IFA装置连续梁桥减震性能研究

为满足温度荷载引起的变形需求,连续梁桥一般一联只设置一个固定墩,地震作用下,固定墩承担几乎全部上部结构的纵向水平地震荷载,固定墩处于十分不利的受力状态。为了充分利用滑动墩的抗震潜力,协同固定墩抵抗地震作用,解决固定墩单独承受水平地震荷载的问题,提出一种构造简单、维护方便,以惯性力激活的减震装置(IFA装置)。基于某7跨连续梁桥,利用ANSYS软件建立有限元模型,阐述装置的工作原理,研究装置对等高与非等高连续梁桥减震性能的影响。研究结果表明,IFA装置发挥作用后,上部地震荷载将按刚度分配的原则传递至各滑动墩,实现滑动墩和固定墩的协同受载,可有效提高连续梁桥的整体抗震性能,但应用于非等高连续梁桥时需注意对矮墩的能力保护。     

连续梁桥锁定装置的减震效果对比研究

为充分利用活动墩抗震潜能,减小固定墩墩底内力响应,提高连续梁桥整体抗震性能,提出了一种以惯性力激活(Inertial Force Activation,IFA)的减震装置。该装置构造简单,维护方便。以某7跨连续梁桥为例,进行IFA装置工作原理及减震效果的研究,并与速度锁定(Lock-up)装置进行对比。研究结果表明,2种锁定装置均可起到有效利用连续梁桥整体抗震潜能的作用,IFA装置的工程环境适用性更强。两者发挥作用引起的整桥地震响应变化不仅受装置连接刚度的影响,还与地震波频谱特性有关。     

非一致激励时不同梁长连续梁桥IFA装置减震适用性分析

为明确IFA装置在不同梁长连续梁桥中的减震适用性,利用ANSYS建立有限元模型,进行非一致激励作用下不同跨度和不同跨数连续梁桥IFA装置减震的非线性时程分析,得到IFA装置减震效果及滑动墩地震响应的变化规律.研究表明,非一致激励作用下IFA装置在不同梁长连续梁桥中具有较强的减震适用性,连续梁桥跨度与跨数变化对其减震效果...     

高速铁路连续梁桥纵向减震装置机理性研究

研究目的:为了给高速铁路大跨连续梁桥纵向减震设计提供依据,本文基于某(60+100+100+60)m大跨连续梁桥,对比研究采用Lock-up装置、粘滞阻尼器和双曲面球型减隔震支座的减震机理与减震效果,对影响减隔震效果的相关参数进行分析研究,并讨论减隔震装置的合理参数区间以及适用范围。研究结论:(1)Lock-up装置不耗能,通过改变结构地震力分配路径来减小固定墩内力响应,但会减小结构纵向振动周期,导致结构总体内力响应增加,因此对于矮墩桥梁的减震效果较好;(2)粘滞阻尼器不改变桥梁结构的动力特性,主要通过滞回耗能来减小结构地震响应;(3)采用双曲面球型减隔震支座后,结构的纵向振动周期延长,支座滞回耗能为结构提供了附加阻尼,显著减小了固定墩的内力,但同时增加了墩梁相对位移;(4)该研究成果可以为高速大跨连续梁纵向减震设计提供参考。     

采用多阶适时连接装置连续梁桥减震性能研究

为解决连续梁桥震中固定墩单独承担上部结构纵向地震荷载的问题,提出在梁体和活动墩之间安装多阶段适时控制连接(MTC)装置,地震发生时可根据地震动大小分阶段适时介入合适的连接刚度,临时限制梁体和活动墩的相对位移,将上部结构地震荷载分散至各个桥墩提高其整体抗震性能,同时还可避免中小地震作用下整桥地震响应大幅增加的现象发生.基...     

考虑温差效应的铁路连续梁桥锁死销减震研究

铁路连续梁桥一般只设一个固定墩,并由其承担上部结构的全部地震纵向荷载,这极易造成固定墩和伸缩缝破坏,甚至造成引桥落梁。基于连续梁桥活动墩的抗震潜能,提出在各活动墩与梁体之间设置锁死销连接装置。地震时,活动墩和固定墩协同受力,提高连续梁桥的整体抗震性能。以某典型铁路连续梁桥为例,研究锁死销的减震原理及对活动墩的影响,分析跨度、跨数以及温差对锁死销减震效果的影响。研究表明:在地震作用下锁死销可有效降低固定墩的内力响应和梁端纵向位移响应,明显提高连续梁桥的整体抗震性能;对于常规铁路连续梁桥,锁死销的减震效果受温差的影响较小,可以按年平均温度进行设置。     

限位装置对连续梁桥地震反应的影响

为防止上部结构在地震中发生落梁破坏,通常采取适当的限位措施来限制相邻梁体和墩梁间的相对位移.本文在文献[4]、[5]考虑支座非线性和墩柱弹塑性及相邻梁体间碰撞计算模型的基础上,应用非线性时程方法对3种限位措施:伸缩缝处相邻梁体之间安装受拉连梁装置、流体黏滞阻尼器以及伸缩缝处墩梁之间设置受拉限位装置的限位效果进行分析探讨.参数研究结果表明:在伸缩缝处相邻梁体间安装受拉连梁装置和流体黏滞阻尼器的限位效果都很好,而在墩梁间设置受拉限位装置对伸缩缝处墩顶的位移延性需求较高,影响其限位效果的发挥.     

