桩-土-结构相互作用对空心薄壁墩梁桥抗震的影响

本文结合兰州毅德国际商贸城园区规划二路柳沟河桥设计实例讨论了桩-土-结构相互作用对空心薄壁墩梁桥在非线性时程反应分析抗震结构性能的影响,通过不同计算模型比较讨论了利用桩-土-结构相互作用优化空心薄壁墩梁桥抗震结构设计,并提出在桩-土-结构相互作用在抗震中需要进一步研究的问题。     

考虑桩土相互作用的大跨结构不一致运动分析

大跨度结构抗震分析时通常忽略桩土相互作用的影响。首先推导出大跨度结构在考虑桩-土-结构相互作用时的不一致运动时程分析方程。其次利用ANSYS软件建立基础固接与考虑桩-土-结构相互作用的两种模型,其中桩-土相互作用利用根据相互作用因子推导出的土弹簧单元实现。然后对比两种模型在地震荷载作用下的响应。结果表明不同模型对不一致运动的敏感度是不同的,考虑桩-土-结构相互作用和不一致输入是符合客观事实的。     

基于摩擦摆支座的大跨度双拱塔斜拉桥减隔震研究

为研究摩擦摆支座对斜拉桥的减隔震效果,以某双拱塔斜拉桥为工程背景,考虑桩-土-结构相互作用(PSSI)的效应,基于摩擦摆支座的力学特性建立桥梁结构空间有限元模型,进行动力特性分析、地震响应研究与抗震验算。结果表明:采用摩擦摆支座减隔震后,结构的自振基本周期较原结构明显延长,有利于改善结构的抗震性能;不同的地震动输入方式对控制截面的内力影响不同,E2地震下的响应值均要比E1地震下大;E1、E2地震作用下,结构各主要控制截面的安全系数均大于1,结构只发生可修复性损伤,满足结构的抗震性能目标要求。     

土-桩-结构相互作用对砼自锚式悬索桥地震响应的影响研究

土-桩-结构相互作用是桥梁结构抗震研究中的难点,针对砼自锚式悬索桥进行土-桩-结构相互作用研究有助于该类结构的抗震设计及推广应用。文中利用有限元软件分别建立塔墩固结模型和考虑土-桩-结构相互作用模型,研究两种结构模型的动力特性和不同地震工况下的地震响应。结果表明,土-桩-结构相互作用延长了结构自振周期,主塔振动主导和参与的振型频率减小;与基础固结模型相比,考虑土-桩-结构相互作用模型的主梁弯矩和位移分布发生变化且响应幅值减小,主塔塔顶横桥向位移减小明显,塔底弯矩和剪力减小,主缆锚固端内力增幅减小,吊索力增幅在不同工况下有增有减,这类结构抗震设计时采用基础固结模型较保守。     

大跨度悬索桥行波激励地震反应分析

为探讨大跨度悬索桥梁抗震设计理论问题,利用基于大质量法的多支承激励运动方程,研究非线性多支承激励地震响应,分析桩-土-结构相互作用对动力特性和地震反应的影响,以及行波效应对地震反应的影响。分析表明,主塔为嵌岩桩时,考虑桩基础的桩-土-结构相互作用后会使结构的内力反应减小,行波效应对结构内力反应影响不大,加劲梁与边梁在主...     

考虑桩-土相互作用的大跨钢桁架-混凝土斜拉桥地震响应研究

对于深桩基础的半漂浮体系斜拉桥,在抗震分析中采用刚性地基进行假定处理偏不安全。为探究桩-土相互作用对斜拉桥地震响应的影响,文中结合实际工程,基于黏弹性吸收边界,通过有限元方法模拟桩-土接触行为,研究土体-桩基-桥墩-上部结构系统在地震作用下的动力响应。结果表明,考虑桩-土相互作用后,桥梁结构整体位移与主梁内力增加,下部结构内力减小。     

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。     

采用复合隔震体系的泖港大桥抗震性能研究

基于上海泖港大桥,采用非线性时程分析方法,对其采用的球钢支座并联叠层橡胶支座的复合隔震体系进行了抗震性能分析。结果表明:边墩处与主墩处叠层橡胶支座刚度比为1∶3,同时,支座刚度分别为16 000 k N/m与48 000 k N/m时,结构响应最为合理,全桥抗震性能满足要求。该桥采用的复合隔震体系利用了球钢支座的摩擦耗能性能和叠层橡胶支座的水平剪切性能,具有受力明确、构造简单、经济可行、减震效果好的特点,具有较大推广应用价值。     

采用黏滞流体阻尼器的桥梁支座抗震加固方法

针对桥梁固定支座剪断后地震位移无法控制的问题,提出采用黏滞流体阻尼器(FVD)进行抗震加固的方法。以某连续梁桥为背景,采用非线性时程动力分析方法对FVD的加固方式与参数选取进行分析。结果表明:固定支座有可能在桥墩出现塑性铰之前发生破坏;分散设置FVD可更有效地控制支座地震位移,且对桥墩的地震内力影响不大,可作为桥梁支座剪断后的抗震加固方法;阻尼系数和速度指数是FVD的主要参数,应从抗震加固性能与工程造价两方面进行比选,在满足支座位移与桥墩内力可控的前提下,应选择阻尼系数较小、速度指数较大的FVD进行抗震加固。     

桩-土相互作用对弯桥的地震响应影响分析

桩-土相互作用对弯桥地震响应有很大影响,该文通过时程演算进行对比分析,得出忽略相互作用效应对桥墩和桩基础可能导致安全或不安全的结果;考虑桩-土相互作用时,对结构整体稳定性产生不利影响,因此恰当地考虑桩-土相互作用、选用恰当的模式进行模拟是极其重要的。     

