不同相位差地震作用下钢管混凝土拱桥减震研究

强震发生时大跨度钢管混凝土拱桥地面各支承处所受激励并不相同,按多点激励的模式进行地震反应分析较为合理.通过ANSYS建立三维有限元模型,以某99 m跨径的钢管混凝土拱桥为分析对象,在其拱脚设置粘滞阻尼器,考虑不同相位差行波效应进行地震响应分析,研究设置粘滞阻尼器的减震效果以及粘滞阻尼系数对减震效果的敏感性.     

大跨度提篮拱桥阻尼器选型研究

基于流体粘滞阻尼器的力学特性,以南沙凤凰三桥为工程背景,研究了非线性粘滞阻尼器对大跨度提篮拱桥抗震性能的影响.采用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,讨论了阻尼器合理参数取值.分析表明：通过中跨两端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.     

飞燕式异型拱桥减震设计研究

结合章江大桥主桥飞燕式异型拱桥,采用有限元分析程序SAP2000建立结构计算模型,分析了桥梁结构在无阻尼器和有阻尼器情况下的地震反应,给出了阻尼器设计吨位、阻尼系数、行程的建议值,为阻尼器选型、布置方向等提供依据;给出了桥梁控制部位(如承台顶、拱脚等处)在地震作用下的内力或反力及稳定性验算结果。     

大跨度钢桁架拱桥减隔震方案研究

为提高大跨度钢桁架拱桥的抗震能力,同时保证下部结构受力均衡,设计了普通球型支座、粘滞阻尼器和双曲面球型支座3种抗震方案。采用反应谱法和非线性时程法分析了E2地震作用下下部结构的地震响应。结果表明:综合比较下部结构受力情况,双曲面球型支座方案优于粘滞阻尼器方案和普通球型支座方案,在纵向和横向地震作用下减震效果明显。     

斜拉桥减震控制研究

对于采用飘浮体系的斜拉桥,主桥在地震作用下将产生较大的纵向位移,必须加以控制才能保证桥梁的抗震安全性,本文探讨了采用弹性连接装置减震和采用粘滞阻尼器不同的布置方式减震,对3种减震方案进行了参数敏感性分析。分析表明,只要选择合理的参数,3种减震方案均能较好地控制主桥在地震作用下的纵向位移,但同时在塔、梁和梁与辅助墩之间设置阻尼器的方案最优。     

特大跨斜拉桥横向抗震设计方案研究

针对大跨度斜拉桥在高烈度横向地震作用下的抗震分析,就现今工程中常用到的添加挡块、金属阻尼器、黏滞阻尼器这3种减震设计方法,以某特大跨铁路斜拉桥为工程背景,基于MIDAS Civil建立了三维有限元动力弹性模型,分析了桥梁结构的动力特性;通过采用3种参数化后的方案与梁墩横向自由边界条件下的对比分析,研究了满足横向极限位移控制条件下,3种设计方案的结构地震响应特点;另外针对黏滞阻尼器和金属阻尼器减震方案,对2种阻尼器组合和布设方案进行了局部优化。研究结果表明：增设挡块减震方案要比采用阻尼器减震方案的墩塔底部内力大,采用黏滞阻尼器设计方案的减震效果最好;经过综合比较后,推荐采用组合1方案（过渡墩和辅助墩的左右侧分别设置金属阻尼器、液体黏滞阻尼器）用于铁路大跨斜拉桥。     

千米级斜拉桥横向减震体系振动台试验

工程中常采用的斜拉桥横向固定体系会增大桥墩、桥塔及其基础的抗震需求，从而增大斜拉桥在地震作用下的损伤破坏风险。为解决这一问题，以已研发的桥梁新型横向钢阻尼器为减震耗能装置，采用振动台试验方法，研究大跨度斜拉桥横向减震体系在近、远场地震作用下的减震效果。以苏通大桥为背景，设计1/35几何相似比的斜拉桥全桥试验模型，并分别进行横向减震体系和传统的横向固定体系的振动台试验。其中，将钢阻尼器与滑动型球钢支座并联布置于桥墩处、钢阻尼器布置于桥塔处形成横向减震体系。基于试验结果进行减震体系的减震行为分析。研究结果表明：在近、远场地震作用下，减震体系均能显著地减小主梁传递给桥墩和桥塔的地震力，其中墩梁、塔梁连接横向传力均减小50%以上，且将主梁位移限制在可接受范围内；减震体系也显著减小了塔身位移、曲率以及墩底曲率需求，其中，塔底截面曲率平均减小了34%，近塔辅助墩墩底曲率平均减小了67%；钢阻尼器拥有饱满的滞回曲线，但其滞回特性与地震输入有关；相对于支座的摩擦耗能，钢阻尼器的耗能能力更显著；在带有速度脉冲的近场地震作用下，钢阻尼器以及支座的位移响应具有明显的脉冲特点。     

