城市高架桥梁非线性地震碰撞反应分析

地震时城市高架桥梁易发生碰撞反应而引发灾害。采用时程分析法,对简支隔震梁桥、连续隔震梁桥、非隔震简支梁桥及非隔震连续梁桥的碰撞反应进行r参数分析。主要参数包括：间隙大小、支座特性、桥墩非线性及土基础相互作用。分析得出以下结论：简支梁桥的碰撞反应主要是由于桥台约束产生的,连续梁桥的碰撞反应主要是由邻联动特性差异造成的。相同条件下,隔震梁桥的最大撞击力高于非隔震梁桥,连续梁桥的最大撞击力高于简支梁桥的最大撞击力。增大间隙能有效减小碰撞反应强度。对于隔震梁桥,增大隔震支座屈服力会减小碰撞反应强度,但同时会增大墩底弯矩。考虑桥墩非线性或土基础相互作用时简支梁桥与连续梁桥的最大撞击力均比不考虑时大,墩底弯矩均比不考虑时小。     

桥梁群桩基础非线性受力特征及影响参数分析

作为与墩身一起共同构成抵抗水平地震作用的结构构件,桩基础的抗震设计方法及计算模型将影响着桥梁工程的整体抗震性能。由于桩基础的非线性同时涉及到地基土及桩身构件的非线性,因此其非线性特性极为复杂。提出了群桩基础非线性静力计算模型,并通过拟静力试验进行了验证。利用该模型系统研究了群桩基础的非线性受力特征,总结了主要参数的影响规律。研究结果表明:(1)提出的群桩基础非线性静力计算模型可较好地模拟地基土及桩身的非线性。采用分布PM塑性铰可模拟变轴力作用下桩身的弹塑性,追踪桩身塑性铰的产生过程及分布特征。(2)群桩基础中的单桩初始屈服后,群桩基础承载能力还可继续增加,单桩屈服对应的水平荷载并不能代表群桩基础的水平极限承载能力。(3)提高桩身配筋率能同时提高桩基础的极限承载能力与极限位移,提高桩身含箍率可显著提高桩基础的极限位移。(4)墩高对桩身塑性铰分布影响较大。增加墩高时,塑性铰的分布逐渐向桩顶移动。对于高墩桩顶为薄弱部位,而对于矮墩地面以下某一部位桩身截面为薄弱部位。     

考虑碰撞效应的双柱式高墩桥梁非线性地震反应特性研究

以西南山区线路中常用的双柱式高墩桥梁为研究对象,建立典型桥跨结构的空间动力分析模型,采用非线性动力时程分析方法,详细研究了考虑地震碰撞效应时桥梁结构的地震响应特性,并探讨了接触单元刚度取值、间隙宽度、桥台刚度以及支座滑动性能等非线性边界条件的影响。结果表明:梁间碰撞作用主要发生在近桥台伸缩缝处,碰撞作用减小桥墩的地震响应,同时在梁体中产生较大的短时加速度脉冲效应;考虑桥台的纵向约束作用将使得梁间碰撞效应增强;对于通常设计采用的间隙宽度范围,强震作用时碰撞现象会不可避免地发生;支座滑动性能对桥墩的地震响应起到隔震的作用,考虑支座滑动性能后梁间碰撞次数减少;各种非线性边界条件因素的综合作用使得桥跨结构的地震响应变得较为复杂,为获得结构真实响应结果应该合理考虑这些因素的影响。     

使用非线性粘滞阻尼器的桥梁在地震反应中的响应分析

通过对粘滞阻尼器的非线性力学特性及工作机理进行分析,建立了桥梁使用液体粘滞阻尼器的地震反应分析模型及方程,提出了引入直接积分法的阻尼非线性在桥梁地震瞬态反应分析中的数值求解方法,对这种装置的减震性能进行了研究。使用该非线性动态时程分析方法编制的程序对使用粘滞阻尼器的吉林某特大桥进行地震反应分析,探讨了使用新型结构保护装置对连续箱梁桥地震响应的影响。结果表明,液体粘滞阻尼器可以控制主梁和非刚结墩之间传递的水平推力,可以减小刚结墩上的内力,同时也增大非刚结墩的内力。该计算方法对非线性阻尼分析有效,使用液体粘滞阻尼器可以有效减小结构地震力。     

