脉冲型地震动模拟与隔震桥墩性能的能量分析

用改进的三角函数方法来模拟近断层地震地面激励，对非线性隔震桥梁单墩模型进行了地震响应和能量分析．通过对波形、脉冲周期和峰值速度等地震动参数的调整来表征不同的脉冲效应，在前向、前后向和多环3种不同的脉冲波作用下，隔震桥墩反应规律类似，以第3种冲击形式结构的响应值最大、输入结构的地震动能量最多、脉冲周期是决定地震动破坏能力的重要参数，通过定义累积滞回耗能比和瞬时耗散能量比，表明隔震支座有效耗能能力在短周期脉冲作用下较小，在长周期部分趋于稳定，而在中短周期部分单纯依靠隔震支座耗能不足以有效降低地震危害．通过引入瞬时输入能量概念，表明瞬时地震输入能量和结构地震响应密切相关，用瞬时输入能量来表征地震动强度是合适的指标．     

新型减隔震支座的研究

普通桥梁减隔震支座可能发生翻滚失稳,并且存在肥大等弊端.针对这些问题,提出一种新型减隔震支座,它是由聚四氟乙烯滑板、肘块、支柱和高弹性阻尼橡胶体通过连杆连接而成.通过理论推导和分析,得出了新型减隔震支座的等价刚度和等价阻尼比的计算式和系统周期图示.应用大型专业分析软件ANSYS,对实际桥梁进行建模分析,结果表明,新型减震支座的应用,可以使桥梁的减隔震效果达到50%以上.     

土-结构相互作用基础隔震体系地震反应分析

将隔震结构地基土简化为弹性半空间模型，分析了土——结构相互作用对隔震结构地震响应的影响．同时，分析了隔震体系地震响应随阻尼比及地震动频率变化而变化的规律．分析结果表明；隔震体系土——结构相互作用不容忽视．     

大跨度钢箱系杆拱桥减隔震措施对比研究

以某跨河大跨度钢箱系杆拱桥为研究对象,研究不同措施下桥梁的减隔震性能。通过“m”法,利用桥梁有限元软件Midas Civil进行动力分析;通过人工合成地震波,采用FDB模型、粘滞阻尼器MAXWELL模型进行模拟,对大跨度钢箱系杆拱桥进行非线性时程分析,对比分析摩擦摆支座、速度锁定器、拉索减震支座的减震效果。研究结果表明：三种减隔震措施下,墩柱所受的轴力差异较小,摩擦摆支座及拉索减震支座所受的剪力、弯矩差异较小,速度锁定器作用下,墩柱所受的剪力及弯矩差异较大。通过对比分析,选用摩擦摆支座能较好地满足工程需求,减震效果良好。     

铁路简支梁桥支座的减震性能研究

采用有限元动力分析程序，对采用铅芯橡胶支座作为减，隔震装置的桥梁结构进行了非线性动力分析，研究了不同地地震激励对桥梁结构减震性能的影响，并与板式橡胶支座的减震效果进行了比较，分析结果表明，与板式橡胶支座相比，铅芯橡胶支座可以有效地降低结构的内力和位移响应，改善结构的抗震性能。     

典型公路桥梁抗震设计问题探讨

现行桥梁抗震设计规范对抗震设防标准、隔震周期及墩柱抗剪强度阐述比较笼统,文章系统地阐述了桥梁抗震设防标准的确定方法,明确了隔震周期与非隔震周期的内涵,改进了墩柱抗剪强度的验算方法.     

考虑非线性特性的板式橡胶支座模型 在桥梁抗震计算中的应用

以某高速公路跨线桥梁抗震设计为工程背景,采用有限元作为分析手段,对采用板式橡胶支座的桥梁结构进行抗震分析。在工程实际中,有时为简化计算,采用线弹性模型对支座进行模拟,并采用反应谱分析方法进行墩柱配筋设计。采用弹塑性本构模型模拟板式橡胶支座,同时考虑抗震挡块的边界作用,对抗震计算结果进行对比分析,并探讨不同支座模拟方法对桥梁下部结构设计的影响。分析表明,考虑支座非线性后,地震响应显著降低,其主要响应与弹性分析的结果相差近一倍。     

