速度锁定器在桥梁抗震中的适用性分析研究

速度锁定器是一种速度相关型的锁定装置,在国内连续梁桥中已有所应用。通过对三种跨径连续梁桥在不同场地类别及自振周期下的抗震效果进行分析比较,总结了速度锁定器在桥梁抗震设计中的适用特点,以期为类似减隔震装置在实际工程中的应用设计提供借鉴。     

大跨度连续梁桥的减隔震分析

总结和归纳了抗震设计烈度较高地区的大跨连续梁桥的抗震分析方法,针对大跨连续梁桥固定墩底承受较大弯矩和水平剪力,采用粘滞阻尼器、速度锁定器以及弹塑性减震耗能装置3种方案对桥梁进行减隔震设计.计算表明:3种方案中弹塑性减震耗能装置最为明显,并且通过合理的设置装置的屈服力以及后屈曲刚度比,可以明显减小固定墩所受地震力,改善结...     

大跨度连续梁桥的减隔震和延性抗震分析

采用加强固定盆式支座和墩柱强度的方法来强行保证大跨度连续梁桥在强震作用下的结构安全,固定墩会承受较大的地震力,由此导致设计的不经济性.针对上述现象,采用弹塑性减震耗能装置方案对强震区大跨连续梁桥进行减隔震设计.计算表明,通过合理设置装置的屈服力以及后屈曲刚度比,弹塑性减震耗能装置可以起到明显减小固定墩所受地震力、提高结...     

城市大跨度连续梁拱桥减隔震措施研究

为研究不同减隔震支座应用于大跨度桥梁中的减隔震效果,以某座城市大跨径连续梁拱桥为研究对象,在OpenSEES有限元分析平台中建立全桥非线性分析模型,选取近场、远场及人工地震动作为输入,对比研究了在设置球型钢支座、摩擦摆减隔震支座以及速度锁定器后的桥梁关键部位的地震响应特性。结果表明,摩擦摆减隔震支座与速度锁定器都能使得梁拱体系下部结构的地震位移响应显著降低,但在近场地震动作用时,设置减隔震支座可能会增大上部结构的位移响应;同普通球型钢支座相比,两种减隔震支座都能显著降低地震作用下桥梁下部结构的剪力及弯矩响应,且速度锁定器的降幅更大。综合而言,速度锁定器的减隔震效果更好,但使用时应注意平衡体系上下部结构间位移响应的关系。     

乌海市甘德尔黄河大桥主跨部分斜拉桥下部结构设计

乌海市甘德尔黄河大桥主桥联长、梁重,桥址区地震烈度高,主桥基础地震荷载很大。为了改变桥墩在地震作用下的受力模式,通过墩顶设置速度锁定器,使主桥墩共同承受一联纵向地震力、汽车制动力等冲击荷载作用。解决了纵向地震荷载对结构的影响,减小了墩身及基础规模,节省了材料,降低了工程造价。     

大跨长联波形钢腹板连续梁桥的隔震设计研究

大跨长联波形钢腹板连续梁桥下部结构在地震作用下,采用常规支座体系通常难以满足抗震要求。襄阳绕城高速公路汉江特大桥为(60+6×110+60)m波形钢腹板连续梁,针对E1和E2不同等级地震,采用速度锁定器+摩擦摆支座复合抗震措施,基于Midas软件对支座相关参数进行优化设计。计算结果显示:桥梁结构受力改善明显,同时达到较好的景观性与经济性。     

基于能力需求比法的矮墩大跨度PC连续梁桥延性和减隔震设计评价

针对墩身刚度差异明显的大跨度连续梁桥合理抗震体系选择的问题,以一座跨径布置为(90+150+90)m的矮墩变截面PC连续梁桥为工程背景进行分析.对比分析了在E2地震下采用延性抗震体系和利用摩擦摆支座的减隔震体系下桥梁关键构件的地震响应,然后运用能力需求比法对两种抗震设计下桥梁安全状态进行评价.结果 表明:采用延性抗震体系,制动墩承担较大地震力,桥墩虽保持弹性,但桩基和支座破坏,桥梁处于危险状态;利用摩擦摆减隔震支座进行减隔震设计,各墩地震水平力分担均匀且地震水平力有效减小,墩柱处于弹性状态,桩基和支座完好,桥梁处于安全状态.对于墩身高度矮,墩身刚度差异显著的大跨度PC连续梁桥,设置摩擦摆减隔震支座,可以改善结构抗震性能,满足桥梁在地震作用下的性能目标.     

罕遇地震下连续梁桥弹塑性动力时程反应分析

在罕遇地震下连续梁桥的墩柱会进入塑性工作状态,采用弹塑性纤维单元模拟墩柱的弹塑性力学性能。通过合理设置弹塑性纤维单元的位置,计算等效塑性铰长度,进行罕遇地震下连续梁桥的弹塑性动力时程反应分析。研究结果表明,使用弹塑性纤维单元,可以模拟罕遇地震作用下连续梁桥的墩柱结构由弹性阶段进入塑性阶段的变化过程,得到罕遇地震作用下连续梁桥的地震响应需求,为准确地评估罕遇地震下桥梁结构的工作性能,合理地进行桥梁结构的抗震设计提供必要的前提和基础。     

