地震作用下多跨简支梁桥挡块优化设计研究

为研究墩柱损伤时弹塑性挡块的合理参数设计,以三跨简支梁桥为例,建立了OpenSees有限元软件计算模型.通过非线性时程分析,动态调整挡块屈服强度,建立了挡块屈服与墩柱损伤状态之间的直观联系,分析了弹塑性挡块初始刚度、屈服后刚度比参数.研究结果表明:挡块强度的增大,其限位能力也增强;当桥墩挡块强度的设定以桥墩达到中等损伤为目标时,有利于地震惯性力合理分配;挡块初始刚度的增大,可有效降低主梁位移响应,其对桥墩地震响应的影响较挡块强度的小;强震作用下挡块屈服后,桥梁地震响应对挡块屈服后刚度的变化十分敏感,较小的屈服后刚度比对下部结构抗震有利,同时不会造成上部结构位移需求的急剧增长.     

混凝土抗震挡块设计方法研究

根据国外相关研究成果,介绍了挡块的设计原则和两种强度计算公式,并通过试验对挡块抗震强度的计算公式进行了验证,根据试验结果推荐了适合我国的强度计算公式,同时对盖梁的配筋也提出了改进建议。     

在役桥梁挡块基于保险丝理念的改造方法

因在役桥梁的抗震挡块在构造和配筋上缺乏规范的指导而限位效果低下,基于保险丝理念,通过改造挡块提高在役桥梁抵抗地震破坏的潜能. 首先通过拟静力试验,验证了经特定构造和配筋处理的挡块可满足保险丝理念的要求;然后,结合试验,根据滑移剪切机理建立了改造挡块的强度计算公式,并由此提出了改造挡块的具体实施细节和流程;最后,通过实桥模拟,对比分析了改造挡块的限位和传力效果. 研究结果表明:改造挡块发生大位移延性滑移剪切破坏,不会对盖梁/台帽造成损伤;改造挡块在不同设计参数下仍可采用统一的强度计算公式进行分析,计算误差普遍低于10%,大部分低于5%;实桥分析显示在E1和E2地震作用下改造挡块可使梁端侧移分别降低13.5%和22.0%,支座横向变形分别降低83.1%和45.8%;改造挡块在E1地震下处于完全弹性状态,在E2地震下处于强度退化状态,发挥了结构保险丝的作用.      

减隔震技术在山区桥梁设计中的应用

结合山区公路桥梁特殊情况,综合分析现有抗震措施对山区桥梁设计的影响,从而说明减隔震技术在山区桥梁抗震措施中的重要地位。简要说明了高阻尼支座、摩擦摆支座及弹塑性钢挡块工作原理,并通过数值模拟对三种减隔震措施结果进行比较,综合评价三种常见减隔震措施在山区中小跨径桥梁的优劣,比较得出弹塑性钢挡块更适用于山区中小跨径预制梁桥。     

三塔混凝土自锚式悬索桥减震装置参数研究

基于Midas-civil软件,以某三塔混凝土自锚式悬索桥为工程背景,采用时程分析方法研究了横向橡胶抗震挡块刚度和纵向粘滞阻尼器参数对三塔混凝土自锚式悬索桥的地震响应的影响,并选出了减震装置的最优参数。结果表明:横向抗震挡块刚度对于三塔混凝土自锚式悬索桥的横桥向振型和地震响应有很大的影响,阻尼系数C和速度指数α对粘滞阻尼器的减震效果也有显著的影响。本例桥横向橡胶挡块的最优刚度范围为600～900 MN/m,最优粘滞阻尼器参数为C=3000～4000 kN/(m/s),α=0.3～0.4。     

