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。     

三塔斜拉桥的动力特性研究

桥梁结构的动力特性是结构抗风性能和抗震性能研究的基础。以在建的某跨海大桥为工程背景,采用通用有限元软件ANSYS建立本桥空间有限元模型。计算分析了不同的索塔形状(双曲海豚塔和主直副曲海豚塔)斜拉桥的动力特性。分析结果表明:两种结构的斜拉桥的振型基本相同,但双曲海豚塔斜拉桥的频率较主直副曲海豚塔斜拉桥的高。     

三塔斜拉桥抗震性能非线性时程分析

以正在建设的一座大跨径3塔结合梁斜拉桥为研究背景,建立空间动力有限元模型,对E1和E2水平的三向地震作用下结构地震反应进行了非线性时程分析,并研究了行波效应对结构地震反应的影响.结果表明:该桥在两阶段设防的地震反应符合相关抗震规范要求,具有较好的抗震性能;主塔地震反应中,弯矩与应力分布规律有不一致的现象;行波效应对3塔斜拉桥中塔纵向地震反应的影响很小,对边塔的影响较大,且相对一致激励为不利影响,其随视波速的增大而减小;行波效应对主塔横向地震反应影响很小.     

某低重心独塔斜拉桥抗震性能研究

某黄河独塔斜拉桥初步设计方案有半漂浮结构体系和固定铰支承结构体系。对其两种不同结构体系进行了抗震性能分析,通过对两种不同结构体系地震荷载作用下主塔控制截面内力响应对比可知,该桥为典型低重心独塔斜拉桥,该桥固定铰支承结构体系主塔控制截面的弯矩响应明显低于半漂浮结构体系主塔相应截面的弯矩响应。为进一步提高该桥的抗震性能,分别对不同塔梁之间纵向特殊连接装置对抗震性能的影响进行了优化对比分析,得到了一些有意义的结论。     

行波效应对铁路斜拉桥地震反应的影响

阐述了应用大质量法模拟行波效应的基本原理,推导了大跨度桥梁考虑行波效应影响的分析模型及求解方法.以某一实际铁路大跨斜拉桥为工程背景,分析了在不同的视波速下的行波效应对斜拉桥主塔地震反应的影响,并与一致激励下的结果进行了对比.结果表明:行波效应对铁路斜拉桥主塔的地震反应影响较为显著,进行抗震设计时,应重视行波效应对主塔的不利影响.     

辅助墩对大跨独塔混合梁斜拉桥力学性能的影响

以大跨独塔混合梁斜拉桥为对象,分别建立有辅助墩和无辅助墩两种结构体系有限元模型,通过两种结构体系的计算对比分析,从静力特性角度,研究了辅助墩对斜拉桥的受力性能的影响。静力性能的影响通过对比桥梁在恒载、温度荷载、移动荷载以及这三种荷载进行荷载组合工况作用下的主梁和主塔的弯矩差别,研究结果表明:边跨增设辅助墩对于塔梁墩固结的大跨独塔混合梁斜拉桥有一定的影响,这些影响有利有弊,在设计中需要权衡考虑。     

甬台温高速公路复线飞云江跨海特大桥设计与施工

甬台温高速公路复线飞云江跨海特大桥全长3989m,宽33m,航道桥为700m双塔双索面钢混叠合梁斜拉桥。斜拉桥布跨为(51+109+380+109+51)m,采用五跨连续半漂浮体系,空间密索型布置;主塔为"A"型钢筋混凝土结构,塔高140m,哑铃型承台,基础为49根长130m的变截面钻孔灌注桩;主梁为钢梁与混凝土桥面板组合梁,共设65个钢梁段、720块桥面板; 120根平行钢丝斜拉索,主梁上索距12m,塔上索距2m,最大索长205. 4m。简要介绍了该跨海特大桥设计和施工要点,为同类桥梁的建设提供参考。     

