围岩－隧道衬砌结构体系的减震研究

隔震技术是近年来发展起来的一项减震新技术，对地面建筑效果显著。本文在分析了地面结构隔震原理的基础上，以隧道洞口段为研究对象，从隔震角度出发，提出了地下结构减震模式的基本构思。根据模型试验和数值分析的结果，论述了这一构思在技术上的可行性，其结果可供地震区隧道和地下工程抗震设计参考     

隔震桥梁非线性地震反应分析

根据隔震桥梁的设计特点，分别利用非线性水平和转动弹簧单元来模拟减，隔震支座和桥墩延性塑性铰的非线性性能，计及隔震器，减震器的作用对桥梁结构非线性弹塑性动力反应进行研究,采用大型结构分析软件ANSYS，结合算例分析了桥梁采用减，隔震支座和利用桥墩延性抗震的减震效果。     

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。     

铅芯橡胶支座在铁路桥梁抗震中的应用研究

以4座刚度不同桥墩为研究对象，通过输入不同地震激励，比较分析了简化固结模型与梁-墩-基础计算模型之间差异；计算铅芯橡胶支座对不同刚度结构、不同地震波的减震效果，并对计算结果进行研究分析，取得了一些有价值的结果，对铁路简支梁桥的减隔震设计有参考价值。     

断层破碎带段隧道抗减震及震后修复技术研究

通过对隧道震害的分类,分析影响震害的因素,给出了隧道震害的评估方法。通过分析断层破碎带段隧道震害的特征和机理,给出了合理的抗减震措施,包括减震缝的最佳间距、减震层的最佳厚度,加固区的最佳厚度及距隧道结构的合理间距。同时根据震害的评估方法,给出了3个阶段相应的震害修复技术。     

基于分形理论的双洞隧道洞口段拱顶抗震反应特征分析

以双洞隧道洞口段拱顶抗减震试验数据资料为例,从分形维数的角度出发去分析双洞洞口段隧道拱顶抗震反应的特征。研究表明:隧道拱顶抗震反应确实存在着分形现象,分形维数的大小可以表征双洞洞口段隧道拱顶地震反应曲线的均匀程度,分维数越大,减震效果越不好;设减震层对结构的动力响应有一定的减震效果;在设置减震层后的隧道拱顶仍可以通过计算分形维数大小达到监测的目的。     

安装铅芯橡胶支座桥梁的抗震性能研究

在高地震烈度区的桥梁结构,设计时地震力起绝对控制作用,此时如果采取结构本身的"硬抗"不仅增加设计负担,并且大量浪费原材料,同时增加了经济负担。一般情况下,可采取"延性设计"和"减隔震设计"来达到减震耗能的目的。该文针对某8度区桥梁,采用国内外较常用的整体型减隔震装置——铅芯橡胶支座对其进行减隔震设计,计算结果表明铅芯橡胶支座既能延长结构的周期,又能耗散地震能量,具有良好的减隔震效果,是一种比较理想的减隔震装置。     

基于分形理论的双洞隧道洞口段拱顶抗震反应特征分析

以双洞隧道洞口段拱顶抗减震试验数据资料为例,从分形维数的角度出发去分析双洞洞口段隧道拱顶抗震反应的特征.研究表明:隧道拱顶抗震反应确实存在着分形现象,分形维数的大小可以表征双洞洞口段隧道拱顶地震反应曲线的均匀程度,分维数越大,减震效果越不好;设减震层对结构的动力响应有一定的减震效果;在设置减震层后的隧道拱顶仍可以通过计算分形维数大小达到监测的目的.     

高位隔震连体结构地震反应分析

以高层大跨钢连廊式连体结构为研究对象,采用时程分析法计算当塔楼与连接体之间在高位分别采用铰接、隔震支座连接时连接体与塔楼的地震响应,并进行对比分析;同时,通过FFT变换,进一步对隔震结构减震效果在频域内进行分析.结果表明:当连体结构塔楼固有频率与隔震装置的固有频率比大于1.4时,连接体就开始产生隔震效果,且随着频率比的增大,隔震效果越好;输入地震波的频谱成分对隔震效果也有一定的影响,但并不影响隔震效果与频率比之间的变化关系.当连廊质量近似等于塔楼单层质量时,采用隔震支座连接时的塔楼加速度,位移及基底剪力与铰接时基本一致.     

多跨连续箱梁桥三种支座减隔震性能对比研究

为了对比多跨连续箱梁桥采用3种不同支座的减隔震性能,以一座变截面预应力混凝土10跨连续箱梁为工程实例,分别建立盆式橡胶支座、板式橡胶支座和铅芯橡胶支座等3种支座类型的连续箱梁有限元分析模型,比较了3种支座设计下的连续箱梁桥结构动力特性,并进行了3条典型地震波作用下的非线性时程分析。研究结果表明,铅芯橡胶减隔震支座设计的桥梁,相比另外2种支座设计的桥梁能够延长结构周期;板式橡胶支座和铅芯橡胶支座都具有明显的减震效果,并且铅芯橡胶支座的减震效果要优于板式橡胶支座;选用板式橡胶支座和铅芯橡胶支座要考虑场地类型,采用板式橡胶支座和铅芯橡胶支座在减小墩顶位移同时有可能会增大梁体位移,此时上部结构应该设置防落梁措施。本文的对比分析结果可为相关桥梁的支座设计提供参考。     

