高烈度区装配式规则桥梁抗震计算方法探讨

国内桥梁抗震设计规范借鉴国外一些桥梁抗震设计规范的规定并结合国内已有的一些研究成果给出了规则桥梁的定义,并提出了仅适用于规则桥梁的单振型反应谱抗震计算方法。桥梁工程师应当掌握简化分析方法进行桥梁抗震计算,对有限元程序计算结果进行必要的验证,保证抗震计算结果的正确性。本文对8度区一座规则桥梁分别采用单振型反应谱法手算和多振型反应谱法程序计算,比较2种方法的计算结果,二者相差比例在工程结构设计允许范围内,为高烈度区规则桥梁抗震设计提供参考。     

大跨度钢桁梁拱桥的地震响应分析

建立完善的桥梁计算模型,分析桥梁的自振特性,通过反应谱分析、时程反应分析、功率谱法、考虑行波效应对桥梁地震反应的影响,对大跨度钢桁梁拱桥进行地震响应分析。     

减隔震梁式桥抗震分析的单振型反应谱法修正方法

普通非隔震桥梁中,支座刚度大,主梁对下部结构有较大的约束作用,采用单振型反应谱法计算结构内力,精度较高。而减隔震桥梁中,支座等效刚度较小,上下部结构联系弱,振动分离,采用单振型反应谱法计算结构内力,误差较大。为了提高采用简化算法计算一般减隔震梁式桥结构内力的精度,根据此类桥梁前2阶振型的振动特性及作用效应,提出并研究基于单自由度模型的单振型反应谱法修正方法,并通过与具体算例的多模态反应谱法的计算结果进行对比分析,对单振型反应谱法修正方法在减隔震梁式桥抗震分析中的计算精度和适用范围进行研究。研究结果表明:对于一般减隔震梁式桥,采用单振型反应谱法计算时,基本周期、梁体位移、支座位移的计算精度较高,但墩底剪力、墩底弯矩的计算精度严重偏低;采用单振型反应谱法修正方法计算时,可大幅提高墩底剪力、墩底弯矩的计算精度。     

基于桥梁系数的非线性静力分析方法评估

以桥梁系数作为参照标准,分别采用真实地震波反应谱和设计反应谱作为地震需求,对比分析了4种非线性静力方法(承载力反应谱法、N2法、改进的模态Pushover分析法和自适应承载力反应谱法)对钢筋混凝土连续桥梁结构的计算准确性。研究表明:随着地震强度的增大,4种非线性静力分析方法得到的计算结果逐渐接近于非线性动力分析的计算结果;对于采用真实地震波的情况,N2法给出了最接近动力分析的结果,而对于采用设计反应谱的情况,4种非线性静力分析方法得到的结果之间差别非常小。     

基于修正反应谱高墩连续刚构桥地震响应研究

在长周期地震动低频成分的作用下,桥梁会产生剧烈的地震反应。结构在进行反应谱分析时,相关规范中反应谱并未特别考虑长周期地震动这一重要因素。通过比较发现,按规范计算的相对位移反应谱在长周期段位移随自振周期线性增加,与实际地震动记录的变化趋势和统计特征差异明显,说明按规范计算的反应谱出现严重失真现象。该文选取考虑长周期地震动因素共612条各类场地的地震记录进行统计分析,提出衰减指数线性变化的修正方法,对规范设计反应谱进行合理修正,并确定了修正反应谱公式的相关参数。通过建立某高墩连续刚构桥CSiBridge动力有限元模型对修正反应谱进行验证,在E2地震作用和考虑三向地震作用下,该文分别对桥梁进行规范反应谱、修正反应谱分析和普通地震动、长周期地震动时程分析,比较结构的位移和内力响应结果,验证考虑长周期地震动因素的修正反应谱比规范反应谱更加合理安全,可为实际桥梁的抗震设计提供参考依据。     

大跨度桥梁地震反应谱的发展

随着我国大跨度桥梁结构的发展,反应谱与桥梁结构的发展不相适应性日益严重.本文对大跨度桥梁结构应用规范反应谱时存在的若干问题,其中包括长周期反应谱值、反应谱组合方法、考虑地震动空间变化的反应谱方法、反应谱输入方向、综合影响系数和阻尼比等进行了总结和探讨,并指出值得进一步研究的问题,对于修正桥梁抗震设计规范具有一定的参考意义.     

