地下结构抗震减震的理论与计算现状研究(二)

介绍了现有地下结构计算方法,简要探讨了各种计算方法的特点,为地下结构抗震减震分析理论的研究提供参考.     

桥梁抗震设计理论发展:从结构抗震减震到震后可恢复设计

为了总结桥梁抗震理论与技术的现状和成果,探究桥梁抗震设计理论的未来发展方向,简要回顾了桥梁抗震设计理论的发展过程,介绍了国内外相关规范基于强度的桥梁延性体系设计方法,进一步论述并总结基于性能的桥梁抗震设计的框架与进展,详细讨论了基于位移的性能设计方法和全概率结构抗震性能设计与评估方法。系统介绍了常用的桥梁减震、耗能装置的基本构造、工作原理、分析模型以及应用状况等,分析近年来桥梁减震、耗能技术发展的新动向,指出桥梁减震、耗能技术正由单一的结构减震目标向面向结构性能控制转变,包括减震措施在非地震状态下的性能控制、以及考虑震后结构功能恢复的全寿命期性能控制等。介绍了目前结构抗震研究的新热点——基于震后可恢复性的新型结构抗震体系,详细分析基于摇摆基础和预应力节段拼装桥墩自恢复体系的作用机制和工作原理,讨论自恢复体系在震后结构性能恢复上的优势。在此基础上,展望桥梁抗震的未来发展方向,指出基于震后桥梁使用功能的抗震设计方法和具有自复位、低损伤特性的新型桥梁结构体系将是桥梁抗震研究的热点和重点。     

山岭隧道抗震设计与减震措施研究

山岭隧道是现代交通网中重要组成部分,同时也作为一种特殊的地下结构。对于建造在高烈度地震区的山岭隧道,其抗震分析的研究还存在着亟待解决的问题。简要介绍了山岭隧道地震破坏形式和震害机理,并针对我国目前山岭隧道采用地震系数法、反应位移法和动力时程分析法三种抗震计算方法进行归纳总结,详细介绍了三种方法的计算原理和特点以及各自的适用性。同时对山岭隧道减震措施和理论分析方法进行归纳总结,并给出了适合高烈度地震区山岭隧道的减震措施。在对当前山岭隧道研究成果评述的基础上探讨了目前仍存在的一些问题,包括不同抗震计算方法的合理性、减震措施的适用性、时程分析法中地震波的确定以及减震层刚度的选择等。这些成果将为隧道的抗震设计提供理论依据和参考,对改善我国高烈度地震区山岭隧道的抗震设计具有重要意义。     

减震卡榫结构设计及弹性分析研究

利用高强度材料良好的弹性性能,设计了一种在桥梁抗震减震中使用的减震卡榫结构,对各种截面卡榫进行了在水平力作用下的挠度计算,并进行理论分析与实验研究。同时,利用金属弹性理论,建立了减震卡榫的数学模型,推导出了减震卡榫的挠度的理论计算公式,并进行了计算机仿真和实验研究,为减震卡榫在桥梁中的应用提供了设计的理论依据。     

双洞隧道洞口段抗减震振动台试验

以西南高烈度地震区某拟建隧道为背景,开展了隧道洞口段抗减震振动台模型试验研究.通过对有无减震层体系的对比试验,研究了减震层的减震效果;并针对目前振动台试验普遍采用的多次加载方案产生的损伤累积问题进行了分析,同时给出了围岩和衬砌的裂纹发展过程及破坏形态.结果表明:在围岩与隧道之间设置减震层可以有效减弱围岩与结构之间的动力相互作用,从而起到减震效果;在评价结构抗震性能时需要考虑多次加载产生的损伤累积和裂纹效应的影响.研究结果可为结构在地震作用下的开裂分析提供参考.     

