超大跨悬索桥缆-塔自平衡体系抗震性能研究

以采用缆-塔自平衡体系的张靖皋长江大桥为研究背景,建立了三维动力分析模型,对超大跨悬索桥缆-塔自平衡体系的振动特性、关键参数、抗震性能及空间地震动影响进行了分析。研究结果表明：自平衡体系南、北塔主塔-梁相对位移相较于缆塔固结体系减小了61%,南、北塔塔底弯矩相对位移相较于缆塔固结体系减小了60%和40%,索鞍滑动位移小于限位间隙(0.4 m),由于固结体系和自平衡体系横向力学特性相近,因此其横向地震响应相差不大;考虑地震动空间效应后,地震响应的相位和幅值较一致激励均发生了变化,其中梁端位移变化最大,相较于一致激励增大了14.8%。综上所述,张靖皋长江大桥采用缆-塔自平衡体系相较于对应的固结体系抗震性能更优。     

设柔性中央扣的特大跨度悬索桥纵向抗震体系研究

为针对设有柔性中央扣的特大跨度悬索桥选择合理的纵向抗震体系,以设有柔性中央扣的南京仙新路特大跨度悬索桥(主跨1760 m的双塔单跨地锚式悬索桥)为背景进行研究。采用SAP 2000软件,考虑柔性中央扣只能受拉不能受压的力学特性建立该桥非线性有限元模型,对柔性中央扣、粘滞阻尼器以及两者组合作用的减震效果进行对比分析,在此基础上提出合理的减震体系,并确定合理的体系参数。结果表明:粘滞阻尼器的减震效果远好于柔性中央扣;在设有柔性中央扣的特大跨度悬索桥中,由于柔性中央扣在地震作用下会被拉断而失效,因此建议将柔性中央扣的销钉设计为“熔断”部件,同时在塔、梁连接处设置粘滞阻尼器减小加劲梁地震位移;粘滞阻尼器的参数应综合考虑静力和地震响应优化确定。     

马鞍山三塔悬索桥抗震性能研究

以马鞍山三塔悬索桥的工程设计为背景,根据大桥结构的重要性确定了桥梁在两种概率水平的地震作用下的设防标准,并提出了相应的性能目标.根据桥址处地震危险性分析研究报告所给定的地震动数据对大桥进行反应谱分析和非线性动力时程分析,研究该桥的动力特性和地震反应特点,根据分析结果研究确定优化桥梁的抗震性能措施.经过计算分析比较得出,通过加设合理的液压阻尼装置可以减小结构在地震作用下的结构响应,提高全桥结构的能力需求比,增强了该桥的抗震性能水平,有利于桥梁结构在地震中的安全.     

自锚式悬索桥抗震性能试验研究

通过模型振动台试验研究了自锚式悬索桥的抗震性能。以一座自锚式悬索桥为原型,根据相似比设计模型并进行了振动台试验。对试验得到的动力特性、阻尼比及输入安评波的地震反应进行了分析,并用有限元的结果和试验结果进行了校核,总结了自锚式悬索桥的抗震性能,为今后相关的工程项目提供参考。     

粘滞阻尼器参数对大跨度桥梁抗震性能影响研究

基于流体粘滞阻尼器的力学特性,以荆岳长江大桥为工程背景,研究了附加非线性粘滞阻尼器对大跨度桥梁抗震性能的影响。利用动力非线性时程分析方法,对非线性粘滞阻尼器的阻尼系数和阻尼指数进行了参数敏感性分析,讨论了阻尼器布置位置对减震效果的影响,并与不设阻尼器情况的地震响应结果进行了比较。分析表明：通过在适当的位置设置纵向粘滞阻尼器,可以有效地降低结构在地震作用下关键部位的位移,改善结构构件的地震力;减震效果取决于阻尼器参数;同时,设置阻尼器避免了相邻主梁可能发生碰撞引起的结构损坏。     

主跨460m协作体系斜拉桥抗震性能研究

巢湖大桥为主跨460 m的双塔双索面组合梁协作体系斜拉桥,设有1122 m的一联主梁,且梁体较低.针对该桥塔墩地震力合理分配、地震位移控制和横向梁体鞭梢效应等抗震难点,分别对其顺桥向、横桥向的抗震体系进行方案研究.结果表明:顺桥向抗震体系中,通过比选确定采用半飘浮体系,在塔梁之间设置参数为C=2500 kN·(m/s)...     