环境因素影响下桥梁模态参数变化规律研究

为深入探究运营期桥梁模态参数变化规律, 以浙江文泰高速洪溪特大桥通车后 12 个月的健康监测数据为基础, 分析了模态频率的环境因素影响特征。 首先对环境温度、 交通荷载、 模态频率以及阻尼比的监测结果进行统计分析, 然后进行模态参数变化的影响因素相关性分析, 最后建立多元线性回归方程。 该研究的主要目的是获取山区桥梁低阶模态频率和阻尼比随环境的变化关系, 明确模态参数与环境影响因素的相关性, 进而为结构状态进行有效评估打下基础。 结果表明: 结构温度是年周期成分上影响模态频率的主要因素。     

粘滞阻尼器和Lock-up装置在连续梁桥抗震中应用

近年来,我国逐渐在一些桥梁结构中使用了可提高结构抗震性能的减隔震装置,如隔震支座、阻尼器(地震响应校正装置)等。对应用较广的粘滞阻尼器和Lock-up装置的工作机理进行了介绍,对其在连续梁桥抗震中的应用进行了研究,通过实际桥例探讨了两种装置对连续梁桥抗震性能改进的有效性,并对其实用的局限性也进行了分析。研究的结果可供桥梁工程设计人员和科研人员参考。     

MTMD参数对结构振动控制影响研究

将被控结构简化为单自由度体系，建立了结构-MTMD系统的力学模型和运动方程，对MTMD的参数及其对结构振动控制效果的影响进行了研究。结果表明：MTMD的总质量比、阻尼比、中心频率比、频带宽度和TMD的个数等参数对结构振动控制有重要影响，设计中应根据实际结构的具体情况对MTMD的各种参数进行必要的优化，以获取最优的控制效果。     

共振法测试拱式体系动力特性分析

以重庆铜梁县珠宝大桥为例,采用共振法对拱桥主跨进行跑车和刹车动力试验,测定结构的动挠度、动应变等动力响应参数,用时域法和FFT分析桥梁的固有频率、阻尼比等模态参数,根据动力响应和模态参数进行桥梁承载能力评定,达到为桥梁结构计算提供一个合理依据的目的.     

共振法测试拱式体系动力特性分析

以重庆铜梁县珠宝大桥为例,采用共振法对拱桥主跨进行跑车和刹车动力试验,测定结构的动挠度、动应变等动力响应参数,用时域法和FFT分析桥梁的固有频率、阻尼比等模态参数,根据动力响应和模态参数进行桥梁承载能力评定,达到为桥梁结构计算提供一个合理依据的目的.     

简谐激扰下模态参数对垂向平稳性指标的影响

用模态坐标变换法推导了用模态参数描述的车辆垂向平稳性指标计算表达式．以二系悬挂15自由度铁道车辆悬挂系统为例,研究了车辆系统模态参数（模态频率和模态振型）对车辆垂向平稳性指标的影响．研究表明,车体模态频率对车辆的平稳性指标的影响最为明显,不同阶的模态阻尼比对平稳性指标的影响存在较大差异,一阶阻尼比对平稳性指标的影响较二阶阻尼比影响大．     

公路规则梁桥地震易损性模型及简化计算方法

为了快速评估桥梁结构达到特定损伤状态的概率,基于非线性动力时程分析结果,建立了公路规则梁桥地震易损性模型并提出了简化计算方法.依据不同上部结构支承形式、墩柱形式和设计规范,将公路规则梁桥细化为8种桥型,针对每种桥型分别建构了80个基准桥梁样本作为各类桥型代表.选择墩柱和支座作为桥梁的易损构件,确定桥梁墩柱和支座在不同损伤状态下对应的参数能力范围.用OpenSees建立桥梁样本的有限元模型,采用增量动力分析方法,分析得到各类桥梁的全桥系统地震易损性模型.以计算得到的易损性模型参数为样本,提出适用于我国公路规则梁桥的中位值简化计算公式,同时给出对数标准差的建议值.研究结果表明:对于规则梁桥中位值,双柱式梁桥相对单柱式梁桥增大17%、新规范相对旧规范增长7%、连续梁桥相对简支梁桥增大8%;简化公式计算结果与分类易损性模型吻合较好,均方误差和均方根误差分别为5.26%和5.95%,最大绝对误差10.58%.      

