地震作用下斜交桥桥面旋转研究进展

在历次破坏性地震中,斜交桥遭到严重损坏,其桥面普遍存在绕竖轴转动的现象。桥面的转动增大了上部结构的横向位移和挡块、支座以及桥墩破坏发生的几率。针对地震作用下斜交桥存在的桥面旋转现象,对其发生的机理,结构参数、支座和横向挡块对桥面旋转的影响,斜交桥限位措施等研究进行回顾和总结,并对目前在斜交桥桥面旋转研究方面亟待解决的问题进行展望。     

近断层地震作用下高速铁路大跨连续刚构桥易损性研究

为探究近断层地震作用下高速铁路大跨连续刚构桥的抗震性能,基于工程需求（EDP）符合对数高斯分布假设获取全桥损伤曲线,提出一种桥梁地震损伤危险性分级方法。在此基础上,考虑桥上无砟轨道的刚度效应,采用OpenSees有限元软件建立了某高速铁路大跨连续刚构桥的轨道-桥梁（线-桥）一体化非线性有限元模型;由80条近断层地震动实录波组成地震动数据库,采用基于概率需求的易损性分析方法详细分析了该高速铁路大跨连续刚构桥的抗震性能。结果表明：对于研究计算条件,近断层地震动速度峰值（PGV）与工程需求间的相关性较强;近断层地震作用下高速铁路连续刚构桥的边支座易出现轻微损伤,当遭遇中高强度（PGV>100 cm/s）近断层地震动时桥梁关键截面的屈服概率较大,当PGV为200 cm/s时桥梁结构会受到严重破坏,而当PGV为300 cm/s时桥梁有极大可能发生完全破坏甚至出现倒塌。研究成果可为近断层区域高速铁路连续刚构桥的抗震设计提供参考。     

近断层地震作用下高铁连续刚构桥减震控制研究

为探究近断层地震作用下高速铁路连续刚构桥的抗震性能及减震控制措施,基于Makris速度脉冲模型,通过Matlab软件人工生成近断层脉冲型地震,利用OpenSees建立某高速铁路(82+146+82) m连续刚构桥线桥一体化有限元模型,分析不同速度脉冲类型、脉冲周期、脉冲幅值对桥梁动力响应的影响。在此基础上,研究不同参数液体黏滞阻尼器对近断层脉冲型地震的减震效果。研究结果表明：速度脉冲会显著增大地震加速度反应谱的长周期谱值,长周期反应谱幅值出现在脉冲周期对应的反应谱周期附近。对于本文算例,当速度脉冲周期Tp为1 s时,单半波速度脉冲为最不利脉冲类型;当速度脉冲周期Tp>1 s时三半波脉冲为最不利脉冲类型;速度脉冲会导致桥梁的墩顶位移大大增加,若不加以控制可能导致桥墩破坏甚至桥梁倒塌。液体黏滞阻尼器可有效降低近断层脉冲型地震作用下高速铁路连续刚构桥的动力响应,减震效果良好。在阻尼系数C为1 000～9 000 (kN·s)/m,速度指数α为0.1～0.9范围内,阻尼系数越大、速度指数越小、液体黏滞阻尼器对墩顶位移和墩底内力的控制效果越好,对于采用液体黏滞阻尼器进行减震控制的高速铁路连...     

近断层长周期地震波对桥台-引桥-刚构连续梁结构体系地震响应的影响

为研究近断层长周期地震波对桥台-引桥-刚构连续梁桥结构体系地震响应的影响,以某实际桥梁结构体系为研究对象,充分考虑桥墩塑性铰、桩土相互作用、桥台背土相互作用和碰撞接触等非线性边界条件,采用峰值加速度和卓越频率相近的近断层脉冲型地震波、近断层类谐和地震波、近断层长周期地震波和普通近场地震波各3条分析不同类型地震波对结构体系地震响应的影响。同时,选取不同脉冲周期的近断层脉冲型地震波分析脉冲周期对结构体系地震响应的影响。研究结果表明：长周期地震波使结构体系地震响应明显更大,其中近断层脉冲型地震波最大,近断层长周期地震波略大于类谐和地震波。另外近断层脉冲型地震波的脉冲周期越大,其对结构体系地震响应的影响也越大。因此建议在进行抗震设计时考虑桥址处实际条件和脉冲周期等因素的影响。     

软土地铁车站接头结构在强地震作用下的响应研究

利用FLAC3D对典型地铁车站接头结构进行三维数值模拟,并考虑不同方向的地震波激励下的地铁车站接头结构的响应.结果表明:水平向和竖直向地震波耦合输入对地铁车站接头结构的轴力和剪力有利,但对于弯矩是不利的;接头处区间隧道断面竖直向变形大于水平向变形;竖直向地震波加速度输入时结构的加速度放大系数远大于水平向;土-结构体系在地震作用下,端墙与中板连接处的动土压力幅值最大;而车站端墙的动/静比值从端墙顶部到底部从大到小有规律变化.     

