斜拉桥结构基于模态分析的线性二次最优减震控制的研究

提出了先按振型特征和贡献率挑选主导模态，再在主导模态张成的子空间内用线性二次最优技术进行减震控制的方法。并以建设中的芜湖长江大桥主航道斜拉桥作算例，在工程中可实施的仿真精度和控制力范围内实现了大跨度桥梁结构减震控制的仿真分析，说明了这一技术是可行和有效的。     

简化的能力谱方法在桥梁结构中的应用

为研究简化的能力谱方法的计算精度,通过一座连续桥梁的实际算例,给出简化能力谱方法的具体应用过程。建立简化横向单墩计算模型,用SAP2000有限元程序对模型进行推导分析,得到能力谱曲线;将三条不同地震记录对应的反应谱曲线转化为ADRS格式的需求谱曲线,并与得到的能力谱曲线绘于同一坐标系下,两种曲线的交点即为结构在相应地震动下的弹性响应,继而求得结构相应的非弹性响应。用非线性时程分析方法对同一计算模型及三条地震动加速度纪录进行分析,与采用简化的能力谱方法下得到的计算结果进行比较,从中看出:简化的能力谱方法可以用较少的计算工作量得到比较精确的结构非线性响应;在该方法中采用 μ T关系式,会得到不同精度的计算结果。不同的Rμ     

多振型效应对铁路高柔桥墩弹塑性地震响应的影响

对FEMA356和ATC-40中考虑多自度效应的非线性静力分析法进行改进。并在FEMA440考虑土-结构相互作用能力谱法基础上,以我国西南某铁路特大桥桥墩为研究对象,选取与我国《铁路工程抗震规范》Ⅱ类场地相符合的80条强震记录,利用FEMA440性能点轨迹法求解高柔桥墩结构延性及性能点;并与80条强震记录非线性时程分析计算结果平均值进行比较。验证本文改进的非线性静力分析法反映高柔桥墩多自度效应的合理性,及考虑土-结构相互作用能力谱法在铁路桥梁工程中应用的可行性。     

地震作用下高架桥结构的脆弱性

用能力谱方法和非线性动力分析方法分别建立了高架桥结构的脆弱性曲线。对用两种方法建立的脆弱性曲线进行比较发现；对于保护层混凝土剥落破坏状态，由两种方法分析的结果相差不大；对于纵筋屈曲和倒塌破坏状态，用能力谱方法分析的高架桥结构在给定地面运动强度下的失效概率偏低；用能力谱方法进行分析方便快速，但对于严重破坏状态分析精度较低；在应用非线性动力分析方法时需要对结构进行大量的动力时程分析，但结果精确可靠。     

抑制桥梁结构横向振动的半主动控制方法

研究了桥梁结构的半主动控制问题，在算法上采用基于神经网络的模糊控制，不需要建立精确的分析模型，计算较为简便，避免了用多参量建立模糊关系方程的求解困难，并与二次最优控制算法进行了对比。数值结果表明，提出的半主动控制系统对减小结构的地震响应是有效的。     

以位移为基础的钢筋混凝土连续梁桥抗震设计方法

利用等效线性化方法将钢筋混凝土(RC)连续梁桥结构简化为多自由度线弹性体系,采用振型反应谱的概念研究了结构在横向地震作用下考虑多阶模态效应的直接基于位移的抗震设计方法。探讨了连续梁桥的上部结构(主梁)及桥墩(台)刚度的变化对结构横向振动模态质量与模态周期的影响,给出了多阶模态设计方法的具体设计过程。对对称与非对称连续梁桥采用相同的设计步骤进行基于位移的抗震设计,并对设计算例用非线性时程分析验证了设计结果的合理性。     

基于谱分析与RC梁桥检验的脉冲型近场地震动强度度量指标

近场地震动和远离震源地区的地震地面运动存在显著区别,速度脉冲是其造成巨大震害后果的主要因素之一,有必要深入研究近场速度脉冲破坏能力的合理度量指标。在既有脉冲模拟模型的基础上,引入一种采用三角函数叠加不同比例高频分量的速度脉冲模拟模型,考虑地震下结构的累积能量和瞬时能量需求,以强度和能量为指标,对近断层地震的速度脉冲效应进行单自由度(SDOF)体系的谱分析,对不同脉冲参数下结构地震响应的影响程度进行定量对比。结果表明:同类脉冲下,累积输入能量受高频地震分量影响明显,而瞬时输入能量则主要取决于速度脉冲的自有强度,脉冲持时与结构自振周期之比、脉冲峰值是决定结构地震响应的最主要因素,从而构建表征速度脉冲强度的度量指标,并采用14条包含典型脉冲的近场地震记录为输入,以一座五跨连续梁桥为算例验证该指标的合理性。     

地震作用下简支梁桥梁间碰撞的反应性能

现行《铁路桥涵技术规范》和《铁路工程抗震设计规范》均没有考虑地震作用下简支梁桥发生的碰撞问题，通过对一座两跨16m简支梁桥的分析可以知道，在简支梁桥一般所采用的梁间距下，有可能发生梁间的碰撞作用，碰撞作用会改变原有桥梁的受力形式，加大了其破坏程度．针对梁间距、地震波、地基土的变形等影响梁碰撞的不同因素做了分析讨论．结果表明梁间距较小时产生的碰撞响应也较小，足够大的梁间距使相邻梁不发生碰撞作用，输入不同地震波，考虑地基的转动变形都会对碰撞产生不同的影响．     

桥梁结构基于性能的地震经济风险评估

针对我国桥梁结构的地震直接经济风险评估,建立基于性能的实用评估方法。规范设防下利用地震动参数确定地震危险性,将改进能力谱方法用于确定桥梁结构各损伤状态的地震需求水平,结合桥梁损伤脆弱性以及相应的损失比,使桥梁结构的地震经济风险定量表达为年预期损失形式。并借助OpenSees地震工程仿真平台应用本方法对一座城市轨道交通桥梁进行地震经济风险评估。结果表明,在设定地震下桥梁结构的地震直接经济风险损失主要来自年超越概率较高的轻微破坏和中等破坏,约占风险损失的82.4%;而运用增量动力分析对该评估方法的验证结果表明,该方法的评估结果与增量动力分析结果相比较为保守,二者相对误差随年超越概率的降低而趋于减小。     

考虑土-结构相互作用的能力谱法在铁路桥梁中的应用

在FEMA440考虑土-结构相互作用的能力谱法基础上,以客运专线双柱式桥墩为研究对象,选取与我国《铁路工程抗震规范》Ⅱ类场地相符合的80条强震记录,并以此得到具有统计意义的弹性反应谱;利用FEMA440改进等效线性化法对其进行修正,得到考虑土-结构相互作用的修正需求谱;进而利用FEMA440性能点轨迹法求解双柱式桥墩延性需求及性能点,并与80条强震记录非线性时程分析计算结果的平均值进行比较,验证将考虑土-结构相互作用的能力谱法应用于铁路桥梁工程抗震性能评估的可行性。