分析了两种不同摇摆隔震桥墩模型的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线以及桩身应变等性能参数.试验结果表明:两种基底摇摆隔震桥墩模型均能够有效改善桩基础桥墩的力学特性和抗震性能,相对于自由摇摆隔震桥墩,约束摇摆隔震桥墩中增加的限位钢筋,可以有效地提高摇摆隔震桥墩在正常使用阶段或较小水平地震作用时的横向刚度和稳定性.通过对桩基础的应力分析发现:采用无约束自由摇摆和限位钢筋约束摇摆的两种隔震模型的桩身应变值均较小,说明两种桥墩基底的摇摆隔震措施均可以有效保护地震作用下的桩基础.此外,通过分析发现限位钢筋不仅提高了桥墩在摇摆过程中的抗倾覆能力,并且具有明显的耗能特性.     

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。     

高陡横坡双桩柱式桥墩差异沉降加固处治设计

结合贵州水盘高速公路某特大桥双桩柱式桥墩差异沉降加固处治设计实例,探讨注浆微型钢管桩的设计与施工等。介绍了注浆微型钢管群桩处治高陡横坡地段双柱式桥墩差异沉降设计。对桥墩进行长期观测,显示加固效果良好。说明山区普通桩基施工条件受限的高陡横坡路段采用注浆微型钢管群桩加固双桩柱式桥墩的技术优势,且该工程钢管桩长度达45 m,在该地区尚属首次运用,其经验可供类似工程借鉴。     

自重对桩柱式高桥墩桩基稳定性的影响

基于桩柱式高桥墩桩基与一般桩基的差异,以及高桥墩桩基中桩、墩和土体共同工作的原理,建立了将桩基和墩视为一个整体的分析计算模型.计算结果表明,当桩身埋置率较小时,自重对屈曲稳定性的影响较显著,对于高桥墩桩基,由于其地面上部分长度较大,埋置率通常较小,尤其在其施工阶段,应考虑自重对其屈曲稳定的不利影响.     

洛河特大桥抗震性能计算

为了准确计算洛河特大桥的地震反应,基于大跨径桥梁地震反应分析方法,建立了考虑桩-土相互作用的全桩模型,将波速大于500 m.s-1处的桩截去,并考虑桩-土相互作用的截桩模型与考虑各桥墩处场地土不同所产生的多点激励以及地震波有限波速传播所引起行波效应的大质量模型,采用大型通用有限元程序ANSYS进行桥梁三维地震动态时程分析。结果表明,高墩的位移响应与轴力大;墩越矮,横桥向剪力、顺桥向剪力以及顺桥向弯矩越大;截桩模型与全桩模型的位移响应在横桥向与顺桥向的最大偏差分别为7.4%与8.2%,故截桩模型可用作长桩桥梁时程的简化分析;大质量模型受质量块的大小以及桥墩高差的影响较大,跨径小于160 m以及桥长小于660 m的连续刚构桥对行波效应不敏感,因此,在高墩大跨径连续刚构桥抗震设计时,应考虑桩-土相互作用,并加强高墩的延性设计与矮墩的截面抗力设计。     

高墩大跨连续刚构桥动力特性及地震反应分析

背景实桥为山区大跨连续刚构体系,其最高桥墩达168 m,且桥墩形式多样。建立了动力计算分析模型,计算分析了桥梁结构的动力特性;计算了桥梁的自由振动模态,并通过弹性反应谱理论进行了地震分析。可作为类似桥梁抗震设计的参考。     

宏基大桥深水高墩大跨连续刚构桥地震响应分析

已有研究表明,深水高桥墩在地震作用下,由于桥墩与水的相对运动,水会对桥墩水下部分产生动水压力．以深水库区主跨为220m,墩高为173m的宏基大桥为例,利用Morison方程所得的圆形墩附加质量公式的矩形修正公式模拟水对桥墩的作用,建立了该桥考虑附加质量影响的变截面三维有限元模型,进行该桥的反应谱和时程反应分析．结果表明由于动水压力的作用,不仅使桥梁结构的自振频率明显降低,而且使梁体和桥墩的位移和内力显著增大．本文研究方法与所得结论可为同类桥梁的抗震设计提供参考．     