连续梁桥铅销橡胶支座减震效果的评定方法

建立各墩台高度相等且与地基固结的连续梁桥计算模型,采用自主开发的＂桥梁结构非线性地震反应分析程序＂和正交试验方法,对影响铅销橡胶支座隔震连续梁桥减震效果的因素进行计算分析,并对计算结果进行极差分析,验证桥墩高度和支座铅销面积是其中的两个显著性影响因素。对一系列变化桥墩高度和支座铅销面积的模型连续梁桥（各墩台高度相等）减震率进一步计算分析,得到桥墩高度和支座铅销面积对减震率影响的一般规律,给出8度设防烈度、Ⅰ类场地土时铅销橡胶支座能实现模型连续梁桥30%减震率的最大桥墩高度,提出连续梁桥铅销橡胶支座减震效果的评定方法——界限常数法。     

减震榫对近场高烈度区大跨铁路连续梁桥抗震性能影响分析

为研究减震榫在近场地震下对高墩大跨铁路连续梁桥抗震性能的影响,基于弹塑性力学、材料力学等理论,建立减震榫本构模型与力学性能指标计算方法,以近断层高烈度区某典型高墩大跨非规则连续梁为工程背景,开展典型铁路桥梁抗震性能研究,利用Midas软件建立考虑减震榫的非规则桥梁空间有限元模型,研究减震榫设计参数对大桥地震响应的影响。研究结果表明:在近场地震作用下,减震榫可使大跨连续梁桥墩底内力和墩顶位移的减震率达到35%,能较好地耗散地震能量,有效降低桥墩内力并起到限位作用,减震榫对高墩大跨铁路连续梁桥具有良好的适应性。     

减震榫在高烈度地震区高速铁路连续梁桥中的应用研究

为探明减震榫在高烈度地震区高速铁路连续梁桥中的适用性,有效提高桥梁抗震性能,开展三向限位减震榫在高烈度地震区高速铁路桥梁抗震效果的对比分析及性能试验研究.以渝昆高铁某典型三跨混凝土连续梁桥为工程背景,对比分析普通支座、减隔震支座、减隔震支座+减震榫3种不同减震措施下桥梁的抗震性能.在此基础上,通过开展三向限位减震榫的足...     

考虑碰撞效应的铁路连续梁桥MTC减震体系地震响应研究

为提高连续梁桥抗震性能,提出可临时锁定梁体和活动墩的分阶段适时连接控制(MTC)装置.建立一座铁路连续梁桥有限元模型,研究碰撞效应对MTC装置减震效果及活动墩受力的影响并分析原因,探讨MTC装置在铁路连续梁桥上的适用性.结果表明:考虑碰撞效应后,MTC装置的减震效果有所降低,但仍可有效减小梁端位移和固定墩地震响应;碰撞...     

连续梁桥制动墩墩顶纵向水平力值确定的探讨

根据铁路连续梁桥设计中遇到的问题,在制动墩设计中考虑活动支座摩阻力分担制动力的作用,同时考虑温度变化对活动支座摩阻力分担作用的影响,为制动墩设计提出简化、安全、可行的墩顶纵向力的计算方法。     

地基柔性效应对铁路连续梁桥弹塑性地震反应的影响

以某高速铁路大跨连续梁桥固定墩纵桥向的弹塑性地震反应为研究对象,建立考虑地基柔性约束效应的单墩动力计算模型,分析地基柔性效应对桥墩动力特性及弹塑性地震反应的影响规律。结果表明:地基比例系数m值的改变对桥墩的1阶自振频率影响较明显;随着地基比例系数m值的降低,墩顶位移及基底位移逐渐增加;地基越软,桥墩的弹塑性地震反应有增大的趋势。为了更加合理的描述桥墩的塑性状态,建议对软土场地桩基础钢筋混凝土桥墩进行延性抗震设计时,优选墩底曲率延性指标进行评价。     

罕遇地震作用下连续梁桥双曲面摩擦摆支座参数优化及减震效果研究

以韩江特大桥主桥(55+4×90+55)m为实际工程背景,开展罕遇地震作用下多跨长联连续梁桥双曲面摩擦摆支座参数优化及减震效果研究。采用通用有限元软件ANSYS建立桥梁动力分析模型,利用非线性动力时程分析方法,对双曲面摩擦摆支座的滑动摩擦系数和曲率半径进行参数敏感性分析,并与未设置双曲面摩擦摆支座情况的地震响应进行对比分析。结果表明:制动墩墩底内力和墩顶位移随支座曲率半径的增加而减小,随着支座摩擦系数的增加呈先减小后增大趋势;活动墩墩梁相对位移和摩擦摆支座位移随支座曲率半径的增加而增大,随着支座摩擦系数的增加而减小;摩擦摆支座的水平剪力随着支座曲率半径的增加而减小,支座摩擦系数对支座水平剪力影响规律不明显。综合考虑双曲面摩擦摆支座的减震效果和经济效益并结合该桥多跨长联的特点,建议双曲面摩擦摆支座的滑动摩擦系数取0.03,曲率半径取3m。     