铅芯橡胶支座动力特性对连续梁桥地震响应的影响

通过考虑铅芯橡胶支座和桥梁结构的非线性特性及相互影响,建立了全桥模型,并通过改变铅芯橡胶支座动力参数、桥梁结构的自振周期和输入地震激励等,进行连续梁桥地震响应时程分析,对采用铅芯橡胶支座隔震的连续梁桥体系的地震响应规律和特点进行了系统的研究.     

近断层脉冲效应对大跨度结合梁斜拉桥地震响应的影响

为了研究近断层脉冲效应对大跨度结合梁斜拉桥地震响应的影响,明确近断层脉冲地震动长周期脉冲和高频分量对大跨度结合梁斜拉桥地震响应的贡献。首先采用基于小波分析的近断层脉冲地震动识别方法从集集地震中选取相同场地下的脉冲/非脉冲2类近断层地震记录,并对脉冲型地震动的长周期速度脉冲进行提取,研究长周期、高幅值速度脉冲对近断层脉冲地震动反应谱的放大效应。最后以某一大跨度结合梁斜拉桥为例,研究近断层速度脉冲效应对其地震响应的影响。研究结果表明：由于大跨度结合梁斜拉桥结构体系较柔,自振周期较长,近断层脉冲效应对其地震响应的影响显著,与非脉冲地震作用相比,近断层脉冲效应使得主梁和桥塔的地震响应都显著增大,最大改变率可达177.9%;主梁和桥塔的地震位移响应主要由长周期脉冲所决定,高频成分的影响相对较小,但是对桥塔内力响应而言,其受近断层地震动高频成分的影响较大,在基于内力控制的结构抗震设计中应该充分考虑长周期脉冲和高频成分2部分的影响。     

空间变异地震作用下大型连续刚构桥的延性性能研究

本文在前人工作的基础上提出了一种直接生成具有时-频非平稳特性的空间变异地震动的方法,即随机过程理论与相位差谱相结合的方法. 此方法由于引入了相位差概念并结合已有的自功率谱、相干函数、视速度模型,从而使得生成具有时-频非平稳特性的空间变异地震动的过程更为直接和简便.最后通过几个合成示例说明了这种方法的有效性,可以用于结构多点输入地震反应分析.     

考虑轨道系统的高速铁路连续梁桥结构系统参数对纵向地震响应的影响

为研究无砟轨道系统约束作用下的高铁连续梁桥纵向地震响应,以某组合桥跨布置高铁桥梁结构(2×32 m简支梁+(48+80+48) m连续梁+2×32 m简支梁)为例,针对CRTSⅡ型纵连板式无砟轨道系统的结构特点,建立考虑轨道系统结构层间相互作用的叠合梁模型,研究轨道系统约束作用、地震波激励、滑动层摩擦因数、底座板刚度和制动墩抗推刚度对桥梁结构纵向地震响应的影响。分析结果表明：轨道系统对桥梁结构的约束作用可减弱结构纵向地震响应;在不同频谱特性的地震波激励下,桥梁结构地震响应明显不同,当地震波卓越频率与结构自振频率接近时,将放大结构地震响应;随着轨道系统滑动层摩擦因数增加,连续梁桥纵向地震响应减小,简支梁桥纵向地震响应增强;底座板刚度变化对桥梁纵向地震响应影响较小;增加连续梁桥制动墩抗推刚度,将增强制动墩地震内力响应,需要根据不同抗震需求合理设计桥墩抗推刚度。     

斜支承曲线梁桥内力影响因素分析

为了深入了解斜支承曲线梁桥的受力性能,基于结构力学的力法原理,推导了任意斜度的斜支承曲线梁桥的内力计算公式。以这些公式为依据,编制了相应电算程序,详细分析了荷载作用位置、荷载类型、弯扭刚度比、斜度、圆心角等因素对斜支承曲线梁桥受力性能的影响。绘制的大量曲线清晰地显示了各项因素对斜支承曲线梁桥受力性能的影响规律。     