多跨矮塔斜拉桥超高墩合理形式比选

为研究多跨矮塔斜拉桥超高墩合理形式,以多跨矮塔斜拉桥超高墩为对象,综合对比分析超高墩结构布置形式和受力特点,按截面特性相似的原则提出双薄壁墩、单薄壁墩、组合式墩、叠合式墩四种适用于依托工程的超高墩形式。采用全桥有限元和理论方法,分析不同工况下主梁和桥墩关键截面的内力和墩顶位移、施工和成桥运营阶段的稳定性、E1地震作用下的动力及抗震性能。结果表明：四种方案均满足施工阶段和成桥运营阶段下的稳定性要求,双薄壁墩前三阶均为纵向失稳且稳定安全系数变化较小;在E1地震荷载作用下,双薄壁墩内力响应最小,但位移响应较大,单薄壁墩和叠合式墩与之相反,组合式墩则较均衡。考虑结构整体受力性能,建议多跨矮塔斜拉桥超高墩桥梁选用双薄壁墩或组合式墩。     

非对称斜拉桥成桥平衡状态参数设计计算

非对称斜拉桥常见于跨越大型通航孔和地形受限处， 为保证整体平衡的要求， 需要对边跨作出特殊的设计， 文章建立 15 个变参数斜拉桥空间有限元模型， 通过变化边跨设计， 并采用统一的索力优化方法使斜拉桥满足成桥状态塔直梁平的要求。 对成桥状态各模型的主梁弯矩、 主塔弯矩、 拉索索力等结构进行分析。 结果显示， 在非对称较强的斜拉桥下， 增加边跨的单位压重， 对结构整体平衡状态最为有利。 在桥梁方案阶段， 对非对称斜拉桥结构形式作出总体规划， 对后期实施有较强的指导作用。     

斜拉桥桥塔锚固区受力分析

大跨斜拉桥桥塔拉索锚固区受力复杂,了解其受力特征对施工技术人员更好地组织施工奠定了理论基础。通过采用大型通用有限元程序ANSYS对两座不同锚固形式的斜拉桥主塔拉索锚固区应力进行了深入分析,详细分析了各种工况下斜拉桥拉索锚固区的受力特点。研究成果可以为同类型结构的施工和设计提供参考,采用的分析方法也值得同类型结构分析借鉴。     

桥梁结构分灾抗震设计方法的研究

针对地震对桥梁结构安全的危害性,在分析基于投资-效益准则的结构抗震设计模型的基础上．通过概括工程实践中一些成功经验而形成的设计方法,即桥梁结构分灾抗震设计法,是对分灾设计方法设计的一种创新,值得推广。     

采用中层减隔震体系不规则梁桥顺桥向抗震性能研究

从高墩桥梁的抗震难点出发,研究支座设置位置对其减震性能的影响。提出将传统的桥梁支座由墩顶转向墩的中部,墩顶与梁体固结,变高墩为低墩结构设计方案,使得高墩桥梁的抗震设计由延性设计转向减隔震设计。以某城市高架桥为研究对象,分别对刚构设计、墩顶减隔震设计、墩中减隔震设计以及墩底减隔震设计的抗震性能进行研究与评估。研究表明,中层减隔震体系桥梁可以改善并优化高烈度区高墩桥梁的地震响应。     

桥梁震害分析与抗震设计

在桥梁的抗震减灾设计中，通过加强桥梁施工、控制技术与桥梁抗震加固新技术的研究等方面来改善桥体，可有效减轻桥梁因地震而造成的损害，为今后类似研究提供参考。     

洞口段隧道结构动力特性分析

运用Newmark隐式时间积分有限元法,选用EI-Centro地震波,对洞口段隧道结构进行了二维地震响应数值模拟。得出了隧道结构的自振特性,地震波烈度和地震激励方向对隧道地震响应的影响规律:围岩性能越好,刚度越强,结构的自振频率越高;隧道结构在不同烈度地震中的响应是按地震波的最大加速度的比值增长。对研究洞口段隧道结构的抗震设计具有一定的参考价值。     