铁路正交连续梁桥斜交墩的设计与应用

研究目的:解决铁路连续梁桥在斜交跨越道路、航道时如何有效减少桥梁跨度,同时避免设置斜交梁对行车的不利影响。旨在为以后同类工程提供借鉴。研究结论:茨淮新河双线特大桥跨越茨淮新河处正交连续梁配合斜交墩方案的设计应用表明:斜交墩的支承垫石正交布置会导致垫石外侧角点下方托盘区域应力水平高于桥墩其他位置;当垫石超出墩身尺寸控制在一定范围内时,托盘的各项应力水平是可以控制在规范允许值内的。在受限于线路走向需斜交跨越道路、河流等时,斜交墩是个很好的解决方案。     

摩阻损失对连续梁桥线形控制的影响研究

以某铁路特大桥连续梁施工控制为工程背景,结合现场试验数据,统计得出预应力混凝土连续梁桥预应力孔道的摩阻系数和偏差系数实测值,该值与规范取值有一定差别。并研究了摩阻系数、孔道偏差系数取值对桥梁施工线形控制的影响,进行了相关敏感性分析。研究分析得出:在大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制时要综合考虑实际摩阻系数、孔道偏差系数的影响。     

合龙顺序对高速铁路连续梁桥的影响分析

对同一座桥梁建立了2个不同合龙顺序的模型,从施工方案、累计位移和成桥应力3个方面,对合龙顺序对连续梁桥的影响进行了研究,探讨了不同合龙顺序连续梁桥温度内力的计算方法和有限元建模方法,分析了不同合龙顺序下刚性支撑的受力差别;并研究了合龙顺序对线形控制难度和成桥应力的影响。结果表明,先合龙边跨后合龙中跨方案对刚性支撑的要求较低,可以降低线形控制的难度,且2种合龙方案均能满足运营阶段的要求。建议对于3跨连续梁,在现场条件允许的情况下,先合龙边跨后合龙中跨。     

考虑徐(温)变效应的列车与连续梁-框架墩桥耦合振动分析

为探讨预应力混凝土连续梁-框架墩桥在高速铁路设计与使用中的舒适性与安全性,以某7×16 m七跨等截面连续梁桥为例,将不同徐(温)变形组合曲线叠加到轨道不平顺谱中,并根据弹性系统动力学总势能不变原理及行成矩阵的"对号入座"法则,建立车桥振动方程及分析模型。结果表明,考虑徐(温)变形引起的桥面不平顺的桥梁响应值比未考虑其影响的值较大,而随所采用的桥面组合变形曲线的不同而变化不敏感,车辆响应中的横向加速度和横向Sperling指标接近允许值,必须予以足够重视。     

考虑行波效应的刚架系杆拱桥减隔震分析

研究目的:以某跨度(24+160+24)m刚架系杆拱连续箱梁组合桥为工程背景,采用大质量法(LMM)实现多点激励以考虑行波效应影响,对比分析减隔震措施采用前后结构的地震响应,并对弹性连接装置、粘滞阻尼器两种减震装置进行合理参数选取,为拱桥合理减隔震措施的选择提供依据。研究结论:(1)考虑行波效应后,减震装置参数对减震效果有较大影响,对比弹性连接装置和粘滞阻尼器(经合理参数选取)的减震效果可知,对于拱肋轴力减震效果,两种装置差别不大,对于拱肋弯矩减震效果,设置弹性连接装置更佳;(2)隔震体系的采用,减震装置全桥对称设置可以有效缓解行波效应的不利影响,使拱肋受力趋于均匀;(3)单纯采用隔震体系虽可有效降低结构的频率,但却引起结构较大的位移幅值,减震装置的施加可以有效降低结构的位移幅值;(4)该研究成果可应用于指导拱桥抗震设计。     

不同合龙方式对连续梁桥成桥状态的影响

当混凝土连续梁采用悬臂施工时,结构的内力和变形是随着施工过程不断形成和变化的,合龙方式不同时由混凝土自重、收缩徐变以及钢束次内力所引起的成桥后的变形和内力有较大差异。以某连续梁桥施工控制为例,采用了大型有限元分析软件Midas/Civil从自重、徐变次内力以及钢束次内力等方面,分析了先边跨合龙和先中跨合龙两种合龙方案对连续梁桥成桥线形和内力的影响,通过对变形和内力的分析结果进行对比、论证,得出了最优的合龙方案。