大跨度连续刚构桥罕遇地震下抗震分析

研究目的:新建风陵渡黄河特大桥位于八度地震区,在跨越黄河主河道时,为满足航运和过洪要求,其主跨必须采用百米以上大跨度,这便对跨主河道的主桥提出了相当高的设计标准。本文通过有限元程序对主桥结构进行的静力及动力分析,介绍了大跨度连续刚构桥延性设计方法。研究结论:随着土木工程设计理念的不断更新,工程技术人员需要重新审视桥梁结构的防灾减灾设计,对大型复杂桥梁进行抗震延性设计是十分必要的。本文通过对于高烈度地震区大跨度连续刚构桥在罕遇地震下的抗震分析,提供了一种有效的延性设计方法。即通过非线性时程分析得到桥墩内力、位移等反应结果以后,将反应结果与各桥墩进行Pushover分析后得到的屈服抗力相比较,最终判定全桥是否有足够延性抗震能力。     

大跨度桥梁施工过程仿真分析

以兰州雁盐黄河大桥为工程背景,对施工过程的仿真分析计算方法做了说明,介绍了施工过程仿真分析的工具、仿真分析理论和有限元分析的应用,将仿真分析结果与施工实际进行对比,为施工控制提供依据。     

大跨度复杂结构桥梁施工全过程结构空间受力特性研究

研究目的:通过建立施工全过程时效和路效分析的三维非线性模型,对大跨度V形连续刚构拱组合结构桥的施工全过程空间受力特性进行研究,解决以往的桥梁设计和施工监控采用的计算方法不能有效分析混凝土箱梁的剪力滞、扭转和畸变等引起的截面应力分布不均匀问题。研究结论:分析了大跨度V形连续刚构拱组合结构桥施工全过程主梁截面顶板纵向正应力、横向压应力、腹板剪应力等截面空间应力分布和变化规律,其表现在:主梁截面顶板纵向正应力沿横向分布呈显著的不均匀性,剪力滞效应明显,与初等梁理论的预测值相异;主梁横向压应力普遍不大,且顶板应力分布不均匀程度大于底板;单箱双室截面梁三腹板剪应力分布连续变化,且中腹板的剪应力略大于边腹板剪应力,整体具有较好的规律性;施工全过程主梁纵向正应力包络线体现了最大拉应力和最大压应力的施工工况,为施工控制提供了理论基础。     

桥梁结构抗震动力分析理论与实践

介绍了桥梁抗震动力分析的一些理论和方法，并给出应用于实际工程的计算结果。     

大跨度桥梁的造型设计

从桥梁美学和桥梁技术发展的角度，对近百年来以斜拉桥和悬索桥为代表的世界大跨度桥梁建设的成就与问题进行了系统的分析和总结，从桥梁设计的角度，探讨了桥梁美学与结构工程学之间的相互关系。通过对大量实例成得失的分析与研究，初步归纳出大距度桥梁造型设计应遵循的若干基本原则，主要针对用于距海工程的持大跨度桥梁，结合作者的研究成果，简要介绍了有关单主缆协作协桥梁体系，双主缆协作桥梁体系，三主缆协作桥梁体系，孪生型作桥梁体系等新的桥梁布局和桥梁造型的初步构想。     

基于模态分析的Push-over方法在桥梁抗震分析中的应用

采用非线性时程分析是计算结构地震响应较为严格的分析方法,但它存在工作量大、计算复杂等问题。目前土木工程中常采用非线性的静力分析(Push-over分析)来评价在地震作用下结构的抗震性能。均匀分布、倒三角形分布的侧向荷载分布模式,适用于刚度大或第一阶振型为主的结构,为了考虑高阶振型的影响,本文提出了基于模态分析的Push-over方法,并将其应用到桥梁抗震分析中。这种方法需要分析结构的动力特性,尤其是振型贡献率。选出振型贡献率比较高的振型,并以此为基础,依据“侧向荷载分布模式与地震时结构惯性力的分布情况应尽量保持一致”的原则,参考《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004—89)可得到对应各振型的侧向荷载,在对主要振型进行组合后,即可获得进行Push-over分析的侧向荷载分布模式。本文采用基于模态分析的Push-over方法对一实桥进行抗震性能分析,结果表明选取主要振型参与计算与采用全部振型计算的结果基本吻合,不仅考虑了高阶振型的影响,又消除了其他次要振型的干扰,因此这种方法应用于桥梁抗震性能评价是可行的。     