用灰色系统理论确定高速铁路桥梁施工预拱度

为了满足高速铁路对桥面标高的严格要求,应用灰色系统理论,建立高速铁路斜交连续梁桥预拱度的设置方法,并将该方法运用于京沪高速铁路跨秦淮新河特大桥的实时施工控制。结果表明,大桥以很高的精度顺利合龙,成桥后的线形和内力满足设计要求。该方法减少了施工控制的难度,效果理想而简便易行,研究成果可应用于使用悬臂浇筑法的连续桥梁施工中。     

复杂艰险山区铁路大跨度桥梁建造和运维挑战及对策分析

通过文献调研、参数分析、对比总结等手段,开展复杂艰险环境下川藏铁路大跨度桥梁建造和运维技术挑战及对策研究.分析表明,桥梁面临大温差等复杂恶劣环境下长期性能保持、铁路悬索桥涡振控制、近断层地震下的车-轨-桥系统安全、考虑轨道线形的桥梁施工线形控制、线-桥一体化性能评估等关键技术挑战,研究提出从材料-结构-体系层面开展大跨...     

铁路桥梁震害预测及损失估计方法的研究与应用

从震害预测及损失估计入手,以桥梁为例,总结了经验统计法、规范校核法、理论计算法和定性评价法等桥梁震害预测方法,讨论了直接损失和间接损失的估计方法,并在原有方法基础上,参考相关文献,对桥梁直接损失计算方法提出简便算法建议;结合台湾九二一集集地震震害调查,统计了地震前后台湾地区的GDP曲线走势,并根据文献[9]中的方法,评价了间接损失对台湾经济发展的影响;提出了铁路间接损失计算方法建议;分别用经验统计法和定性评价法对集集地震中部分受损桥梁进行了震害预测,理论预测结果与震害基本相符;最后,作者提出了需进一步开展的工作及建议。本文工作可为铁路震害预测及重大铁道工程的抗震设防提供参考。     

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。     

横向背索独塔单索面曲线地铁斜拉桥设计

南京地铁2号线跨仙林大道斜拉桥为国内首座采用单索面的曲线地铁斜拉桥,以其为工程背景,介绍该桥的景观设计、结构设计及施工方案,阐述该桥与常规单索面直线斜拉桥的不同之处及其技术难点,为类似桥梁的设计提供参考.     

大跨度独塔斜拉桥斜拉索抗震性能研究

为了研究斜拉索的抗震性能,以某大跨度独塔斜拉桥为工程背景,采用MIDAS CIVIL软件建立全桥有限元模型,分别按照顺桥向和横桥向2种方式输入不同强度的地震动。通过非线性时程分析方法分析斜拉索的地震反应,寻找最不利索梁锚固和最不利受力索的位置,考查最不利拉索位置随地震强度的变化规律。研究结果表明:与水平面夹角约33°的C7号拉索为最大拉力索,其为最不利锚固索;与水平面夹角约36°～38°区域的拉索为最大拉应力索,其为最不利受力索;顺桥向输入时拉索地震反应较横桥向输入时更不利。研究结果可供斜拉桥抗震设计时参考。     

基于光缆传输的信号系统拓展探讨

在总结国内铁路信号系统设计的基础上,结合国外部分项目的实施情况,提出光缆替代部分电缆,搭建基于光缆传输的信号系统结构,并讨论目前国内信号系统结构拓展的可能性。     

以性能指标为控制变量的强度折减因子

发展以性能指标为控制变量的强度折减因子是基于性能抗震设计方法的有效途径。本文以刚度退化(SD)滞回模型的SDOF体系为对象,利用改进的Park-Ang双参数破坏准则,根据所收集到的三类场地的214条近断层地震动记录为基础,首先从数值分析的角度检验以延性为指标的强度折减因子的可靠性,表明以单调变形延性系数为基础的强度折减方法难以有效考虑累积效应,导致过高的结构总体损伤而偏于不安全。在定义基于确定性能指标的强度折减因子的基础上,通过自编程序以近震记录分组下结构响应的统计结果进行回归分析,建立确定性能指标下的强度折减因子表达式,按三种场地类别用回归方法确定5%阻尼条件下的参数取值并进行验证,可作为桥梁结构基于性能的抗震设计方法的必要工具。