大跨度悬索桥行波效应影响分析

为研究行波效应对大跨度悬索桥抗震性能的影响,本文结合某实际工程,通过利用有限元软件,采用3条不同特征周期的地震波进行验算,探讨了在不同特征周期、不同传播速度的地震作用下,大跨度悬索桥各关键部位的受力行为。结果表明:一致输入时,特征周期越长,主塔塔顶位移、塔底轴力、主梁纵向位移、主缆的轴力越大;考虑行波效应,主梁弯矩明显增大,塔顶位移、塔底内力、主缆轴力可能增大也可能减小,与频谱特性和波速有关。     

行波效应对大跨度斜拉桥地震反应的影响

为研究大跨度斜拉桥地震反应特性及行波效应对其影响,以某大跨度斜拉桥为例,依据D'Alembert基本原理,采用动态时程法计算结构动力位移和内力.选用2条不同频谱特性地震波,考虑不同视波速对大跨度斜拉桥地震反应的影响,重点研究行波效应对大跨度斜拉桥的地震反应影响,并与一致激励地震反应结果进行比较.结果表明:随着视波速的增大,各桥塔塔底内力、塔顶位移以及墩底内力的地震响应值有显著变化且趋近于一致激励地震响应;行波效应对主梁顺桥向轴力和塔顺桥向剪力有显著影响;在地震波加速度峰值(0.40g)相同的情况下,由于各条波之间频谱特性的不同,不同视波速输入下结构的地震反应存在一定的差异.     

考虑行波效应的大跨度双塔斜拉桥地震响应分析

为研究行波效应对大跨度斜拉桥索力和墩/塔内力的影响,利用MIDAS/Civil建立某大跨度双塔斜拉桥有限元模型,采用相对位移法,分析不同地震波速度下拉索的索力响应、墩/塔底的内力响应、主梁和塔顶的位移响应,并将其与一致激励下地震响应相比较。结果表明,考虑行波效应,低波速时索力峰值大于一致激励下索力峰值,但随着波速的增大,行波效应对索力的影响逐渐减弱;随着波速的增大,行波效应对桥梁结构位移和内力的影响减小;行波效应对各墩/塔底内力的影响不相同,与一致激励相比,不同部位的内力响应有增有减,低波速对墩/塔底内力的影响最明显;考虑行波效应,主梁跨中和塔顶的纵向位移较一致激励下减小,对结构有利,但主梁跨中竖向位移增幅较大,不利于结构抗震,设计时应予以重视。     

大跨度悬索桥地震行波效应分析

大跨度悬索桥由于各墩柱基础所处地质条件的差异,不同墩柱间的地震动输入存在时间差,结构考虑了行波效应的地震响应可能与一致激励得到的不同。为了研究大跨度悬索桥的行波效应,以某长江大桥为研究对象,分别采用一致激励和非一致激励地震动时程输入,分析结果表明,在不同视波速时结构内力变化不太显著,但对梁端纵向位移较为敏感,相比在一致激励作用下,考虑了行波效应的结构地震响应较小。     

自锚式悬索桥地震响应分析

为了研究自锚式悬索桥的地震响应规律,首先根据桥址场地特征确定目标反应谱;其次基于傅里叶变换和小波函数法得到与目标谱一致的人工合成地震动;最后将人工合成地震动作为悬索桥有限元模型中地震动输入,基于非线性有限元软件SAP2000进行非线性动力时程响应分析.结果 表明:桥塔塔底的弯矩和剪力响应大小与相邻跨的桥墩数量相关,桥墩数越多,桥塔的弯矩和剪力越大(增幅超5％);不同桥塔顶部位移响应规律相似,但极值处的大小和相邻跨的桥墩数相关.相邻桥墩数量多的1号塔位移最大值比2号塔的位移最大值小0.44％.即塔桥相邻的桥墩数量越多,其内力响应越大,位移响应越小.使用的优化人工地震波对应的反应谱与设计反应谱的最大误差为9％.此研究结论可为大跨度悬索桥的抗震设计提供参考.     