中菲桥梁抗震设计规范比较

对我国现行《铁路工程抗震设计规范》(GB50111—2006)与National Structural Code of the Philippines VolumeⅡ(Bridges)(NSCP)抗震篇进行较为详细的对比。分别从抗震设计的基本思想、设计地震动参数、地震反应分析和计算方法、构造细节等方面对这两本规范进行了比较。两国规范的差别主要体现在抗震设防标准、构造细节及桥梁基础的抗震设计上;研究成果已在该地区相关项目上应用。     

跨长江黄河的高速铁路大跨度桥梁

建设中的京沪高速铁路和京广客运专线铁路,跨长江、黄河的4座大跨度桥梁都采用了钢桁梁结构,且均为多线铁路桥或公铁两用大桥,承载能力大、列车运行速度高。诸多新材料、新结构、新工艺获得运用。     

上软下硬地层大跨度车站抗震风险控制分析

为研究处于上软下硬地层的大跨度地铁车站在地震作用下的安全性,文章基于 Midas GTS 对大连地铁 5 号线后关村站进行平面静力计算和平面抗震时程分析,在时程分析中分别对设防地震 E2 和罕遇地震 E3 作用下地铁车站的动力响应进行计算分析。用数值模拟的方法合成地震动时程,作为场地土层地震反应分析的地震动输入值。分别采用 50 年超越概率为 10% 和 2% 的3 条样本加速度时程曲线进行动力计算。结果表明：在设防地震作用下,结构最大层间位移角均小于 1/550,可以认为结构处于弹性工作阶段;在罕遇地震作用下,所有车站弹塑性层间位移角均未超过 1/250 的限值,可以认为结构局部处于弹塑性工作阶段;地下车站结构满足抗震设防要求,且地震工况对构件截面尺寸和配筋不作控制,抗震设计的重点是加强抗震构造措施。     

高速铁路大跨度桥梁

研究目的:通过总结我国在建的3座高速铁路大跨度桥梁设计、施工特点及有待进一步研究的问题,对今后高速铁路大跨度桥梁起到借鉴作用.研究结论:大跨度桥梁的基础施工技术的大幅进步,提高了施工质量的可控性;铁路大跨度桥梁的桥面采用整体桥面结构形式,可改善结构受力和确保轨道的平顺性及列车行车安全;大跨度桥梁整体施工技术是我国桥梁施工技术的发展方向.     

大跨RC斜拉桥的非线性地震响应分析

预先确定斜拉桥的弹塑性区域,把包含多微段平面变刚度梁单元推广应用于大跨度斜拉桥的非线性地震响应分析,用微段的刚度变化模拟钢筋混凝土的弹塑性性能,对双塔单索面钢筋混凝土斜拉桥进行了考虑几何非线性和材料非线性的地震响应分析,编制了相应的弹塑性分析程序,并与Huges单元分析结果进行了比较。结果表明:该法能较好地模拟在强震作用下钢筋混凝土斜拉桥的非线性性能,可以在大跨斜拉桥的非线性地震响应分析中应用。     

长联大跨连续钢桁梁抗震型式研究

以黄大线黄河特大桥主桥(120+4×180+120)m下承式连续钢桁梁结构为实际工程背景,研究非线性黏滞阻尼器对该桥抗震性能的影响。利用Midas/civil建立空间有限元模型,选用适合桥址处场地等级及地震特性的3条地震波,采用非线性时程分析方法,检算在活动墩与主梁之间设置液体黏滞阻尼器装置和无阻尼器的不同抗震效果。结论表明在活动墩与主梁之间设置液体黏滞阻尼器装置,有效协调各活动墩在动力作用下的参与工作,降低固定主墩地震力,有效提高主桥的地震设防标准。     

铁路斜拉桥车激振动非线性分析方法

研究目的:斜拉桥因跨度大,可能在车辆通过时发生较大的变形,致使结构几何非线性效应变得显著.对斜拉桥进行非线性动力分析可以为桥梁结构设计提供更精确的理论依据.针对大跨度斜拉桥的几何非线性特征及铁路桥的特点,建立结构空间动力分析模型.通过模拟机车过桥的全过程,计算在机车通过时斜拉桥的动力响应.研究结论:求出了主跨300m铁路斜拉桥方案在机车通过时线性分析与非线性分析的动力响应结果,给出了结构位移时程曲线.对于大跨度铁路斜拉桥,非线性分析结果与线性分析结果相比,具有明显差别.在大跨度铁路斜拉桥车激振动分析中,考虑结构几何非线性效应是必要的.     