铅芯橡胶支座在简支梁桥减隔震设计中的应用

在高地震烈度区,减隔震设计逐渐成为桥梁结构抗震设计的重要方法。以水晶大桥为例,对使用了铅芯橡胶支座的减隔震方案与传统的抗震方案进行了分析比较,并考虑了地基土桩土作用效应,验证了在高地震烈度区使用铅芯橡胶支座对桥梁有较好的减隔震效果。     

考虑桩-土相互作用的高架桥抗震性能研究

以一座主跨跨径50 m的典型三跨高架桥为例建立有限元模型,利用ANSYS的二次开发平台APDL进行时程分析,研究墩底固结与桩-土相互作用下桥梁的地震响应。结果表明,考虑桩-土相互作用后,结构的自振频率明显降低,基频降低50%,关键截面的位移和内力变化显著,位移最大变化量接近500%,梁的内力最大相对增幅约45%,在高架桥抗震设计时需考虑桩-土相互作用。     

独塔单索面宽斜拉桥抗震性能分析

以西宁通海路跨越湟水河斜拉桥为研究对象,建立全桥三维空间有限元模型,分别采用漂浮与半漂浮的结构体系计算了动力特征值,分析了不同结构体系对结构动力特性所产生的影响。考察了结构的刚度和边界条件设置情况,在动力特性计算基础上,采用地震反应谱多维抗震分析方法,考虑了拉索垂度的非线性影响及桩—土—结构相互作用,采用不同等级的地震动输入,考察结构的抗震性能,对结构设计提出了改进措施及建议,为较宽独塔单索面斜拉桥的地震力分析提供了工程实践经验及有效的分析方法。     

速度锁定支座在中新生态城故道桥上的应用

以中新天津生态城中生大道跨蓟运河故道桥为工程背景,介绍了速度锁定支座对桥梁纵向抗震性能的影响.利用Midas/Civil软件对该桥进行了非线性时程分析,分别计算了设置普通盆式橡胶支座和设置速度锁定支座时桥梁结构的动力响应,计算中考虑了桩土相互作用.结果表明：速度锁定支座能够使活动墩与固定墩一起抵抗地震作用,固定墩墩顶剪力大幅减小;速度锁定支座使固定墩墩底弯矩明显减小,其最大弯矩几乎减小了一半,大大减小了固定墩的造价;速度锁定支座使梁端最大位移几乎减小了一半,有效地减小了梁端位移,有利于防止落梁的发生.     

桩-土作用连续刚构地震反应分析

桩-土-结构动力相互作用使桥梁结构的动力特性、阻尼和地震反应发生改变,而忽略这种改变有时是偏危险的。因此,在进行桥梁的地震反应分析时,应考虑桩-土-结构的相互作用。文中借助Midas有限元分析软件,采用反应谱法对考虑桩-土作用与不考虑桩-土作用作了详细的地震反应计算分析,通过对两种计算结果的比较,分析了考虑桩-土作用与不考虑桩-土作用连续刚构的内力与位移。     

桩-土-结构共同作用下声屏障结构自振特性

在考虑桩-土-结构共同作用的基础上,对插板式声屏障结构的自振特性进行了分析,重点研究了桩-土-结构相互作用因素以及声屏障结构设计参数对自振特性的影响。结果认为:考虑桩-土-结构共同作用时的结构自振频率小于刚性假定下结构体系的自振频率;声屏障结构的高度对结构自振频率影响较明显;随延伸长度增加结构自振频率变化较小。     

桩土相互作用对桥梁抗震的影响研究

以高烈度地震区连续梁桥为例,分析桩土相互作用对桥梁地震力的影响,从墩顶位移、墩底内力、动力特性等方面与底部嵌固法进行对比分析。结果表明,对于桩土相互作用,把土体模拟为弹簧,整体刚度减小,结构基本周期偏大,地震力减小,能更真实地模拟实际情况,对高烈度地震区桥梁抗震设计尤为重要。     

软弱地基上超长桩基础连续梁桥的地震反应

目前,对软弱地基上超长桩基础桥梁的抗震研究还较为缺乏。以建于软弱地基上的一座超长桩基础预应力混凝土连续梁桥为工程案例,建立了考虑桩—土相互作用及支座滑移的有限元计算模型,并采用时程分析方法,计算分析了该桥在E1和E2两级设防地震作用下的结构地震反应。结果表明:对软弱地基上超长桩基础连续梁桥,其在E2地震作用下可能出现板式橡胶支座滑移现象,设计需要仔细考虑主梁与桥台(或相邻联主梁)之间的缓冲设施或限位措施;此外,桥墩和桩基础在E2地震作用下所受的地震内力相对较小,一般不会出现承载力不足问题。     

桩板连接方式对支护效果影响分析

以某桩板式挡墙嵌固段工程为背景,分析桩板式挡墙支护工程中桩前挂挡土板与桩连接方式的变化,对边坡支护效果的影响;采用有限元方法,对桩与板固定支座连接和铰支座连接的两种方式结构内力计算,分析桩和板受力状态的变化.结果 显示:桩前挂挡土板与桩的连接方式改变对边坡支护效果影响甚小.     

桩土作用对连续梁桥抗震性能的影响分析

结合工程实例,利用有限元分析软件Midas/civil分别建立了考虑和不考虑桩土作用的两种连续梁桥有限元模型,并对比分析了地震荷载作用下两种模型的动力响应,得出考虑桩土结构相互作用可能会改变结构的振型及次序,并对桥梁抗震有利等结论,对于实际工程中基于性能的抗震设计有一定的借鉴意义。