单柱式连续刚构铁路桥结构不对称性地震响应分析

以大准铁路增二线内蒙古黄河连续刚构特大桥为工程背景,应用有限元程序Midas／Civil建模,采用反应谱分析法,研究了上部结构左右边跨长度不对称与下部结构桥墩高度不对称时连续刚构桥的抗震性能。研究结果表明：桥墩高差不对称引起的结构地震响应较左右边跨不对称明显,在进行抗震设计时应取小的桥墩高差,同时不应该放松两桥墩的设计...     

圆形空心深水桥墩在地震作用下的附加动水压力

基于辐射波浪理论建立了圆形空心桥墩流体控制方程;以自由表面波动条件、水底水质点运动边界条件和结构与水的速度连续条件为边界条件,采用分离变量法推导了圆形空心桥墩内域水体速度势的一般解,进而导出了圆形空心桥墩内域水体附加动水压力的解析式,对希腊Rion-Antirion Briage桥塔内力响应的计算结果表明,附加动水压力使桥墩的弯矩和剪力明显增大,内域水对桥墩地震响应的影响不可忽略．     

主塔基础形式对超大跨斜拉桥抗震性能的影响

以泰州过江超大跨斜拉桥为例,就主塔分别采用高桩承台基础和沉井基础两种形式,对比研究桩基础大质量承台参与结构高阶水平向振型的质量参与系数分布、周期分布等特点,输入人工地震动参数,针对两种主塔基础方案采用线性时程分析方法计算桥梁结构控制部位地震反应并进行比较,再就桩基础方案中大质量承台对承台底水平反力的贡献进行时域和频域分析。研究表明,与沉井基础相比,主塔桩基础大质量承台参与结构高阶振动对超大跨斜拉桥动力特性和地震反应有重要影响,特别对主塔基础水平反力有显著的倍增效应,增大了超大跨斜拉桥的地震易损性。     

曲线预应力连续宽体箱梁桥整体顶升改造前后地震反应对比分析*

由于曲线梁桥地震反应的复杂性和特殊性导致其在地震中易损坏,顶升改造后地震反应的改变直接影响桥梁的使用安全及寿命。以厦门市仙岳路桥梁顶升改造工程为背景,运用桥梁结构分析程序 Midas,根据曲线梁桥的特点建立空间有限元模型,采用动态时程分析法对桥梁顶升改造前后进行地震反应分析,并研究了曲线梁桥桥墩墩高变化时的水平和竖向最不利地震反应。分析结果表明,曲线宽体连续梁桥支座中心连线方向和平面内与之垂直的方向为最不利的水平地震输入方向,而且改造后墩高的变化会引起桥梁尤其是桥墩处内力的明显变化,分析结果为同类桥梁结构的抗震设计提供理论依据。     

框架式钢管混凝土桥墩非线性地震反应分析

以框架式钢管混凝土桥墩及钢筋混凝土空心薄壁墩为研究对象,采用纤维单元建立了框架式钢管混凝土桥墩及钢筋混凝土空心薄壁墩的非线性动力分析模型,输入3条地震波,计算得到了框架式钢管混凝土桥墩与钢筋混凝土空心薄壁墩的线性及非线性地震时程响应,比较了不同类型桥墩地震响应的差异,讨论了框架式钢管混凝土桥墩的地震反应特点。     

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。      

动水压力对高桩承台连续刚构桥地震反应的影响

以某高桩承台连续刚构桥为工程背景,采用Morison方程计算不同水深时的动水压力,并利用纤维模型对地震作用进行非线性时程反应分析。结果表明：动水压力会改变桥梁的自振特性,随着水深的增加,桥梁地震反应也越来越大,在进行桥梁设计时应考虑动水压力的影响。