地震作用下LRB隔震桥梁碰撞临界间隙分析

采用LRB隔震支座增大了梁体在地震作用下碰撞的可能性,确定隔震梁桥邻跨间避免地震碰撞的最小间隙对于桥梁减隔震措施的设计有着显著意义.以隔震连续梁桥梁端相对位移为研究对象,通过桥梁结构拆分,运用振型分解法推导梁体在地震作用下相对位移的最大值反应谱计算方法.采用等效双线性铅销橡胶支座模型,通过迭代计算梁端相对位移并分析SRSS和CQC振型组合法适用性.采用非线性时程分析法计算连续梁的相对位移,验证了反应谱方法预测梁端地震临界间隙的可行性.结果表明:地震作用下梁端相对位移与相邻结构的周期和阻尼比有关,梁端采用CQC组合的反应谱方法能较好预测梁体在地震作用下梁体避免碰撞的临界间隙.提出了基于反应谱方法隔震桥梁间隙设计方法,可供设计人员参考.     

以位移为基础的钢筋混凝土桥梁墩柱抗震设计方法研究

对钢筋混凝土桥梁墩柱基于位移抗震设计方法进行了系统的研究,应用UC-Fyber截面分析软件对大量方形和圆形截面进行弯矩一曲率分析,给出了墩柱目标位移的实用计算方法.根据我国2008年版抗震新规范的加速度反应谱得到不同阻尼比时的弹性位移反应谱、不同延性系数时的非弹性位移反应谱及非弹性需求谱,给出了结合我国规范的位移需求3种简化计算方法.进行了3种位移需求简化方法的实例计算,对设计算例用非线性时程分析验证了设计结果.结果表明,桥梁墩柱的目标位移与混凝土强度等级、纵筋配筋率、墩高及截面形式等因素都是有关的;基于等效线性化方法和基于非弹性位移反应谱方法以设计反应谱为基础进行计算,既保证了目标位移的实现,也考虑了结构的安全需求;基于能力谱方法以图形显示设计具有简单直观的特征,但是pushover分析得到的结构能力谱曲线与实际情况仍然存在一定的差别.     

LRB隔震桥梁地震反应初探

对一座LRB隔震桥梁输入了大量具有相同反应谱的地震波，通过非线性是程分析发现，隔震桥梁地震反应的离散性很大，其最大响应对地震动的全过程十分敏感，对隔震桥梁设计时常用的5种等效线性化方法进行了比较研究，发现用反应谱法按等效线模型计算时，如果隔震支座延性率不同，多数方法计算结果的安全概率也不一样。在工程上常见的延性率范围内，这些等线性化方法的计算结果偏于不安全。     

反应谱法在小箱梁桥梁下部抗震计算中的应用

以现阶段抗震设计规范为基础,根据广东省中山市某桥梁的实际资料,对该装配式小箱梁桥梁下部结构运用反应谱法进行了抗震计算。通过Midas civil软件建模,分别进行了E1、E2地震作用下桥梁地震反应分析及验算。其内容可为其它类似城市抗震工程提供借鉴。     

基于模态综合理论的斜拉桥时域抖振分析方法

基于大跨度斜拉桥风致抖振时域分析的复杂性,为提高时域分析效率,引入模态综合理论,提出一种斜拉桥抖振时域分析方法,并通过算例自编程序验证其正确性与可行性。考虑自然风的相关特性,采用谱解法将三维随机风场简化,横桥向和顺桥向风速谱采用沿高度变化的Simiu谱,竖向风速谱采用Lumley—Panofsky谱,编制程序实现大跨度斜拉桥随机风场的数值模拟,得到施加于结构上的风荷载时程。研究表明,大型结构的动力响应主要受若干低阶振型控制,因此在斜拉桥时域分析过程中引入模态综合理论,实现了抖振力和自激力的时域化过程,并且全面地考虑了气动阻尼、气动刚度和气动耦合作用的影响,有效地解决了考虑自激力的时域化过程复杂、计算代价过大的问题;最后通过编制程序对一座大跨度斜拉桥进行不同风速下的抖振时域分析,验证了其实用性。     