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。     

高铁简支梁桥横向地震碰撞效应及减震研究

为了研究高铁简支梁桥横向地震碰撞效应及减隔震装置的减碰效果,以7跨32 m标准跨径简支梁桥为例,通过试验测定挡块的实际力-变形曲线,并基于SAP2000建立了考虑地震碰撞效应的有限元模型.在此基础之上,分析了轨道系统、挡块-垫石初始间距及挡块钢板厚度对桥梁地震响应的影响,并进一步探讨了橡胶垫层、铅芯橡胶支座（LRB）、摩擦摆支座（FPB）、高阻尼橡胶支座（HDR）及液体粘滞阻尼器的减碰效果. 研究结果表明:轨道系统的约束作用会显著改变各桥跨之间的地震力分配;在所考虑的最大地震激励下,碰撞力峰值达2.18 MN,挡块的非线性效应显著;对于本文算例而言,挡块-垫石间距设为3 cm,挡块钢板厚度取32 mm是一个较为合理的配置;减隔震装置能够有效地改善桥梁结构抗震性能,且其防碰减震效果受地震波频谱特性及自身作用机理的影响,其中,FPB支座具有较强的适用性,且安装FPB支座后各桥跨之间的地震力分配更加均匀.      

地震下城市高架桥横向偏心碰撞响应与防撞效果分析

为适应材料因温度等因素的变化而产生的横向伸缩变形及其对结构的影响,通常梁体与挡块之间会留有一定间隙。针对城市高架桥中梁体与挡块在强震作用下的横向碰撞现象,建立了考虑上部结构与挡块间偏心距和支座非线性的横桥向单墩碰撞模型。采用非线性地震反应时程分析方法,研究了初始间隙及其大小对桥梁结构横向地震反应的影响,并评估了设置橡胶缓冲垫后的防撞效果。研究结果表明：城市高架简支梁桥横向间隙处的偏心碰撞放大了桥墩的地震需求,通过在挡块内侧安装橡胶缓冲垫,可以大幅减小间隙处的碰撞力,将有效改善桥梁结构的横向抗震性能。     

牺牲性桥梁防震挡块

针对当前桥梁防震挡块设计具有的盲目性,与"越强越有效"的指导思想相反,有关建造"一次性"挡块,阻断力的下传,以便在大地震中,使挡块起到"保险丝"的作用,保护隐蔽的、难于修复的下部构造和基础的思路,具有一定的合理性.     

曲线梁桥盖梁挡块裂缝分析

分析了曲线梁桥盖梁挡块产生裂缝的原因;结合有限元软件ANSYS给出了挡块在汽车离心力作用下的受力计算公式;讨论了防止曲线梁桥盖梁挡块裂缝的措施。可供曲线梁桥盖梁挡块的设计和施工参考。     

曲线梁桥盖梁挡块裂缝分析

分析了曲线梁桥盖梁挡块产生裂缝的原因;结合有限元软件ANSYS给出了挡块在汽车离心力作用下的受力计算公式;讨论了防止曲线梁桥盖梁挡块裂缝的措施。可供曲线梁桥盖梁挡块的设计和施工参考。     

支挡结构抗震设计的2个关键技术问题

对“5·12”汶川特大地震四川灾区约3000km公路和铁路支挡结构的破坏类型、破坏模式进行了全面调查．根据调查结果,对支挡结构的性能设计和挡土墙墙背地震土压力作用点位置这2个问题进行了讨论,提出支挡结构的抗震设计应考虑墙体位移对支挡结构抗震设计三级设防的要求．对支挡结构的抗震性能可做如下规定：性能要求1：与多遇地震水平一致,位移指数在1．0％以内;性能要求2：与设计地震水平一致．位移指数在3．5％以内;性能要求3：与罕遇地震水平一致,位移指数在6．0％以内．研究表明,地震作用下墙背土压力作用点距挡土墙底的高度为0．45—0．63倍墙高,作用点位置与墙高和墙后土体的性质有关．     

桥梁横向地震碰撞响应研究进展

在强震作用下,桥梁上、下部结构由于动力特性的不同而发生不同相振动,从而引起梁体与挡块间的非线性碰撞。汶川大地震中,大量公路桥梁遭到严重破坏,横向抗震挡块破坏尤其严重,其中部分是由于横向碰撞而引起。针对这种碰撞现象,对正交简支梁桥、连续梁桥、斜交桥及高速铁路桥梁的横向碰撞反应进行了回顾和总结,并介绍了横桥向防撞措施及震后加固技术的研究现状,同时指出目前我国在这方面亟需解决的问题和进一步研究的方向。     