南京仙新路特大跨度悬索桥抗震性能研究

鉴于大跨度悬索桥抗震性能研究的复杂性和特殊性,以南京仙新路特大跨度悬索桥为例,阐述悬索桥抗震性能研究的全过程,并分析行波效应对该桥地震响应的影响。结果表明:该桥的第一阶振型周期超过25.0 s,在常规体系E2地震下,桥塔及其基础保持弹性,但中央扣受拉破坏,从而使主梁位移过大;采用将中央扣作为牺牲构件,同时在塔梁间设置液压粘滞阻尼器的纵向减震体系后,能显著减小塔上支座、梁端的纵向位移以及主引桥相对位移,同时能小幅度减小塔底和承台底地震内力;行波效应对减震体系关键位置的地震内力和地震位移的影响较小。     

基于二维相干性自锚式悬索桥行波效应分析

一般在非一致地震激励的模拟中采用一维相干模型,但当沿着地震波传播方向和垂直于地震波传播方向各点间距较大时,地震响应中二维相干效应和行波效应的影响将变得显著.该文基于二维相干模型,应用三角级数法,考虑频率对视波速的影响、地震波传播滞后对非平稳调制函数的影响生成某自锚式悬索桥桥址处各支点的人工地震波.利用该地震波,选取不同波速,考虑行波效应对自锚式悬索桥地震响应进行分析,通过研究不同波速下结构的响应.可以看出对于自锚式悬索桥不考虑行波效应是偏不安全的.     

基于虚拟激励法的大跨径斜拉桥随机地震效应主塔力学响应特征

为探究斜拉桥主塔在随机地震下的空间效应力学行为,以某大跨径斜拉桥为研究对象,基于虚拟激励法,分别对行波效应、相干效应及局部场地效应下主塔受力规律进行对比分析.研究表明:行波效应下主塔根部弯矩有一定程度降低,但控制截面剪力和轴力有所增大,且行波效应受视波速影响明显;基于Q WW相干模型时,主塔根部弯矩、剪力及顺桥向位移均...     

大跨度悬索桥地震响应的几何非线性影响研究

为在大跨度悬索桥抗震分析中高效地评估几何非线性效应的影响,以虎门二桥坭洲水道桥(主跨1 688m的双塔钢箱梁悬索桥)为背景,提出一种简化计算方法,研究缆索应力刚化效应和结构大位移效应。首先考虑恒载状态下的几何非线性效应,采用ANSYS建立全桥成桥状态下的基准结构模型,继而建立3种动力模型,考察地震工况下不同几何非线性效应的新增影响,对比2种地震工况下的主梁跨中位移及塔底弯矩。结果表明,3种模型的主梁跨中位移及塔底弯矩结果接近,说明成桥后的大跨度悬索桥由恒载效应引起的几何非线性效应显著,而由地震作用引起的几何非线性效应并不显著。因此,可在成桥状态基准结构模型的基础上,直接开展后续地震响应分析而不必考虑地震作用引起的附加几何非线性影响,可有效提高大跨度悬索桥抗震分析的效率。     

超大跨度悬索桥的动力特性及地震反应分析

以构想中的1座主跨跨度达3000m的悬索桥为研究对象,建立了空间有限元模型,推导了基于大质量法的多支承激励运动方程,在此基础上研究了该桥的动力特性和非线性多支承激励地震响应,探讨了桩-土-结构相互作用、行波效应对超大跨度悬索桥地震反应的影响,综合评价了该桥的抗震性能。     

行波效应下大跨钢管混凝土拱桥的非线性地震响应分析

对大跨度钢管混凝土拱桥在三维地震激励下进行了非线性时程分析.几何非线性分析采用修正拉格朗日描述(U.L列式法),材料非线性采用钢管混凝土统一理论并考虑等效紧箍力,通过对某大跨度钢管混凝土拱桥的非线性地震响应分析,研究了几何非线性、材料非线性、阻尼比及行波效应对拱桥地震响应的影响.结果表明:几何非线性对钢管混凝土拱桥地震...     