基于盆式支座与黏滞阻尼器的某大跨度斜拉桥减震研究

以一座大跨度斜拉桥为研究对象,用Midas Civil软件建立其全桥三维有限元模型。针对其在E2地震作用下位移超过限值问题,提出在桥墩与上部结构间布置盆式支座+黏滞阻尼器的减震方案,对黏滞阻尼器阻尼指数进行优化分析,得到最优阻尼指数,进一步对其位移及内力进行了减震效果分析。分析结果表明,主墩支座位移从596mm降至216mm,最大减震效果达63.8%,满足规范要求;在主跨部分布置盆式支座和黏滞阻尼器对其他跨桥墩墩底弯矩也有一定降低效果,两者耗能特性得到充分发挥,能够有效降低结构的地震响应,证明了盆式支座+黏滞阻尼器减震方案的合理性和可行性。     

考虑行波效应的大跨度斜拉桥耗能减震

地震作用下飘浮体系斜拉桥的纵向位移较大,需采取抗震减震措施.以一座大跨斜拉桥为实例,建立其三维有限元模型计算分析了地震行波输入下粘滞阻尼器对飘浮体系斜拉桥的减震效果.结果表明,地震行波效应会减小斜拉桥桥塔的地震反应而增大主梁的地震反应,粘滞阻尼器被动控制对斜拉桥位移的减震效果非常显著,且行波效应对其减震效果无明显不利影响.     

金安金沙江大桥地震响应及阻尼器减震耗能应用研究

对特大跨径悬索桥,为保证其在地震作用下桥塔始终维持弹性受力,且有效控制梁端位移,以云南金安金沙江大桥为工程背景,采用空间梁单元和桁架单元,考虑多种非线性因素,建立有限元模型,通过E2地震作用下反应谱分析结果得到地震响应规律,进而对阻尼器参数进行比选并研究其减震效果。研究结果表明:桥塔最不利位置在塔底部;阻尼速度指数确定后,阻尼常数增加则塔底弯矩、塔顶位移、梁端位移及阻尼器位移减小,阻尼常数较小时,其变化对减震效果敏感,随着阻尼常数增大,效果趋于平稳,塔底弯矩、塔顶位移、梁端位移达到最小值后出现增长趋势;采用黏滞阻尼器后,华坪侧塔底纵向弯矩减幅达18%、塔顶纵向位移减小34.5%、梁端、跨中及支座纵向位移减幅均在60%以上,减震效果显著。     

超宽幅梁拱组合钢结构景观拱桥施工关键问题研究

城市桥梁不仅需要满足基本的通行需求,其建筑造型还应符合建设环境的景观协调性。异形拱桥因其结构受力优异、造型轻盈美观,多作为城市景观桥梁的主要比选桥型。本文基于深圳梦海前湾河桥的结构特点和施工工艺,介绍了一种梁拱结合体系桥梁在预制和安装阶段保障主梁、异形拱肋线形、应力、吊杆力和临时支撑安全的关键技术,并通过空间有限元分析指导全过程施工监控。根据实测反馈数据,大桥线形、吊杆力误差均在允许范围内,施工精度良好,景观效果也达到了预期目标。     

多拱肋异型系杆钢拱桥温度敏感性分析

为研究不同形式的温度变化对异型桥梁成桥状态的影响,该文以一座多拱肋异型系杆钢拱桥为工程背景,建立Midas Civil空间有限元计算模型,选取整体温度、梁拱温差、纵桥向索面温差和横桥向索面温差四个参数对其进行敏感性分析,得到各参数对桥梁结构变形、应力和索力的影响程度。结果表明：梁拱温差对桥梁结构变形、应力和索力影响较大,是三者共同的敏感参数;整体温度作用对变形有较大影响,对应力和索力影响较小;纵桥向和横桥向索面温差对索力的影响程度较大,对变形和应力的影响程度较小。     

宽幅下承式空间多索面异型系杆拱桥设计关键技术

以外秦淮河大桥为工程背景,采用Midas Civil对该异型拱桥进行仿真模拟,首先探讨了不同主梁刚度、拱肋刚度两个参数条件下的拱桥结构受力性能影响规律;其次考虑异型拱桥结构最不利情况,进行了强度、刚度验算分析;另外计算了桥梁结构前五阶振型及自振频率,分析了其动力特性;最后针对拱肋可能会发生的失稳情况,进行了拱肋稳定性设计分析。结果表明：主梁与拱肋的变形、应力均满足设计要求;在10%~20%范围内改变主梁、拱肋结构刚度对结构受力影响较小,外秦淮河大桥作为城市交通景观桥梁,主梁与拱肋构造设计仍有一定的优化空间;桥梁前5阶的自振频率在0.49~1.25 Hz之间,动力性能较好,为抗震设计提供了参考;该异型拱桥结构具有较好的稳定性能。     

洞庭湖大桥拉索风雨振控制新技术

随着大跨径斜拉桥的不断建设，斜拉索的减振特别是风雨振的控制已成为该类桥梁急需解决的关键问题之一。岳阳洞庭湖大桥建成通车后已发生多次强烈风雨振，在对应用磁流变智能阻尼减振技术控制风雨振研究的基础上，全面评估了该技术控制拉索振动的实际效果，证明该阻尼器是拉索风雨振控制的有效手段。岳阳洞庭湖大桥全桥安装磁流变阴尼器后，加速度响应降低为原加速度的1/20-1/30。     