穿越活动断裂带铁路隧道抗震关键技术

震害统计结果表明,当隧道穿越活动断裂带段时,结构震损尤为严重,尤其是位错量达到m级时,仅靠结构自身难以抵抗。为建立穿越活动断裂带铁路隧道抗震技术体系,通过现场调查对大梁隧道震害特征进行分析,采用模型试验及数值模拟方法研究穿越活动断裂带隧道变形破坏机制。研究表明： 1）现有铁路隧道抗震技术及工程措施可保证洞口、浅埋及洞身非活动断裂带段的隧道结构在地震作用下保持结构稳定,但目前尚无可靠的隧道结构形式可以抵抗大尺度位错。2）基于震害调查结果,通过理论分析提出穿越活动断裂带隧道设防分区。3）穿越活动断裂带隧道的破坏主要集中在强烈影响段及其两侧一般影响段,应针对2种区段的不同震害机制分别进行抗震设防。4）通过理论分析及文献调研,提出穿越活动断裂带隧道新型多级减震可变结构设计体系、隧道震后快速抢通方案。     

抗震构造措施在跨断裂带桥梁工程中的应用

在桥梁建设时往往采取避开断裂带的对策,然而,在地震活跃的地区,建造跨越断裂带的桥梁有时是不可避免的,这时就必须要进行专门的抗震设计研究,其中抗震构造措施尤为重要。结合实际工程,就跨断裂带桥梁抗震构造进行探讨,提出的抗震构造措施可为国内类似工程实施提供参考。     

南京仙新路特大跨度悬索桥抗震性能研究

鉴于大跨度悬索桥抗震性能研究的复杂性和特殊性,以南京仙新路特大跨度悬索桥为例,阐述悬索桥抗震性能研究的全过程,并分析行波效应对该桥地震响应的影响。结果表明:该桥的第一阶振型周期超过25.0 s,在常规体系E2地震下,桥塔及其基础保持弹性,但中央扣受拉破坏,从而使主梁位移过大;采用将中央扣作为牺牲构件,同时在塔梁间设置液压粘滞阻尼器的纵向减震体系后,能显著减小塔上支座、梁端的纵向位移以及主引桥相对位移,同时能小幅度减小塔底和承台底地震内力;行波效应对减震体系关键位置的地震内力和地震位移的影响较小。     

大跨连续梁桥竖向抗震性能研究

随着监测手段的不断进步,地震动的记录越来越完善,很多地震动的竖向分量被检测到并引起了专家学者的重视,尤其是高烈度区和震中区,地震动竖向分量甚至比水平分量还要显著。文章在综合分析国内外对多向地震以及多维隔震技术研究现状的基础上,研究了一种新型三维隔震装置（高阻尼橡胶碟簧三维隔震装置）在大跨度桥梁竖向抗震设计中的应用。结果表明：仅在桥墩安装三维隔震装置是最有效、经济的安装位置;竖向地震动分量对主梁纵向加速度有着放大作用,考虑竖向地震作用时,跨中竖向加速度不容忽视;三维减隔震装置较水平隔震支座有着更好的减隔震效果。     

设置粘滞阻尼器对T形连续梁桥抗震性能的影响

在采用了普通橡胶支座的情况下,给高墩T形梁桥引入粘滞阻尼装置,利用非线性时程分析方法,建立有限元模型对桥梁进行抗震分析.通过对未设置与设置阻尼器两种工况,以及阻尼器设置位置在连续墩处以及简支墩处两种情况下的内力分析进行了比较.结果表明:设置粘滞阻尼器能有效吸收地震能量,减轻桥梁结构的地震动力响应,具有良好的减隔振效果.     

山区大跨钢桁梁悬索桥阻尼器减震体系优化研究

为探究黏滞阻尼器对山区大跨径钢桁梁悬索桥的减震效果,同时为阻尼器参数设计和优化提供依据,以开州湖特大桥为工程背景,采用非线性时程分析法开展了黏滞阻尼器对山区大跨径钢桁梁悬索桥地震响应研究,并对阻尼器的设计参数进行优化。研究表明,设置阻尼器后塔底弯矩、剪力较未设时有明显减小,减小约25%;纵向位移与跨中竖向位移均有明显减少,梁端纵向最大位移降低约60%,加劲梁竖向最大位移减少50%,且阻尼系数越大,位移优化效果越好,阻尼指数越小,位移越小;阻尼器优化后的设计参数选取为阻尼系数C=3 000 kN、阻尼指数ξ=0.3、阻尼力2 500 kN;阻尼行程900 mm。     

钱江四桥抗震性能分析

根据钱江四桥地震危险性分析得到的地震动参数,基于两水准设防、两阶段设计的抗震设计思想,采用反应谱和时程分析两种方法对该桥的抗震性能进行了比较分析,分析时考虑了桩-土的相互作用及材料、伸缩缝、支座等非线形效应影响。研究结果表明:钱江四桥的抗震性能满足预期的设计性能目标,不会因地震而破坏。     