汶川地震近断层附近桥梁震害浅析

5.12汶川地震给交通生命线造成了严重破坏,其中处于断层附近的几座桥梁震害严重甚至垮塌,给灾后救援和重建带来巨大影响。结合近断层的场地特征,详细分析了其附近几座桥梁的震害,并为今后的桥梁设计提出以下建议:做好桥址选择工作,尽量避免发震断裂地段;选择合理抗震结构体系,减小双向地震作用;充分考虑竖向地震作用对桥梁结构影响;提高构件延性设计,防止墩柱脆性破坏;合理设计支座和加强挡块连接,以有效防止落梁震害。     

汶川地震近断层附近桥梁震害浅析

"5.12"汶川地震给交通生命线造成了严重破坏,其中处于断层附近的几座桥梁震害严重甚至垮塌,给灾后救援和重建带来巨大影响。结合近断层的场地特征,详细分析了其附近几座桥梁的震害,并为今后的桥梁设计提出以下建议:做好桥址选择工作,尽量避免发震断裂地段;选择合理抗震结构体系,减小双向地震作用;充分考虑竖向地震作用对桥梁结构影响;提高构件延性设计,防止墩柱脆性破坏;合理设计支座和加强挡块连接,以有效防止落梁震害。     

桥梁抗震设计中滑移挡块作用机理

基于能量耗散理论及地震动力响应分析,研究了不同地震荷载水平下滑移挡块及桥跨结构承载变化趋势,分析结果说明,滑移挡块在地震荷载下依靠滑移产生摩擦阻力消耗一部分地震力,不会使桥跨结构产生过大刚度而将巨大地震冲击力反馈给下部桥墩及桩基,同时挡块将桥梁破损控制在一定范围内,能量大部分由挡块承担,导致主体结构受损较小,受损严重的挡块在震后也较容易进行快速修复。     

县东路泾河桥引桥抗震设计研究

县东路泾河大桥为西咸快速通道中跨越泾河的重要节点工程.该桥地震等级高,抗震设计贯穿始末,为设计的难点.本桥引桥为典型的现浇连续梁结构,抗震计算中引入了减隔震设计理念,并结合计算结果采取了必要的抗震构造措施,可为高地震烈度区的梁式桥梁抗震设计提供参考.     

预应力混凝土T梁桥抗震设计

以位于高烈度区的一座预应力混凝土T梁桥为背景,详细介绍了桥梁结构抗震设计流程、验算重点,以及国内外延性抗震设计中有关构造措施的研究成果,旨在为同类桥梁的抗震设计提供参考.     

大跨斜拉桥桩基础模拟方法分析

以广州某中央双索面混凝土斜拉桥为工程背景,运用Midas Civil软件建立有限元模型,分析主塔桩基础模拟的3种方法:直接固结法、六弹簧模拟法和m法对主梁沉降、临时限位挡块受力和主塔沉降的影响。通过分析对比,得出结论:直接固结法模型计算的结构整体刚度偏大且对结构位移估计不足,计算出的主梁沉降较小,且临时限位挡块受力过大,主塔沉降不符合实际;六弹簧模拟法能够较合理地模拟塔底的约束情况,主梁沉降和临时挡块受力较合理,主塔沉降符合实际;m法模型能较详细地考虑桩基与桥梁结构的共同作用,并且能够反映桩土的共同作用,计算结果与六弹簧模拟法相近。因此,对于常规设计和计算,建议采用六弹簧模拟法。     

桥梁抗震设计方法综述

桥梁抗震设计对于桥梁结构的耐久性具有重要作用.主要介绍了国内现行的桥梁工程抗震设计的一些方法,包括基于强度设计法、基于性能设计法、概率性抗震分析法及虚拟激励法,详细地阐述了各方法的适用条件和优缺点,可为今后的桥梁工程抗震设计提供参考.