地震作用下桥梁承台桩基础力学行为分析及设计

承台桩基础广泛应用于我国跨海跨河桥梁。由于地质条件差,受地震影响难以预估,依托甘肃天水大桥工程实例在实验室进行缩尺模型试验研究,通过滞回曲线、耗能分析等力学行为对缩尺试件研究得出结论:墩顶滞回曲线以此呈梭形、弓形、反S形、Z形四种类型变化,符合钢筋混凝土构件一般规律,±60 mm位移加载条件下墩顶力达到32 kN。试验过程中,水平荷载加载至15 kN时,地基土开始产生裂缝,水平荷载加载至20 kN时桩身产生多条闭合裂缝,比预期裂缝产生时间较早,在桩身设计阶段应考虑适当提高配筋率。模型等效粘滞阻尼系数在墩顶水平位移为45 mm达到最大为0.15,此时试件桩身破坏。     

桥梁桩基础有限元模型研究

根据现行桥梁基础规范的计算理论,研究了通用有限元程序建立完整桥梁桩基础模型的方法:用一系列水平弹簧模拟桩侧土对基桩的水平反力作用;用一桩底竖向弹簧来模拟桩底土对基桩的支承反力;用一系列竖向弹簧来模拟桩周土摩擦力的作用。首先,结合以前的研究基础给出了水平弹簧和桩底竖向弹簧刚度的计算公式,然后根据桩侧摩擦力产生原理,重点详细推导了桩侧系列竖向弹簧刚度的计算公式。最后,根据桩基础计算的特点,对桩基础建模过程中值得注意的特殊问题进行了说明:包括承台与桩顶的连接要求、弹性模量的折减、地面线以下桩自重按一半考虑以及桩侧竖向弹簧刚度计算公式的适用范围。     

LRB隔震桥梁地震反应初探

对一座LRB隔震桥梁输入了大量具有相同反应谱的地震波，通过非线性是程分析发现，隔震桥梁地震反应的离散性很大，其最大响应对地震动的全过程十分敏感，对隔震桥梁设计时常用的5种等效线性化方法进行了比较研究，发现用反应谱法按等效线模型计算时，如果隔震支座延性率不同，多数方法计算结果的安全概率也不一样。在工程上常见的延性率范围内，这些等线性化方法的计算结果偏于不安全。     

混凝土桥梁结构非线性地震损伤演化

采用基于断裂能的损伤变量表达式,以单位体积材料当前耗能与断裂能的比值定义损伤变量,考虑了混凝土的拉压异性效应。引入了地震损伤的整体演化指标,通过有限元方法利用材料塑性损伤模型模拟桥梁结构在地震激励下的非线性损伤演化过程。数值计算过程中考虑了混凝土后继屈服的随动强化效应,采用损伤型本构关系及相应的Drucker-Prager型屈服函数,并通过算例验证了混凝土结构的非线性地震损伤特性。     

高墩桥梁桩基础计算长度研究

在桥梁工程中,墩、桩的计算长度问题一直是工程界没有定论的问题.以m法为基础,将桩的稳定分析与计算长度联系起来.通过欧拉公式,分析了桩径、埋深、土层抗力系数和墩高对摩擦桩计算长度的影响.结果表明,随着桩径、墩高的增加,摩擦桩计算长度增加;土层抗力系数对计算长度影响较小.最后给出了便于工程应用的摩擦桩计算长度系数表格.     

基于支座摩擦的桥梁结构地震反应研究

针对桥梁支座结构的非线性特征,通过建立不同的桥梁结构模型,分析了桥梁墩径、支座摩擦系数、初始刚度下支座摩擦对桥梁结构地震反应的影响作用。研究结果表明:大部分情况下,活动支座的摩擦力能够有效降低固定支座的地震反应,有利于提高桥梁的抗震能力;对于墩径较小的桥梁结构,则应考虑桥梁支座摩擦对地震的反应;对于固定式支座桥梁,采用较大初始刚度的活动支座结构,能有效提高结构的减震率的同时量体位移较小,对于抗震性支座桥梁,当活动支座初始刚度保持在4×10~4~8×10~4kN/m能获得较好的减震效果。     