高速铁路大跨度桥梁梁端板式无砟轨道设计研究

严寒地区高速铁路大跨度桥梁梁端扣件间距超限问题比较普遍,通过梁端无砟轨道结构的受力和变形分析,确定梁端扣件间距的最大限值,提出桥梁预延长、道床悬出梁端及减少轨道板端部扣件间距的设计措施,并通过哈大客运专线的典型工点,介绍梁端无砟轨道设计。结果表明,该设计措施简单实用,可解决大跨度桥梁梁端大扣件间距达1 000 mm的问题。     

我国正在设计修建的特大跨度铁路桥梁及其技术特点

本文介绍我国目前正在设计研究和建设的4座长大跨度重载高速铁路桥梁的结构设计及其技术特点。文章指出,中国高速铁路与世界先进国家相比还有较大的差距,中国的铁路桥梁在跨度和结构类型上也受国家财力的制约远远落后于经济发达国家。中国幅员辽阔,地形条件差异大,过去的铁路线路技术标准也不尽相同;又加之中国铁路活荷载及高速铁路活荷载有别于世界其它国家的铁路活载标准。因此,中国工程师必须在借鉴国外先进技术的同时,探索设计适合中国铁路实际情况的大跨度桥梁。     

浅谈大跨径桥梁的景观设计

从大跨径桥梁的景观构成要素以及景观设计的要点等方面 ,论述目前我国大跨径桥梁设计的基本方法 ,为如何设计出赏心悦目的桥梁景观提供借鉴。     

限位装置对连续梁桥地震反应的影响

为防止上部结构在地震中发生落梁破坏,通常采取适当的限位措施来限制相邻梁体和墩梁间的相对位移.本文在文献[4]、[5]考虑支座非线性和墩柱弹塑性及相邻梁体间碰撞计算模型的基础上,应用非线性时程方法对3种限位措施:伸缩缝处相邻梁体之间安装受拉连梁装置、流体黏滞阻尼器以及伸缩缝处墩梁之间设置受拉限位装置的限位效果进行分析探讨.参数研究结果表明:在伸缩缝处相邻梁体间安装受拉连梁装置和流体黏滞阻尼器的限位效果都很好,而在墩梁间设置受拉限位装置对伸缩缝处墩顶的位移延性需求较高,影响其限位效果的发挥.     

八度地震区铁路大跨度连续梁桥减隔震设计

长联大跨连续梁质量较大,采用延性抗震设计方法难以满足桥梁抗震的需求.以宿淮(宿州—淮安)铁路跨徐洪河主桥大跨度连续梁为例,采用双曲面球型减隔震支座和黏滞阻尼器并联的减隔震体系进行抗震设计,通过对比分析减隔震方案与传统抗震方案的地震动响应,选定双曲面球型减隔震支座的球面曲率半径、摩擦因数、水平极限荷载、位移,以及黏滞阻尼...     

支座摩阻效应对大跨长联连续梁桥地震反应的影响分析

为了解支座摩阻效应对长联大跨连续梁桥地震反应的影响,并得出可应用于工程的相应简化计算方法,以处于高烈度区的某铁路大跨长联连续梁为工程背景,按照不计与计入活动支座摩阻效应两种工况,利用Midas/Civil软件建立结构的三维空间杆件模型,并选用软件中的两种双线性理想弹塑性单元模拟支座的摩阻,采用非线性时程分析方法,对结构进行多遇地震下的地震反应分析。分析结果表明,对于这种设置1个固定墩的大跨长联连续梁结构,是否计入活动墩的支座摩阻效应对固定墩的设计影响很大,设计中需要考虑活动墩的支座摩阻。对于此类结构采用反应谱法进行多遇地震下的抗震计算时,活动墩顶的水平地震力可以直接用支座承受的竖向力乘以给定的支座摩阻系数,固定墩顶的水平力用反应谱计算值减掉活动墩水平摩擦力之和的0.8倍,可以满足工程设计精度要求。     

中央扣对大跨度悬索桥地震响应影响及机理研究

为研究不同形式中央扣对悬索桥地震响应影响规律及机理,本文结合某三跨铁路悬索桥,基于ANSYS有限元分析软件建立三维空间有限元分析模型,对比分析不同中央扣设置形式对桥梁自振特性的影响。通过非线性时程分析,对在塔梁位置设置纵向黏滞液体阻尼器前后不同形式中央扣对悬索桥地震响应的影响规律进行研究。通过响应控制振型的研究,揭示中央扣对各响应产生不同影响的机理。研究结果表明:仅通过自振特性分析不能直接得到准确的中央扣对桥梁地震响应影响规律;不同中央扣设置形式下,主梁竖向位移及各项内力响应均大幅增加,塔底弯矩、剪力有所减小,以刚性中央扣为最优;考虑阻尼器后,不同形式中央扣对大跨度悬索桥地震响应的影响与无阻尼器情况基本一致,其原因是设置阻尼器并未改变桥梁各响应的控制振型。