山岭隧道洞口段衬砌刚度对其抗震性能的影响

利用ABAQUS有限元模拟软件建立V级围岩条件下山岭隧道洞口段的地震响应数值模拟三维模型,对比研究其在不同衬砌刚度时的抗震响应情况,从而得到衬砌刚度对其抗震性能影响的规律.衬砌刚度取用20 GPa、30 GPa、40 GPa、50 GPa四种不同工况,在模型底部施加水平方向的地震荷载.通过研究发现：当衬砌刚度为30 GPa时能起到较好的抗震效果,且结构强度有较大富余量;刚度为20 GPa时结构偏“柔”致使位移量过大,不利于结构的抗震;当刚度为40 GPa甚至更大时,结构的受力和地震过程中的峰值加速度明显增大,且位移量减小不明显,对提高抗震性能作用不大.     

SDOF弹塑性体系地震响应的参数影响

从国外十几次主要地震事件中选取了320条强震记录,按照《铁路工程抗震规范》罕遇地震下6度、7度、8度和9度设防标准进行调幅,并利用弹塑性动力分析程序,采用Takeda双线性刚度退化模型,考虑了不同震级、场地类型、基阶周期的影响,进而对SDOF弹塑性体系的地震响应进行了参数影响研究,为建立与《铁路工程抗震设计规范》相符的弹塑性反应谱提供合理的依据,进而为桥梁结构基于性能的抗震设计提供重要的参考和依据．     

钢筋混凝土结构抗震承载力及延性的探讨

提出了抗震能力系数,给出了判断结构抗震能力强弱的方法,由此得出抗震结构若具备足够承载能力,其延性要求可以适当降低,并且结构屈服承载力对结构抗震能力的影响程度更大,从而认为不宜将结构设计得抗震承载能力过低,而片面追求结构延性．     

高位隔震连体结构地震反应分析

以高层大跨钢连廊式连体结构为研究对象,采用时程分析法计算当塔楼与连接体之间在高位分别采用铰接、隔震支座连接时连接体与塔楼的地震响应,并进行对比分析;同时,通过FFT变换,进一步对隔震结构减震效果在频域内进行分析.结果表明:当连体结构塔楼固有频率与隔震装置的固有频率比大于1.4时,连接体就开始产生隔震效果,且随着频率比的增大,隔震效果越好;输入地震波的频谱成分对隔震效果也有一定的影响,但并不影响隔震效果与频率比之间的变化关系.当连廊质量近似等于塔楼单层质量时,采用隔震支座连接时的塔楼加速度,位移及基底剪力与铰接时基本一致.     

汶川地震路基挡墙震害特征分析

对汶川地震近场区213线马鞍石隧道至映秀30多km路段近20 km路基挡墙震害进行了调查,获得结论:在Ⅸ度地震烈度区,毁坏的挡墙只有零星分布,在Ⅹ度区也是局部现象;地震烈度、挡墙材料是对震害具控制性的因素;挡墙高度、线路走向也对震害有影响;岩基挡墙主要以倾斜变形为主,土基挡墙兼有滑移和倾斜两种变形模式;路堑墙竖向最大变形点平均位于墙高的50%左右。基于以上震害分析,结合数值模拟方法,提出了路基挡墙抗震设计的注意事项。     

在役隧道震害检测与评估

为了解公路山岭隧道因强震受损情况,避免次生灾害的发生,对隧道净空、衬砌厚度、衬砌强度、裂缝及渗漏水情况进行了全面的调查和检测,依据现行规范对其进行了技术状况评估。结果表明:隧道衬砌、路面、洞门结构及机电设施良好,可确保隧道安全运营;但需采取一定的堵漏措施,防止地下水渗流对隧道的影响。