地震作用下梁式桥碰撞反应分析

在考虑梁间碰撞反应和桥梁结构非线性特性的基础上,建立全桥模型,通过不同桥墩高度和截面刚度简支梁桥在不同地震激励下的时程响应分析,对橡胶支座隔震的简支梁桥体系在地震作用下梁间碰撞响应规律和特点进行研究。结果表明,碰撞在一定程度上显著改变结构的响应状态,增大墩底弯矩和剪力;桥墩的高度、截面刚度以及地震激励的变化会对梁间碰撞产生影响。     

地震作用下桥梁梁体间的碰撞响应分析

以一座3×16 m简支梁桥为例,进行3种地震波作用下桥梁的地震响应分析,研究梁体间的碰撞对桥梁结构地震响应的影响。研究结果表明,结构的碰撞响应与输入地震波的频谱特性、桥梁本身的动力特性及碰撞单元特性密切相关。在强烈地震作用下,桥梁碰撞力相当大,最大达到结构自重的21倍。碰撞易发生在桥台与主梁接触部位,且次数频繁,但峰值较小,发生时间多在地震波能量最大时刻。碰撞力随碰撞弹簧刚度的增加而增大,但增加幅度逐渐变缓,梁间设置压缩刚度较小的缓冲材料,可降低梁间的撞击力。采用柔性连接时,碰撞的瞬间作用对梁跨轴力影响明显,对最大支座反力、墩底弯矩、剪力的影响不明显,说明柔性支座在碰撞瞬间作用向桥墩传递过程中,有“隔减”的效果。     

考虑连续梁桥布置方案的横向地震反应规律研究

考虑桥跨布置方案、梁墩线刚度比等因素,进行连续梁桥横向地震反应规律研究.以3跨连续梁桥为例,将其简化为弹性支承的连续梁模型,推导其横向地震反应规律的简化理论计算方法,并结合有限元通用程序分析等墩高条件下梁墩线刚度比变化、边跨对称和非对称条件下墩高比变化对桥梁横向地震反应规律的影响.理论计算分析和数值模拟的结果表明:给出的理论计算方法有效;桥墩横向地震剪力和弯矩分配系数不仅与桥墩的抗推刚度有关,还与桥跨布置方案、梁墩线刚度比有关;桥墩的抗推刚度越大、梁墩线刚度比越小,桥墩横向地震内力的分配系数越大.根据分析结果,提出了连续梁横向抗震优化设计的一般步骤.     

近场地震作用下铁路减震桥梁地震响应研究

为分析近场地震作用下的铁路减震桥梁顺桥向地震响应特性,用远场地震叠加三角函数型速度脉冲的方法模拟近场地震波,根据结构的弹塑性地震响应计算结果研究速度脉冲的波形、出现位置、脉冲时间对结构地震破坏的影响。结果表明:近场地震作用下铁路减震桥梁的减震效果降低,且支座的地震位移显著增大;速度脉冲波形、脉冲波发生时刻以及脉冲持续时间对桥梁地震响应有较大的影响;结构地震响应的最大值与地震波的SI值有较强的相关性,但与PGV/PGA值的相关性不明显;考虑限位装置地震碰撞效应以后,虽然支座地震位移得到了控制,但带来墩底剪力显著增大的问题;缓冲措施可以减小因碰撞引起的墩底剪力。     

连续刚构桥梁的延性地震响应分析与应用

首先对桥梁延性抗震的理论和非线性时程分析方法做了简介,然后结合工程实例对某连续刚构桥梁进行延性地震响应分析.计算桥梁在四条地震波激励下的地震响应,评估了罕遇地震下桥梁的延性能力.同时按照规范对钢筋混凝土桥墩进行延性设计,提出桥梁抗震构造措施.     

基于强度折减系数谱的规则桥梁弹塑性地震反应分析方法

选用43次地震中获得的350条地震波,进行单自由度(SDOF)系统的非线性时程分析。运用统计回归方法,得到4类场地上SDOF系统强度折减系数与弹性周期和位移延性比的关系谱。将规则桥梁等效为SDOF系统,提出利用弹性反应谱和强度折减系数谱计算规则桥梁最大弹塑性地震反应的简化方法。等效SDOF系统的恢复力关系通过桥墩塑性铰截面的弯矩-曲率分析确定,并考虑了桥墩基础弹性变形的影响。运用给出的简化方法和非线性时程分析,对32 m铁路简支梁桥在罕遇地震下自振周期及墩顶最大位移进行计算,验证了该方法的有效性。该方法既可用于桥梁结构的抗震设计,也可用于抗震评估分析。     

地震作用下简支梁桥纵向碰撞模拟

为研究地震作用下简支梁桥纵向碰撞响应以及间隙宽度、碰撞刚度等因素对碰撞的影响,通过有限元软件SAP2000进行建模分析,首先通过接触单元法进行碰撞模拟,并对比各设计参数取值对碰撞的影响;其次基于大质量法,实现多点激励的输入模式,探究行波效应作用下桥梁响应的变化。研究表明:不同的结构设计参数对桥梁结构动力特性影响差异不尽相同,碰撞间隙对碰撞力的大小起控制作用;桥墩高度决定了桥墩是受弯矩还是剪力控制设计,墩高比为1.00和1.16时的墩底弯矩分别比墩高比为0.84时增加71.7%,73.5%,墩底剪力为墩高比取0.84时的53.9%,39.5%;刚度在不大于主梁刚度时对结构影响较小;行波效应中视波速越小,简支梁桥碰撞越严重。     

桥梁构件三维地震易损性分析

为评估近场桥梁结构的抗震性能,提出分析桥梁构件三维地震易损性的方法.以工程结构可靠度理论为基础,根据既有墩柱弯曲和剪切失效曲面的研究成果,采用墩柱的多个单向损伤指标构建其弯曲破坏和剪切破坏的损伤状态方程;基于支座滑移准则,建立包含多个单向损伤指标的支座损伤状态方程.随后根据此损伤状态方程建立墩柱和支座的三维地震损伤状态...     

