地震动行波作用下大跨斜拉桥与引桥伸缩缝处碰撞效应研究

以一座典型大跨斜拉桥为研究背景,采用SAP2000Nonlinear有限元程序,考虑地震动行波效应以及主桥-引桥伸缩缝处碰撞效应的影响,建立了桥梁结构三维非线性计算模型,采用非线性动力时程分析法,分析了地震动行波作用下大跨斜拉桥主桥—引桥伸缩缝处碰撞效应对结构地震响应的影响。研究结果表明,地震动行波作用下大跨斜拉桥主桥—引桥伸缩缝处碰撞效应对引桥结构地震响应的影响较大,与一致激励下主桥-引桥碰撞效应相比,不仅会在伸缩缝处激起更大的撞击力,而且会使得两侧引桥梁端位移、主梁-过渡墩相对位移以及固定墩地震响应显著增大,更易导致引桥桥墩破坏或梁体落梁。     

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.     

大跨斜拉桥空间非线性地震反应分析

基于有限单元法，推导出多自由度结构体系在地震作用下的运动方程，并将其转化为增量形式，建立大跨斜拉桥的地震激励模型。用Fortran语言编制了桥梁非线性地震反应分析程序NSRB。研究了某主跨360m的斜拉桥在自重及斜拉索初张力作用下的动力特性。并对其分别进行线性，非线性动力分析。，结果表明，大跨度斜拉桥的几何非线性影响因素不容忽视。通过确定性地震反应分析可知，该桥抗震性能良好，地震荷载不控制设计。     

行波效应对大跨度斜拉桥地震反应的影响

为研究大跨度斜拉桥地震反应特性及行波效应对其影响,以某大跨度斜拉桥为例,依据D'Alembert基本原理,采用动态时程法计算结构动力位移和内力.选用2条不同频谱特性地震波,考虑不同视波速对大跨度斜拉桥地震反应的影响,重点研究行波效应对大跨度斜拉桥的地震反应影响,并与一致激励地震反应结果进行比较.结果表明:随着视波速的增大,各桥塔塔底内力、塔顶位移以及墩底内力的地震响应值有显著变化且趋近于一致激励地震响应;行波效应对主梁顺桥向轴力和塔顺桥向剪力有显著影响;在地震波加速度峰值(0.40g)相同的情况下,由于各条波之间频谱特性的不同,不同视波速输入下结构的地震反应存在一定的差异.     

高架桥模型考虑行波效应下的动力反应研究

城市高架桥的主要型式是连续桥梁,多跨连续梁桥由于延伸长,跨数多,在研究其抗震性能时,需要考虑多点激励下结构的动力反应,因此高架连续梁桥成为典型的研究对象,行波效应是多点地震地面运动分析方法中最常用的一种方法,因此被地震分析中普遍应用。将几何比例为1：10的连续梁桥缩尺模型为研究对象,完成了纵向一致地震动输入和行波输入下数值模拟得到结构动力反应分析的对比。结果表明：考虑行波效应会对一端滑动支座相对位移产生影响,因此考虑行波效应研究高架桥地震反应是极其重要的。     

大跨双塔斜拉桥的动力特性与地震响应分析

结合某大跨双塔斜拉桥工程设计实例,采用大型有限元软件ANSYS建立了三维有限元计算模型,分析了该桥的动力特性,并采用反应谱法进行了地震反应分析。研究结果表明:由于采用了半漂浮斜拉桥体系,主梁梁端位移较大,极易造成主、引桥间碰撞且对两端伸缩缝不利,可采用弹性约束或设置阻尼器等措施来限制主梁梁端位移。     

独塔双索面斜拉桥动力特性分析

斜拉桥的动力特性分析是研究斜拉桥动力行为的基础,其自振特性决定其动力反应的特性,单塔斜拉桥作为一种新型的斜拉桥结构形式,其动力特性不同于传统的双塔斜拉桥。文章应用大型有限元程序Midas/Civil对营口民生路大桥进行动力分析,得到了非对称弯单塔斜拉桥的一些动力特性,为同类型桥梁的动力特性分析提供参考。采用标准反应谱作为输入的谱曲线,在频遇地震、多遇地震、罕遇地震情况下,考虑了纵向、横向、竖向输入下该桥的地震响应,分析了其抗震性能。计算结果表明,本桥的杭震能力是有保证。     