重载桥梁在混合车列作用下横向分布系数的计算方法研究

针对重载桥梁结构分析中没有"混合车列"作用下横向分布系数计算软件这一情况,对其计算方法进行了研究,并提出了编程加载法、替换法、大荷载法等3种计算方法。以天津临港工业区内的一座重载桥梁为例进行验证,成功地解决了目前主要桥梁软件无法计算混合车列横向加载的问题。详细分析了3种计算方法的特点,确定了各自的适用范围,为同类工程的计算分析提供了参考。     

时程分析法在大蒲春河特大桥主桥抗震验算中的应用

采用时程分析法对大蒲春河特大桥进行抗震分析,对主桥控制部位E1概率和E2概率地震作用下的响应进行验算,并利用验算结果指导该桥的抗震设计.     

基于多尺度小波谱的桥梁结构非一致地震响应分析研究

基于小波理论揭示了大跨度桥梁在非一致地震激励下的输入输出关系。在地震输入方面,利用小波理论,将地震波模拟为非平稳随机过程,在模拟过程中不但考虑了地震波幅值及频率的非平稳特性,而且该荷载模型可以同时考虑大跨结构多点激励问题;在结构的地震动响应方面,利用小波理论及结构的输入-输出关系,得到了结构在非一致地震激励下结构响应的瞬时功率谱密度及瞬时均方值的表达形式。最后,通过一座三跨连续刚构桥的数值算例,验证了所提出方法的准确性。     

多轴车辆——桥梁耦合振动响应的数值解法

针对复杂的车桥耦合振动问题,基于D’Alembert原理导出了3轴5自由度车辆的运动方程,考虑了桥面不平度和车辆与桥梁之间的协调条件,推导了车辆与桥梁的相互作用力,基于模态综合理论建立了3轴移动车辆—桥梁耦合振动的微分方程组,编制分析程序并运用HHT方法进行了数值求解。通过算例和某3跨刚架桥的动载试验研究结果验证了该方法的正确性和有效性。对于复杂的多跨桥梁的振型函数可以通过有限元方法求解然后通过插值函数得到,该方法不仅适用于单跨简支梁,也适用于多跨连续梁桥车桥耦合振动问题的求解,具有过程简单,编程方便,计算速度快,且精度很高,特别适合于工程实际问题的计算。     

斜交支座的一种新计算方法

在曲线桥梁结构及斜交桥梁结构中,经常会出现斜交支座。在进行结构分析时支座约束即为结构的边界条件,准确模拟支座约束对结构分析结果的可靠性有非常重要的作用。在以前学者研究的基础上,给出了斜交支座的一种新的计算方法,使得编写结构有限元分析软件时更加方便和高效,应用时具有更高计算效率。     

某城市桥梁抗倾覆验算与加固设计方案

以某城市桥梁抗倾覆验算与加固设计为工程背景,通过对该桥梁抗倾覆验算的总结梳理,分析该桥抗倾覆验算满足不了现行规范的原因,提出了针对性的设计原则和设计方案,为抗倾覆验算与设计提供参考.     

鹦鹉洲接线工程立交匝道桥计算方法和设计要点

立交匝道桥由于其结构受力与直线桥存在差异,特别是由于弯扭耦合作用,其转矩通常比直线箱梁桥大.介绍了鹦鹉洲接线工程立交匝道桥的计算方法和特殊构造细节,如箱梁横隔板、抗扭钢筋、伸缩缝及支座选用布置等设计要点.     

预应力混凝土斜拉桥挂篮施工模拟计算

采用空间非线性有限元对某预应力混凝土斜拉桥的施工加载过程进行了分析,结合有限元步进法、一阶分析法和按龄期调整的有效模量法,编制了相应的计算程序。根据该桥实际划分的施工时段,计算桥梁从施工到成桥任一时刻主梁和主塔受力和变形状态,并提出了一些有益的建议。     

空间系杆拱桥吊杆张拉控制的研究

结合中山一桥吊杆张拉施工过程 ,采用大型有限元软件Ansys建立空间梁单元有限元模型 ,通过对空间系杆拱桥吊杆张拉过程的模拟分析 ,并运用Ansys软件的生死单元 ,分别采用影响矩阵法和倒装法计算出该桥施工中吊杆的张拉控制值 ,两种方法计算结果一致