万州长江二桥桥塔地震反应分析

悬索桥中,桥塔为主要受力构件,其受力复杂。为准确评估其在地震力作用下的反应特性,通过两种方法计算了塔顶弹簧的刚度,并选用其中一个结果作为塔顶弹簧的计算刚度,建立了塔柱的动力分析模型。对桥塔进行了自振特性分析,反应谱分析,时程反应分析。分析结果为设计提供了理论依据,并可为同类型桥梁塔柱的地震反应分析提供参考。     

青藏铁路多年冻土区桥梁地基融化时的抗震安全性分析

采用弹簧单元模拟地基对桥梁基础的嵌固以及轨道桥面系对梁体的纵向约束作用,建立桥梁-轨道桥面-地基共同受力的全桥整体模型。分析了未来青藏高原由于气候变暖引起冻土退化、地基对桥梁桩基嵌固作用降低时桥梁结构的地震反应。结果表明,当冻土退化而导致地基嵌固作用降低时,桥梁墩身的地震弯矩减小,桩身弯矩和墩顶位移增大。轨道桥面系的约束作用使得边跨桥墩的地震反应降低,中间桥墩的地震反应增加。还探讨了桥墩高度、桥梁长度对地震反应的影响。     

丫髻沙大桥主桥的地震反应

丫髻沙大桥主桥采用 76 m+36 0 m+76 m三跨连续自锚钢管混凝土拱桥 ,介绍大跨度桥梁考虑行波效应的地震反应分析方法和该桥在地震动作用下的响应。     

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...     

预应力混凝土桥梁和轨枕的碱骨料反应

我国部分铁路预应力混凝土桥梁和轨枕始终存在着与译文介绍内容相似的病害问题，而在病害原因的验证以及受病害影响的桥梁、轨枕的损伤分级和处理方面，我国均未建立起一套有效的分析方法。但因加拿大与我国运输条件不尽相同，因此仅希望在本文的启发下能结合我国混凝土桥梁及轨枕的病害情况，亦进行相应的试验研究工作。     

高烈度地震区的桥梁设计研究

研究目的:郑西客运专线在渭南市北郊两次跨越位于高烈度地震区的渭河,由于渭河的防汛行洪形势严峻,要求以大跨结构通过渭河以减少桥墩基础的阻水面积.本文结合郑西客运专线渭南渭河桥的抗震设计,主要介绍了在保证结构设计合理性的前提下,如何确定高烈度地震区预应力混凝土连续梁的主孔跨度、联长的方法.研究结论:对于在结构设计之初如何使用较为便捷的方法,确定高烈度地震区合理的结构设计孔跨提供了一种较有益的办法.     

连续梁拱组合体系桥梁地震反应分析

在考虑支座摩擦刚度基础上分析了梁拱组合体系桥的动力特性,分别采用反应谱法和时程分析法对某连续梁拱组合桥进行了抗震分析。反应谱法分析基于线性系统,而时程法作为精细的分析方法,考虑了边界非线性问题,因而更能反应结构在地震时的实际反应情况。对比分析结果对工程抗震设计具有指导意义。     

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.     

可液化土层对地下结构地震反应的影响研究

为了研究砂土液化大变形对地铁车站结构产生的重要影响,使用FLAC~(3D),采用PL-Fin土体液化本构模型,总结地下结构位于可液化土层时,液化土层从液化初始到产生液化大变形时刻,土体液化、结构位移变形和结构周围土体应力与结构应力变化规律,并与非液化场地下的地下结构地震反应进行对比。主要结论有:地铁车站结构从底部开始液化,引起两侧土体的移动和结构的倾斜上浮;由于结构两侧土体液化较轻微,结构左侧墙临近土体应力及结构应力在液化和非液化场地中的变化规律比较类似,底部土体液化较严重导致液化地层中结构底板及底板相邻土体应力变化同非液化土层存在较大差异。     

大跨度连续梁桥墩地震反应分析

依据新修订的《铁路工程抗震设计规范》(GB50111—2005),大跨度连续梁桥墩地震反应的计算可采用反应谱法和时程反应分析法。以京津城际轨道交通工程为例,建立MIDAS和ANSYS有限元计算模型,根据安全评估报告进行反应谱分析和时程反应分析。计算结果表明建立桥梁整体模型,可准确获得大跨度连续梁桥墩的地震反应。在此基础上,进一步比较采用新旧震规计算大跨度连续梁桥墩地震反应的区别,并讨论基础刚度对地震反应的影响。分析表明,根据新震规计算的地震反应较旧震规有较大提高,基础刚度对地震反应影响很大。     

轨道约束对铁路桥梁纵向地震反应特性的影响

采用非线性弹簧单元模拟道床的纵向位移阻力关系，建立了地震作用下桥梁与轨道共同作用的线桥一体化模型，分析轨道约束对铁路桥梁纵向抗震性能的影响，研究表明，在地震中当桥墩刚度相近时，轨道约束对桥墩是有利的，当桥墩刚度相差较大时，轨道约束对刚度较大桥墩有时是不利的，文章还分析了道床阻力，桥梁跨数等因素对桥梁抗震的影响。