不同地震激励下大跨度斜拉桥的地震反应分析

考虑地震波的行波效应、部分相干效应和局部场地效应,建立了不同机制的地震激励下大跨度斜拉桥地震反应的分析方法并以正在建设的主跨1 018 m的香港某大跨度斜拉桥为例,数值仿真了大跨度斜拉桥在确定性地震波一致激励、行波激励以及随机地震动场多点激励下的地震反应。结果表明:与确定性地震波一致激励相比,在确定性地震波行波激励以及考虑空间变化的随机地震动场激励下,斜拉桥的纵向位移反应明显减小,而其主跨跨中竖向位移反应明显增大。由此得出结论:对于大跨度斜拉桥,一致地震激励不能控制其抗震设计,应考虑行波激励和随机地震动场多点激励对其地震响应的影响。     

行波激励下桩-土-斜拉桥多点振动台试验

为了研究桩基和场地土以及地震动空间效应对大跨斜拉桥地震反应的影响,以一座试设计主跨1 400m超大跨斜拉桥为试验原型,按1/70几何缩尺比设计和制作了一座包括群桩基础、模型土和上部结构等在内的试验全模型,缩尺后试验模型全长38.2m;根据动力等效原则,采用由砂子和木屑均匀混合而成的模型土模拟场地土,且用层状剪切土箱盛放。采用时间滞后的方法实现行波效应,通过多点振动台试验分别研究了纵向行波、横向行波对超大跨斜拉桥地震响应的影响及其机理。试验结果表明:行波作用对斜拉桥地震响应的影响非常复杂,纵向行波使塔顶纵向加速度和主跨竖向加速度的最大增幅分别约为50%和40%,而横向行波使塔顶和主跨横向加速度的最大减幅分别为15%和50%;纵向行波使主跨竖向位移的最大增幅约为40%,而横向行波使其横向相对位移的最大减幅为20%。行波作用对斜拉桥不同构件地震响应的影响也不同,与一致激励结果相比,纵向行波使塔顶、塔-梁以及墩顶相对纵向位移的最大减幅分别约为50%、40%和60%,使主跨竖向位移的最大增幅约为40%。此外,试验发现桩-土-结构相互作用对主塔、桥墩的加速度响应产生明显不利影响,使塔底增大2倍多,墩底增大1.1~4.0倍。基于上述结果,建议在斜拉桥地震反应分析或抗震设计时,需考虑行波效应和桩-土-结构相互作用等因素的影响,特别是其不利影响。     

大跨径连续刚构桥的动力性能及地震响应分析

以苏通长江大桥辅航道桥为工程背景,建立了该桥的动力分析模型,考虑了结构自重的几何非线性影响和桩土的影响,在此基础上研究了该桥的动力特性和多支承激励地震响应,并探讨了行波效应对大跨度刚构桥地震反应的影响.结果表明,模型及其边界条件的正确模拟对分析结果的影响很大,行波效应产生的不利影响十分突出.     

不同波速对刚构桥地震响应影响分析

地震激励的输入是大跨桥梁结构抗震设计中最薄弱的环节。大跨度桥梁由于基础间的间距较大,因而在进行地震响应分析是应考虑行波效应的影响。结合工程实例,建立了空间有限元仿真模型,并且对模型进行了全桥结构动力分析,得到了该桥基本的动力特性参数,并对其进行了不同波速作用下行波效应的分析,与一致激励下的结果进行了对比,分析结果将为大跨刚构桥的地震设计提供参考。     