基于摩擦摆支座的连续梁桥减隔震设计参数分析

依托新津河大桥抗震设计工程实例,阐述了减震和隔震的设计过程。在设计过程中,先后提出了盆式支座+摩擦摆支座方案和盆式支座+摩擦摆支座+黏滞阻尼方案,并用Midas Civil分别对两种方案进行了非线性时程分析,分析表明:对于中小跨度多跨连续梁桥,摩擦摆减隔震可以有效降低下部结构的地震内力响应,使得桥梁的主要构件在大震作用下仍保持弹性。然而,隔震桥梁在地震作用下支座位移往往较大,因此在隔震设计中增加了黏滞阻尼器,并选择了恰当的设计参数,计算表明使用黏滞阻尼器支座后位移响应降低明显。综合计算结果表明:摩擦摆支座配合使用黏滞阻尼器,能够达到较为理想的减震、隔震效果。     

双层矮斜拉连续箱梁桥的隔震分析

用铅芯橡胶支座隔震装置取代双层矮斜拉连续箱梁桥盆式橡胶支座,采用大型通用软件ANSYS建立该桥有限元模型,分析该隔震桥梁的动力特性和在El-Centro波激励下的地震时程响应,并与非隔震桥梁分析结果进行对比。研究表明:铅芯橡胶支座隔震装置对双层桥梁具有明显的减、隔震效果。     

基于可靠度的桥梁构件三维地震易损性分析

为了评估桥梁结构近场抗震性能,建立了桥梁构件的三维地震易损性分析流程. 基于工程结构可靠度理论,用构件三维失效曲面表征墩柱、支座构件的损伤状态,将包含多个单一损伤指标的损伤状态方程作为三维地震易损性分析的损伤指标;其次在既有墩柱弯曲和剪切失效曲面研究的基础上,构建了墩柱弯曲和剪切破坏的损伤状态方程;并基于支座地震损伤的相对变形,建立了支座损伤状态的方程. 在此基础上,构建了墩柱和支座三维地震损伤状态的判别准则,并对不同损伤状态进行了量化. 结合各国桥梁抗震设计规范和工程结构可靠度理论,最后实现了三维地震易损性的计算分析. 通过一维地震易损性的简化验证,表明所提方法可用于桥梁结构的地震易损性分析中,并且所得结果与PSDA （probabilistic seismic demand analysis）法的最大概率偏差小于4%.      

连续弯梁桥车—桥系统动力分析

本文提出连续弯梁桥在车辆动荷载作用下的耦合振动分析方法，将弯梁桥离散成多自由度体系，采用水平曲梁单元及集中质量，计入瑞雷粘性阻尼的影响，车辆力学模型采用双轴分段双线性弹簧-质量的二自由度体系，应用数值方法，分析车辆振动荷载作用下的桥梁动力响应，探讨了车辆行驶速度、桥梁弯道半径、刚度比、桥面不平及频率比对桥梁挠度及弯矩动态增量的影响，编写了计算机程序（Fortran)。数值计算结果与简支曲梁无限自由度解[1]的结果相吻合。     

LRB-DSB三维隔震系统的隔震效果分析

为研究叠层橡胶支座-碟形弹簧支座（LRB-DSB）串联组合式三维隔震系统的隔震效果,对LRB-DSB三维隔震系统之构成、原理和设计理论进行综合分析;结合算例,运用整体结构法对基于LRB-DSB的三维隔震结构、基于LRB的水平隔震结构和非隔震结构的动力特性及其在三维地震激励下的动力响应进行对比. 结果表明:LRB-DSB三维隔震系统的竖向刚度较LRB水平隔震系统适当降低,基于LRB-DSB的三维隔震结构的竖向自振周期可较基于LRB的水平隔震结构和非隔震结构延长1.2倍;基于LRB-DSB的三维隔震结构在水平向和竖向均能起到良好的隔震效果,弥补了基于LRB的隔震结构仅能起到水平隔震效能的不足.      

基于自由衰减响应的阻尼比识别方法及误差分析

阻尼比是桥梁三大动力参数之一，阻尼比能够精确地反映桥梁的某些损伤信息和整体特性。因此，如何获取准确的阻尼比是当前桥梁领域的一个热门研究问题。本文基于单自由度振动理论，论述了从自由衰减响应中获取桥梁阻尼比的方法。最后还分析了基于自由衰减响应分析阻尼比方法的误差。本文的阻尼比分析方法及误差分析可以为桥梁动力荷载试验提供理论指导。