大跨连续刚构桥抗震性能分析

现以一座连续刚构桥为背景,建立空间有限元模型,采用反应谱法和时程分析法对其地震响应进行分析,并对该桥的抗震性能进行了验算。其计算方法和结果可为同类桥型提供有益借鉴。     

大跨钢桁加劲梁悬索桥耳板节点试验研究

贵州坝陵河大桥为主跨1 088 m的钢桁加劲梁悬索桥.利用ANSYS建立钢桁梁耳板节点的空间模型,进行弹塑性分析.通过对耳板节点进行足尺模型静力试验,得到静力荷载作用下钢桁梁耳板节点上各测点应力.结合有限元分析和模型试验结果,分析钢桁加劲悬索桥耳板节点的应力分布及传力机理,对耳板节点的承载能力做出评价.     

非线性粘滞阻尼器对大跨CFRP索斜拉桥抗震性能影响研究

为探讨碳纤维复合材料(CFRP)索斜拉桥的阻尼器减震控制适用性及设计参数选取,以苏通大桥为背景,建立钢索斜拉桥的有限元模型,根据等轴向刚度准则换索得到CFRP索斜拉桥模型。采用时程分析法对所取目标函数作参数敏感性分析,并对2种索的斜拉桥减震控制效果进行比较,得到粘滞阻尼器设计参数的合理取值范围。分析表明:主梁端附加阻尼器对斜拉桥结构的减震控制有很好的补充作用;阻尼器参数相同时,CFRP索斜拉桥可获得较优的减震效果。     

大跨径混合梁斜拉桥抗震体系及阻尼参数研究

为研究大跨径混合梁斜拉桥在不同抗震体系与阻尼参数下的抗震性能,本文以主跨385m的京杭运河泗阳桃源大桥为背景,对比结构在纵桥向无连接装置、设置粘滞阻尼器、设置弹性索三种体系下的抗震能力,并进行了粘滞阻尼器与弹性索的设计参数敏感性分析,比较了不同参数下桥梁关键部位的地震响应变化,研究了不同体系下地震力传力路径。结果表明：选择合理阻尼参数与减隔震支座参数,可以大幅减小关键位置位移和关键构件内力,提高桥梁抗震性能。最后,给出了背景工程的合理设计参数,为同类型结构的抗震设计提供参考。     

大跨悬索桥加劲梁吊装阶段的施工控制

大跨悬索桥加劲梁吊装阶段的施工控制中,吊装前的控制计算和吊装期间的监测十分关键.为消除主缆施工期间产生的误差对加劲粱施工的影响,并保证成桥后桥面线形符合设计要求,提出了一种反馈控制分析方法;采用有限元正装计算方法计算各吊装阶段施工控制参数的理论值以及主索鞍自由滑移量等,并根据该滑移量和索塔的抗弯能力确定索鞍的顶推时机和顶推量.通过对宜昌长江公路大桥的施工控制,得出了主缆跨中标高、主索鞍的滑移以及钢箱梁的开口角等在加劲梁吊装过程中的变化规律,并保证了施工过程中结构受力的安全以及加劲梁吊装完后桥面线形符合设计要求.     

跨海超大跨悬索桥适宜结构体系研究

悬索桥因其较大的跨越能力以及优美的造型,常常被应用于跨海跨江工程中。本研究以跨越茅尾海的龙门大桥为研究对象,提出了采用设置外伸跨的地锚式悬索桥结构体系,主桥钢箱梁向两侧引桥各延伸50 m,同时取消了主塔中受力复杂、施工工艺繁琐、后期运营易开裂的中横梁,并且在过渡墩处设置竖向支座、纵向阻尼器和新型横向减震耗能抗风支座,形成全飘浮体系单跨吊钢箱梁悬索桥。研究结果表明,设置外伸跨可以有效减小结构地震响应,增大竖向转动刚度,使得行车更加平顺,是一种较为有效的结构形式;纵向阻尼器和新型横向减震耗能抗风支座的设置进一步减小了结构在地震作用下的动力响应,提高了悬索桥的抗震性能。本研究结果可为其他类似桥梁的设计提供参考。     

高塔大跨PC斜拉桥抗震性能研究

兰海高速贵遵复线乌江特大桥主跨布置为40+110+320+110+40m双塔双索面PC斜拉桥,最大塔高197.1m,为研究该类桥梁的抗震性能,利用Midas civil软件建立了全桥有限元三维模型,分析了该桥的动力特性,利用反应谱法,对高塔的承载力和位移进行了计算,结果表明,各项指标满足规范要求,可为此类桥梁的设计提供参考。