大跨径连续刚构桥的动力性能及地震响应分析

以苏通长江大桥辅航道桥为工程背景，建立了该桥的动力分析模型，考虑了结构自重的几何非线性影响和桩土的影响，在此基础上研究了该桥的动力特性和多支承激励地震响应，并探讨了行波效应对大跨度刚构桥地震反应的影响。结果表明，模型及其边界条件的正确模拟对分析结果的影响很大，行波效应产生的不利影响十分突出。     

考虑行波效应的大跨度六塔斜拉桥地震响应分析

以嘉绍大桥为例,利用地震作用的时程分析方法,深入研究了考虑行波效应的多点激励作用下,大跨度六塔斜拉桥地震响应特性.研究结果表明:考虑行波效应时大跨度六塔斜拉桥和大跨度双塔斜拉桥的地震响应均小于一致激励作用时的情况,其中六塔斜拉桥在靠近边跨的桥塔和主梁相比靠近跨中部分的地震响应对行波效应更为敏感.同时,刚性铰对多塔斜拉桥地震响应不敏感.     

大跨钢管混凝土拱桥地震行波效应分析

运用ANSYS对一座现有钢管混凝土拱桥进行地震反应分析,着重考虑该桥的地震行波效应.考虑行波效应后拱脚横向弯矩较不考虑行波效应大40.6%.大跨度钢管混凝土拱桥在抗震设计时应考虑行波效应.     

独塔单索面斜拉桥动力特性分析与试验研究

独塔单索面预应力混凝土斜拉桥的动力特性有别于普通的大跨多塔斜拉桥,掌握其性能对研究其抗震性能与车振性能至关重要。通过某独塔单索面斜拉桥的现场脉动试验、跑车试验、跳车试验以及刹车试验等,测试了该桥的频率、振型、阻尼系数及冲击系数等动力参数。同时采用有限元分析方法建立了该桥的三维空间有限元模型,并进行了动力特性分析。对比结果显示,数值分析与实测吻合较好,该桥实际动刚度大于设计动刚度。     

独塔斜拉桥地震反应分析

基于有限单元法，计算某独塔斜拉桥动力特性，并对其进行地震反应时程分析结果表明该桥抗震性能良好，地震荷载不控制设计。     

沈阳公和立交斜拉桥地震反应分析

基于有限单元法，计算沈阳公和立交斜拉桥动力特性，并对其进行地震反应时程分析，结果表明该桥抗震性能良好，地震荷载不控制设计。     

非一致激励下大跨斜拉桥的随机地震响应分析

基于平稳随机地震动场理论,对大跨度斜拉桥进行非一致激励下的平稳随机地震响应分析。以金塘大桥主通航孔桥为研究对象建立有限元模型,采用多点平稳随机地震响应分析方法,数值仿真了该斜拉桥在纵桥向、横桥向和竖向多点激励下的地震响应,研究了地震动的空间变化,包括部分相干效应和行波效应以及视波速变化对大跨度斜拉桥地震响应的影响。数值分析结果表明：非一致激励下斜拉桥的内力和位移有较大改变,地震动的行波效应影响比部分相干效应的影响更大,地震动的空间变化对纵桥向激励有利,对横桥向激励影响较小,对竖向激励影响很大且不利。对大跨度斜拉桥,必须进行多点地震激励的响应分析。     

抚顺永安桥的动力性能分析

利用ANSYS对抚顺永安斜拉桥进行模态分析,得到了该桥的动力特性。采用标准反应谱作为输入的谱曲线, 分别考虑了纵向、横向、竖向输入下该桥的地震响应,分析了其抗震性能。计算结果表明,本桥的抗震能力是有保证的。     

大跨连拱拱桥动力特性及地震反应分析

结合一座大跨连拱拱桥工程设计实例,采用sap2000程序建立了该桥空间有限元计算模型,分析了该桥的动力特性特点,采用反应谱法和时程分析法对该桥进行了地震反应分析.结果表明:由于各拱拱上立柱高度相差太大,使得各个立柱分担的上部结构的地震惯性力非常不均衡,拱顶附近的立柱由于高度较低、刚度较大,使得其承受较多的上部结构的地震惯性力,成为整个结构的抗震薄弱部位之一.