地下水池结构抗震概念分析与研究

地下水池通常存在于大型的地下污水厂、城市雨污水泵站、调蓄池等工程中。然而地下水池结构的抗震分析存在一系列难题,如设计理论的选取、流体作用力分析、构造措施的设计、设缝形式的影响等。介绍了常用的地下结构抗震设计理论,对地下水池结构存在的问题和抗震设计特点进行了分析和总结,并通过一系列案例提出了设计中的注意点,可供相似工程参考。     

地下结构“可修”状态的层间位移角限值研究

我国地下结构抗震一般采用两阶段设计,抗震设防目标一般为"中震不坏、大震可修",高于地上结构.规范中"大震可修"的性能指标以层间位移角表示,但层间位移角限值的确定依据并不明确.以地下结构"可修"状态的这一抗震性能指标为研究对象,首先对比国内外常用抗震设计规范中"可修"状态的层间位移角限值,分析不同规范性能指标存在差异的原因;然后,通过统计国内外框架结构和剪力墙结构拟静力试验的结果,评估我国抗震规范"可修"状态层间位移角限值的合理性;最后,以地铁车站和地上框架结构为例,通过推覆分析对比研究地下与地上结构的损伤破坏规律,比较地下结构"可修"层间位移角限值与地上结构的差异.研究结果可为地下结构抗震设计规范的修订提供参考.     

桥梁结构减震设计方法研究

提出了公路桥梁结构抗震中分级设防的思想和设计准则；介绍了与分级设防标准对应的破坏准则、桥梁结构减震设计方法、计算分析程度以及减震装置的试验研究，为公路桥梁抗震设计规范的修订提供了重要的参考依据。     

桥梁分级减震支座抗震性能分析

基于小震"硬抗",大震"减震耗能+协同抗震"为核心提出分级减震理念,并开发了分级减震支座,对其力学参数与性能进行理论分析与试验研究。以某大跨连续梁桥为例,采用抗震支座、分级减震支座、摩擦摆减隔震支座3种方案对减震性能进行对比分析,结果表明,在E2地震作用下,采用分级减震支座方案墩底轴力响应最小,且相比于抗震支座方案可大幅降低固定墩墩底剪力及弯矩,相比于摩擦摆减隔震支座方案墩底剪力及弯矩均有一定的减小,表现出了较好的减震效果。     

多跨连续梁桥的减隔震应用研究

大型桥梁工程的引桥大多采用多跨连续梁桥的结构形式，且结构较刚性，因此桥梁的抗震问题比较突出。苏通大桥的引桥采用减隔震技术较好地解决了抗震问题。以一联引桥为例介绍其研究过程：在对采用普通钢支座的设计方案进行全面抗震性能评价的基础上，着重对各种实用减震装置的减震效果进行比较分析，推荐最终的解决方案。     

隧道穿越活动断裂区地下结构抗震性能研究

以乌鲁木齐市轨道交通1号线为工程依托,运用有限元计算软件模拟有减震缝隧道衬砌与无减震缝隧道衬砌,对两种工况下衬砌沿隧道轴线方向位移、衬砌沿主震方向位移及衬砌最大剪力部位进行对比分析,研究了隧道结构环向减震缝对衬砌抗震性能影响规律,得出在活动断层区隧道设置减震缝能够有效地对隧道结构起到减震作用。     

液压阻尼装置在斜拉桥抗震设计中的应用研究

以某斜拉桥为背景,研究液压阻尼装置的布置方案,通过比较减震前后该桥的地震响应,分析液压阻尼装置对大跨度斜拉桥的减震效果及液压阻尼装置的参数对减震效果的影响.采用动力时程分析方法,对比分析3种支撑体系,即漂浮体系、阻尼体系、铰结体系(锁定体系).研究表明,支撑体系对斜拉桥结构的地震响应有显著影响,设置液压阻尼装置能有效地减小大跨度斜拉桥结构塔、梁位移和内力响应.对液压阻尼装置的主要设计参数进行探讨,分析阻尼系数、速度指数对结构地震响应的影响,为大跨度斜拉桥的抗震设计提供理论依据,提出液压阻尼装置参数建议值.     

高烈度地震区双线公路隧道减震措施研究

目前地下结构采用的减震措施主要有2种,即注浆加固和设置减震层。结合雅泸高速公路某隧道,从土-结构相互作用模型出发,运用时程分析方法研究同一地震作用下注浆加固及设置减震层这2种减震措施的地震反应,分析注浆加固范围变化对隧道地震反应的影响,得出这2种措施均可以减小隧道的地震响应,有利于减震。     

双曲面球形减震支座在拉萨纳金大桥中的应用

介绍双曲面球形减震支座的构造特点以及工作机理,并阐述其技术指标及设计各项目参数.双曲面球形减震支座作为一种新型钢支座,与以往支座相比最大的优点是提高了支座的抗震性能,具有结构简单、抗震性能稳定、可靠、耐久等特点,目前已经在交通、建筑领域得到了广泛的应用.     