复杂结构人行天桥抗震性能研究

四川省成都市锦江人行天桥主桥为桅杆式斜拉景观桥,根据该桥的建设需求和结构特点,开展桥梁抗震性能专题研究。依据现行城市人行桥相关规范要求,考虑地震作用,采用空间杆系单元建模,运用反应谱法和时程分析法,尝试采用横向双固定支座和设置减隔震支座两条路径进行抗震设计,最终决定选用新型拉索减震支座进行减隔震设计。拉索减震支座调整了地震力的分布,激发出结构的冗余强度,优化抗震控制构件的受力特性,进而提高全结构的抗震性能。     

材料刚度匹配关系在地下结构减震原理中作用的研究

前期研究和工程实践证明,围岩、抗减震层和隧道衬砌等材料关于刚度、阻尼和密度之间的匹配关系,对隧道在地震过程中的动态响应有至关重要的影响。为更深入了解隧道动态响应与相关材料匹配关系之间的内在联系,利用动力学振动理论给出了关于地下结构位移传递系数的一个解析解,并首次提出关于地下结构综合位移传递系数的概念。对计算公式进行验证后表明：在隧道的抗减震设计中,当不考虑抗减震层的材料阻尼时,抗减震措施的材料刚度对地震波中的低频部分具有较好的减震效果,而对于地震波中的高频部分,抗减震层的减震效果不明显;无论是抗震层刚度的增加,还是减震层刚度的减小,均存在一个合理的刚度增大或减小的范围,当刚度位于该范围内时,才能使隧道的综合位移传递系数较小,并且在经济上不会产生浪费。     

多层钢筋混凝土框架结构“加层减震”能量时程分析

结合一幢多层框架结构应用铅芯叠层橡胶支座(LRB)进行加层改造的工程实例,在对隔震层的抗侧刚度和阻尼比基于能量准则进行优化的基础上,利用Matlab语言编制了能量时程分析程序,考虑地震动三要素和铅芯隔震支座动力特性(屈服位移和第二刚度系数)等影响因素,分析典型地震动作用下设置上述隔震元件LRB加层结构的能量输入、转化及耗散特性.分析结果表明,输入到结构的总能量较加层前有不同程度的增加,但是大部分都由隔震层来吸收和耗散,使得输入到原主体结构的能量较加层前大大降低,减震效果较为明显,证明提出的基于能量的优化准则的合理性与有效性.     

铁路隧道洞口合理抗震设防长度

为确定隧道洞口段衬砌的合理设防长度,使隧道结构抗减震性能达到最优,以单线140 km/h、跨度6.4 m的铁路隧道为例,采用数值模拟方法,建立了隧道洞口段的动力分析模型;分析了围岩条件、衬砌物理力学参数等因素对地震作用下隧道洞口段衬砌内力响应的影响,讨论了围岩加速度响应和衬砌结构内力响应规律.数值模拟结果表明:距离超过洞口段3倍隧道跨度后,衬砌结构内力响应明显减小;振动台试验结果表明:洞口段抗震设防长度为3倍隧道跨度时,减震效果显著,验证了抗震设防长度的合理性.      

强震区高岩温隧道两种隔热材料的隔热减震效果分析

为研究两种隔热材料的隔热减震性能,依托拉日铁路吉沃希嘎隧道,利用有限差分数值模拟技术对硅酸盐质绝热复合卷毡和硬质聚氨酯板两种隔热材料的隔热减震效果进行分析。研究结果表明:施设两种隔热材料后,二衬结构温度均有所降低,隔热效果最佳位置是隧道仰拱处,其中硅酸盐质绝热复合卷毡的隔热效果为5.110%,硬质聚氨酯板的隔热效果为6.282%;施设两种隔热材料后,二衬结构安全系数均有所增加,拱顶、仰拱两处减震效果明显,其余各监测点减震效果增加有限,整体减震效果一般。研究成果可为强震区高岩温隧道隔热减震设防设计提供技术支撑。     

组合隔震结构振动随机最优控制

提出了一种新的结构体系——组合隔震结构体系，并推导了振动及控制方程．假定地震动输入为白噪声，运用随机最优控制原理，分析了组合隔震结构振动的控制性能以及隔震度、阻尼和场地等参数的影响．研究结果表明：通过优化控制参数，组合隔震结构振动控制体系能对结构地震响应进行有效控制。     

大跨度系杆拱桥减隔震支座参数分析

结合一座大跨系杆拱桥实例,分析了不同减隔震支座参数对系杆拱桥减震性能的影响.通过对比发现,支座的球心距越大,减震效果越好.支座的摩擦系数越大,减震效果表现为先减小后变大的趋势,摩擦系数取0.02～0.03时,支座位移和墩台剪力达到最好的减震效果.但是支座参数的不同对承台底剪力总体的影响很小.     

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.     

某增建二线铁路隧道减震爆破技术

某增建二线铁路隧道出口段位于曲线上,与既有铁路隧道逐渐靠近,至洞口处最小净距约15m,施工中采用减震爆破开挖技术。从开挖方法选择、采取的减震爆破技术措施(包括合理选择炸药品种、雷管起爆时差、掏槽形式、钻爆参数等)、减震爆破设计,以及爆破施工中的技术和安全要求等方面,介绍了既有铁路旁增建二线铁路时隧道施工中的减震爆破技术。实施减震爆破后,将最大振速限制在允许范围之内,既有铁路隧道的衬砌结构及轨道设施未受到影响,取得了较好效果。     

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。