兴隆76路中承式异形钢管拱桥总体设计

兴隆76路中承式异形钢管拱桥为成都市天府新区直管区川法生态科技园的一座标志性景观桥梁，跨径组成为32 m+96 m+32 m，主拱拱圈整体造型为人字形，截面形状呈蜜桃形，除了左右两拱圈交汇处采用变截面外，其余区段均为等截面，主梁为等高等宽连续钢箱梁，其桥面板采用正交异性板结构，吊杆上、下端均采用钢锚箱与主拱拱圈、主梁进行锚固。采用有限元软件对主桥进行整体静力及稳定性分析，结果表明：在施工阶段及运营阶段主拱和主梁的承载能力均满足设计规范要求，桥梁具有良好的静力性能。通过总结此类桥梁结构的设计形式及受力特点，可为后续其他类似桥梁的设计提供经验参考。     

TMD design for seismic vibration control of high-pier bridges in Sichuan–Tibet Railway and its influence on running trains

Sichuan–Tibet Railway plays a vital role in China’s transportation system by connecting Tibet and Central China, whose design and construction are extremely difficult due to numerous seismic zones and deep valleys along the railway line. This paper systematically presents a framework to control seismic vibration of T-beam bridges with high-piers in Sichuan–Tibet Railway using tuned mass dampers (TMDs). Firstly, a finite element model of the widely used high-pier bridge is established to reveal its vibration modes subject to earthquakes. On this basis, optimal installation locations and optimal parameters of the TMDs are determined. Then, vibration reduction effects of the designed TMDs on the high-pier bridge subject to actual earthquake samples are investigated and compared with that of using some other vibration absorption measures. Finally, a detailed train-track-bridge dynamic model with attached TMDs is established to study the effects of the designed TMDs on the seismic responses of the running trains. The results indicate that, for the high-pier T-beam bridges, the first bending vibration mode of the high-pier is most likely to be excited by earthquakes, which should be restrained. With the designed optimal parameters, the attached TMDs are effective to control seismic vibrations of the concerned high-pier bridges. Tuned mass damper is the best one among all the investigated measures to absorb vibrations subject to earthquakes from the perspective of vibration absorption performance, installation and maintenance.     

支架现浇的异型系杆拱桥合理施工状态的确定

以支架现浇施工的长沙市黄柏浏阳河异型拱桥为工程背景,对异型拱桥施工全过程进行受力分析,给出了异型拱桥施工过程中各典型状态的受力性能和合理施工工序。异型系杆拱桥裸拱状态拱圈弯矩呈S形分布,拱圈支架分区卸落和成桥状态索力调整引起的弯矩增量分布可以用相应连续梁的弯矩来比拟。钢筋混凝土异型拱桥施工中不得出现裸拱状态;拱圈支架需按一定次序分区卸落,卸落过程中需按一定要求调整吊杆索力。     

Ansys在大跨径桥梁阻尼器选型中的应用

提出用Ansys中Combin37单元模拟大跨径桥梁粘滞阻尼器的方法,并以一座实桥为例,介绍大跨径桥梁结构阻尼器选型的一般方法和步骤,为类似桥梁阻尼器选型提供参考.     

惠州市鹅城大桥总体设计及创新

鹅城大桥位于广东省惠州市，为双向通行6车道城市主干路桥梁，上跨东江，桥位处江面宽600m。桥梁景观造型设计极具地域特色，与当地自然、人文文化紧密结合，呼应了惠州“鹅城”的千年美称。主桥采用四跨连续空间斜跨异型系杆拱桥，主跨跨度为180m，为国内最大的空间斜跨偏态系杆拱桥。采用拱、塔和梁固结，墩梁分离体系。主梁创新性的采用正交异型钢桥面板与多片梁的结构形式。拱肋由五大系统组成，包括主拱肋、副拱肋、主副拱肋之间的斜杆、两副拱之间的曲杆以及曲杆之间的水平拉索等构件组成。主拱拱肋中心线为空间斜跨偏态曲线，吊索成空间放射性布置，吊索采用高强度平行钢丝吊索，主梁、拱肋系统和鹅塔均采用Q345qD桥梁结构钢。下部结构采用C40花瓶造型墩柱和水下C35钻孔灌注群桩基础。     

斜拉拱组合桥与普通拱桥受力性能对比

分析了斜拉拱组合桥的结构受力特征以及与普通拱桥的差别.以我国正在建设的主跨为400 m的斜拉拱组合桥梁--湘江四大桥为例,利用大型有限元分析软件ANSYS,建立了斜拉拱组合桥的三维空间有限元模型,对桥梁振动频率及振型进行了分析,通过与普通拱桥的分析和对比,重点研究了斜拉索对钢管拱组合桥的静、动力特征的影响,对比分析了两种拱桥型式,相同位置影响线的差异.最后总结了斜拉拱组合桥的静、动力特征,得到了一些有益的结论,为这一新颖桥型的方案选取和设计提供参考.