设置速度锁定支座的大跨桥梁结构的抗震性能研究

为了研究速度锁定支座对大跨桥梁结构的减震作用,以黄河特大桥为依托工程,建立了主桥及引桥的三维动力有限元模型,并对设置速度锁定摩擦摆支座后的桥梁结构进行抗震性能分析,以研究该支座的减震效果。分析结果表明,设置速度锁定摩擦摆支座后,主桥活动墩可有效分担固定墩的内力,而速度锁定摩擦摆支座也对支座位移有较好的控制作用;再者,相对大震作用,速度锁定摩擦摆支座在中震作用时的更为有效。由分析可知,本桥使用的速度锁定摩擦摆支座的减震性能良好,类似的,在大型桥梁结构上设置速度锁定摩擦摆支座,可有效提高桥梁结构的抗震性能。     

桥梁顺桥向抗震减震措施研究

针对某倒虹吸跨河大桥抗震问题，对聚四氟乙烯滑板支座、铅芯—橡胶支座和液体粘滞阻尼器三种减震方案与原设计板式橡胶支座结构顺桥向减震效果进行了对比分析研究，提出了k＝1．5kN／mm、μ＝0．25的GZY300型铅芯一橡胶支座减震方案为减震结构推荐方案。该推荐结构平均地震响应比原设计降低了54．3％，减震效果显著。采取减震措施的桥梁及其倒虹吸钢管在地震作用下相当于设计烈度降低一度。     

高性能板式减震橡胶支座性能研究

采用理论分析和试验验证相结合的方法,针对一座3联(12跨)不等墩高连续梁桥,对比了高性能板式减震橡胶支座隔震体系和传统板式橡胶支座隔震体系下桥梁结构的动力特性、墩底弯矩、支座位移、支座竖向承载性能和支座复位能力。相较于传统的板式橡胶支座,高性能板式减震橡胶支座隔震结构的自振周期稍有延长、墩底弯矩能需比更大、支座位移响应相差不大,高性能板式减震橡胶支座更能满足抗震需求。     

隧道与地下空间抗震防灾的若干思考

自阪神地震后,地下空间结构的抗震设计问题已越来越受到人们的重视。通过对历次地震中地下工程震害情况的介绍,总结各类地下结构震害的特点; 结合上海地铁某车站方案设计的计算结果,分析地下连体结构的抗震能力及其抗震设计要点; 介绍设计中常用的几种抗震设计计算方法,提出根据地下建筑使用功能和重要性的差异确定其抗震设防目标的理念,并对地下结构的抗震构造措施进行阐述。     

采用拉索减震支座的刚构桥横向抗震性能研究

为了解拉索减震支座对刚构桥横向抗震性能的影响,以某(65+120+65)m预应力混凝土连续刚构桥为背景进行研究。基于拉索减震支座的抗震机理,采用MIDAS Civil(V8.0.5)软件建模,应用非线性动力时程方法分析该桥横向地震响应,并比较拉索减震支座参数(初始间隙及拉索刚度)对该桥抗震性能的影响。结果表明:拉索减震支座可有效降低刚构桥过渡墩的横向受力,同时可有效控制刚构桥主梁的运动形态;拉索减震支座对主墩抗震性能的影响较小;初始间隙越小、拉索刚度越大,拉索减震支座对主梁的约束作用越大。     

基于拉索减震支座的高墩桥梁抗震设计策略

近年来,随着我国桥梁工程的高速发展,桥梁交通网络不断完善,更多的高墩桥梁被应用于实际工程中。以某实际工程中的高墩桥梁为例,提出了基于拉索减震支座的抗震设计策略,对比研究了常规体系、采用摩擦摆支座的减隔震设计方案,分析了不同方案在E2水平地震作用下的桥梁结构响应。分析结果表明：高墩桥梁中采用拉索减震支座、摩擦摆支座都能有效地降低结构地震内力响应。摩擦摆支座与常规体系都可能导致较大的墩梁相对位移;拉索减震支座可有效控制墩梁相对位移,有利于防止落梁灾害的发生,是一种合理有效的抗震设防策略。研究内容可为高墩桥梁抗震设计提供有益参考。