考虑地铁影响的桥梁结构地震反应研究

随着我国城市建设的快速发展,城市核心区域用地日益紧张,因而轨道交通、市政交通、建筑工程等呈现出立体式、一体化发展趋势。基于此,以某城市主干路高架桥及桥下顺桥向布置地铁车站为研究对象,运用有限元软件建立站桥一体计算模型及单桥计算模型,通过数值模拟分析结构的动力特性差异。研究表明,在站桥一体结构采用整体连接时,忽略地铁结构及土体,将显著低估桥梁结构地震反应,会得到不安全的抗震评估结果;考虑地铁车站后,顺桥向地震作用下的墩底位移增大,使得墩底剪力、弯矩与梁端位移增大,此外,地铁结构纵向变形还对梁端位移变化具有放大作用;地铁车站横向有土弹簧嵌固作用,整体变形小,在横桥向地震作用下墩底剪力、弯矩与梁端位移增大比值较少,同时,因地铁结构横向变形较小,对梁端位移变化的影响较小。     

城市桥梁模型地震反应的振动台实验研究

该文以北京市某立交桥中墩为原型,进行了桥梁模型地震反应的振动台实验研究,考察了分层橡胶支座对模型地震反应的影响,为桥梁结构的抗震设计提供实验依据。     

大跨度桥梁地震反应谱的发展

随着我国大跨度桥梁结构的发展,反应谱与桥梁结构的发展不相适应性日益严重.本文对大跨度桥梁结构应用规范反应谱时存在的若干问题,其中包括长周期反应谱值、反应谱组合方法、考虑地震动空间变化的反应谱方法、反应谱输入方向、综合影响系数和阻尼比等进行了总结和探讨,并指出值得进一步研究的问题,对于修正桥梁抗震设计规范具有一定的参考意义.     

深水桥梁结构的地震反应分析

南水北调工程丹江口二桥主桥为四跨预应力混凝土变截面连续箱粱,其2号主墩基础入水深度超过40 m,在动力荷载作用下水对该类结构的动力特性和地震反应的影响不可忽略。以丹江口二桥为例,用有限元程序ANSYS建立了该桥的有限元模型,模拟了该桥的动力特性和地震反应,利用分析结果探讨了水对该桥动力特性的影响。输入地震波后,由于水的附加质量引起的惯性力和动水阻力的影响,结构的位移和内力较之不考虑水的情况会有所增加,但由于桩质点运动的速度和加速度较小,导致附加质量引起惯性力和动水阻力较小,所以给结构带来的影响较小。分析结果为同类结构的抗震分析提供了参考。     

大跨度斜拉桥非线性地震反应特点分析

为了探索斜拉桥梁的整体受力性能,文章以徐州市和平路跨铁路站场斜拉桥主桥设计方案为具体的分析对象,选取结构在地震作用下的结构反应及受力性能进行研究,以期对今后此类桥型的设计与施工能有一定的指导意义。     

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。     

桥梁群桩基础沉降差异化控制措施研究

在对旧桥进行加宽时,新桥基础和旧桥基础沉降差异问题成为需要重点进行研究的问题。本文以实际工程为例,对桥梁群桩基础沉降差异化控制措施进行了分析和探讨。实践证明,采用增加桩基长度、桩侧注浆的方式取控制效果良好,具有一定的借鉴参考价值。     

方形铅芯橡胶支座力学性能试验研究及隔震桥梁地震响应分析

为开发出能更好适用于桥梁隔震的支座,对方形铅芯橡胶支座进行了力学性能试验,并与铅芯橡胶支座力学参数理论公式计算的结果进行了对比,吻合较好,从而为方形铅芯橡胶支座的设计提供依据。在此基础上以某一四跨连续梁桥为例计算其地震响应,分析了方形铅芯橡胶支座的隔震效果。研究表明,方形铅芯橡胶支座性能稳定、力学性能良好、安装方便、隔震效果好,是一种理想的桥梁隔震装置。     

减震技术在公路桥梁中的应用及地震反应分析

采用动态时程分析方法对某桥的常规抗震方案及采用的铅销橡胶支座减震方案进行了对比计算,对桥梁的水平向和竖向地震反应进行了分析,计算结果表明,当遭受强地震作用时,减震桥梁相对于抗震方案,桥墩水平位移可以得到显著的降低,桥梁的竖向地震反应是不容忽视的.     

桥梁桩基础沉降简化计算

本文利用剪切位移法分析计算软质基岩上的嵌岩桩沉降变形。对嵌岩桩的沉降计算模型进行简化,并利用该简化模型进行实际工程的计算,结果表明,当桩顶荷载较小时,计算值往往偏大;当荷载在设计值附近时,剪切位移法计算结果和实测值基本一致,因此,在实际工程中可以采用本文的简化模型求解桥台桩基础的沉降。