大跨度刚构桥的行波效应影响分析

以老庄河大桥为例,采用通用有限元ANSYS程序,分析了考虑行波效应下连续刚构桥的地震反应,并与一致激励作用下的结果做了比较。分析表明,不考虑行波效应对连续刚构的主梁不利,而对墩底内力偏安全。     

非一致激励下大跨斜拉桥的随机地震响应分析

基于平稳随机地震动场理论,对大跨度斜拉桥进行非一致激励下的平稳随机地震响应分析。以金塘大桥主通航孔桥为研究对象建立有限元模型,采用多点平稳随机地震响应分析方法,数值仿真了该斜拉桥在纵桥向、横桥向和竖向多点激励下的地震响应,研究了地震动的空间变化,包括部分相干效应和行波效应以及视波速变化对大跨度斜拉桥地震响应的影响。数值分析结果表明：非一致激励下斜拉桥的内力和位移有较大改变,地震动的行波效应影响比部分相干效应的影响更大,地震动的空间变化对纵桥向激励有利,对横桥向激励影响较小,对竖向激励影响很大且不利。对大跨度斜拉桥,必须进行多点地震激励的响应分析。     

行人激励载荷下大跨径异形天桥抗震支座设计研究

为了解决抗震支座弯矩受到行人不确定激励载荷影响，出现参量获取不全面的现象，导致支座抗震效果不佳这一问题，进行了行人激励载荷下大跨径异形天桥抗震支座设计研究。首先，考虑到行人对桥梁激励的不确定性，设置了多种载荷激励类型，并提出利用区间过程法来描述桥上行人的不确定激励，使用自相关系数函数分析在行人激励载荷作用下的桥梁非随机振动情况；其次，利用有限元软件中的单元构造了抗震支座模型，并对桥梁位移、桥墩弯矩、桩基弯矩进行数值模拟；最后，将支座参量数值模拟结果代入有限元模型中，设计出一种双曲面球抗震支座结构。结果表明，设计的支座在慢跑、快跑情况下纵向弯矩与实际数据之间的最大误差分别为25 k N·m、250 k N·m，横向弯矩与实际数据一致，说明根据数值模拟结果设计的支座能够起到良好减震效果。     

大跨高低塔不对称斜拉桥抗震性能分析与评估

为了研究大跨斜拉桥的两阶段水准设防下的抗震性能,依托某大跨高低塔不对称斜拉桥,通过有限元模型建立了空间有限元模型,采用了反应谱和线性时程对比分析的方法。分析表明地震作用下,主桥的不利截面分别为双塔的塔底截面,其低塔受横向地震效应影响较大,高塔受纵向地震效应影响较大,设计配筋时应根据受力方向优化。     

不同地震激励下大跨度斜拉桥的地震反应分析

考虑地震波的行波效应、部分相干效应和局部场地效应,建立了不同机制的地震激励下大跨度斜拉桥地震反应的分析方法并以正在建设的主跨1 018 m的香港某大跨度斜拉桥为例,数值仿真了大跨度斜拉桥在确定性地震波一致激励、行波激励以及随机地震动场多点激励下的地震反应。结果表明:与确定性地震波一致激励相比,在确定性地震波行波激励以及考虑空间变化的随机地震动场激励下,斜拉桥的纵向位移反应明显减小,而其主跨跨中竖向位移反应明显增大。由此得出结论:对于大跨度斜拉桥,一致地震激励不能控制其抗震设计,应考虑行波激励和随机地震动场多点激励对其地震响应的影响。     

大跨度悬索拱桥几何非线性空间地震响应分析

将大跨度悬索拱桥简化为空间有限元计算模型，采用人造地震波在3个正交分量同时作用，分析了悬索拱桥几何非线性响应规律，并对行波效应和相干损失的影响行了比较分析，结果表明在考虑相干损失和行波效应的地震激励下，结构的响应量比仅考虑行波激励的结果较大。     

不同波速对刚构桥地震响应影响分析

地震激励的输入是大跨桥梁结构抗震设计中最薄弱的环节。大跨度桥梁由于基础间的间距较大,因而在进行地震响应分析是应考虑行波效应的影响。结合工程实例,建立了空间有限元仿真模型,并且对模型进行了全桥结构动力分析,得到了该桥基本的动力特性参数,并对其进行了不同波速作用下行波效应的分析,与一致激励下的结果进行了对比,分析结果将为大跨刚构桥的地震设计提供参考。