速度锁定装置在铁路连续梁桥减震设计中的适用性研究

为研究速度锁定装置在铁路连续梁桥减震设计中的适用性,采用非线性结构分析软件sap2000建立了三座典型铁路连续梁桥的有限元模型,结合速度锁定装置减震原理,对比分析设置速度锁定装置后结构的模态变化和非线性地震时程响应,研究了锁定装置适用条件。研究表明:速度锁定装置减震效果与桥梁纵向主导周期及设置LUD装置墩数相关,当原结构主导纵向周期位于场地反应谱长周期平直段或靠近短周期峰值平台时,速度锁定装置减震效果较佳,且减震效果随LUD设置墩数增加而增加,但对于一般大跨度铁路连续梁桥,设置装置墩数不宜超过2个。所得结论可供震区连续梁桥减震方案设计参考。     

曲弦钢桁加劲连续梁及新型纵向约束体系设计

针对新建郑州至阜阳高速铁路工程中(86+172+86)m和(45+75+172+75+45)m连续梁桥,提出并设计曲弦钢桁加劲连续梁结构和一种新型纵向约束体系。曲弦钢桁加劲连续梁由预应力混凝土连续梁和加劲钢桁组成。预应力混凝土连续梁采用单箱双室变高度箱形截面。加劲钢桁采用反向再分式桁架,在连续梁中支点附近采用曲弦的方式与混凝土梁相接。钢桁下弦节点与混凝土采用PBL剪力键及剪力钉传力。新型纵向约束体系为在全联均采用活动支座,不设纵向固定支座,在主墩墩顶设置温度限位装置、阻尼器及防落梁装置。桥梁纵向力由支座摩阻、温度限位装置、速度锁定器、防落梁装置协同承担,通过精确定位温度限位装置,将全梁温度跨度零点限制于中跨跨中附近,使结构的温度跨度减小到可以不必设置钢轨伸缩调节器。     

连续梁桥纵向地震碰撞反应参数研究

针对连续梁桥在地震作用下伸缩缝处的碰撞现象,建立了考虑支座非线性和墩柱弹塑性的碰撞模型。在此基础上,应用非线性时程方法研究了纵向地震作用下连续梁桥相邻联的非同向振动和伸缩缝处的碰撞效应。分析结果表明:影响碰撞反应的主要因素是相邻联的周期比和基本周期的大小,相邻联的质量比、伸缩缝间隙大小以及墩柱的弹塑性等因素对连续梁桥地震碰撞反应也有重要影响。同时还发现:碰撞对高度不同向振动的相邻联影响较大,当相邻联的周期比T1/T2>0.7时,碰撞对连续梁桥纵向地震反应的影响较小。     

连续梁墩柱合理设计的影响因素分析

随着连续梁桥的广泛应用,连续梁桥墩柱的合理设计值得深入研究。从影响连续梁桥墩柱设计的主要因素出发,深入分析各影响因素的重要性,为连续梁桥墩柱合理设计提供参考。     

速度锁定装置在津秦客运专线减震设计中的应用

速度锁定装置首次应用在津秦客运专线大跨度连续梁桥——跨京沈高速公路匝道特大桥上,为了解速度锁定装置的抗震能力,从设计参数选取和减震效果分析方面研究该装置在减震设计中的应用。速度锁定装置的最大锁定力、最大冲程、锁定位移和锁定速度分别为5 000kN、±100mm、8mm、0.25mm/s。采用有限元软件MIDAS Civil建立全桥有限元模型,分别将5条地震波输入到桥梁模型中,对比设置速度锁定装置前、后结构的地震响应,对墩顶位移、墩梁相对位移、墩底剪力、墩底弯矩及墩底竖向受力进行分析。结果表明,速度锁定装置能明显减小连续梁固定墩位移和地震力;在地震荷载下,速度锁定装置使连续梁受力重新分配,增强了结构的稳定性。目前,津秦客运专线已经通车运营,速度锁定装置工作良好。     

双曲面球型减隔震支座在潮漳高速公路韩江特大桥上的应用

广东韩江特大桥为超长多跨连续梁桥,场址地震烈度较高,抗震设计对结构体系方案的影响较大。从抗震设计的角度对韩江特大桥的结构体系设计进行了比选,对双曲面球型减隔震支座的减震效果进行了计算分析,并介绍了速度锁定器支座的应用,以期为同类桥梁的减隔震设计提供借鉴。     

ε型钢阻尼减震支座在连续箱梁桥中的减隔震应用效果分析

以陕西省某(20+33+20)m连续梁桥为工程背景建立有限元模型,分别对采用普通橡胶支座及ε型钢阻尼减震支座方案的桥梁内力、位移响应进行了计算和分析,计算结果表明:ε型钢阻尼减震支座的滞回曲线饱满,具有良好耗能减震作用,采用ε型钢阻尼减震支座可有效地减小桥梁各墩柱地震力,同时桥梁梁端位移也大大减小。     

兰州小砂沟大桥设计

兰州小砂沟大桥主桥为(57+2×100+57)m连续刚构桥。主梁采用波形钢腹板-混凝土组合箱梁,双幅单箱单室断面。波形钢腹板采用1600型波形钢板,与顶、底板分别采用双PBL剪力键和L200角钢连接键连接。纵向预应力筋分为体内束和体外束2种。下部结构采用由左右幅桥墩柱、承台及系梁组成的框架式结构,钻孔桩基础。主桥边跨简支端及引桥设置高阻尼橡胶支座,桥台处设置粘滞阻尼器,交接墩上设置速度锁定器。主桥采用悬臂现浇施工方案,并将边跨不对称段及合龙段处的波形钢腹板改造成临时吊篮,合龙顺序为先中跨后边跨。采用MIDAS Civil 2011进行静力及抗震计算,结果表明该桥各项指标均满足规范要求。     

盆式橡胶支座连续梁桥抗震性能优化设计研究

为研究盆式橡胶支座连续梁桥的抗震性能,采用有限元法分析连续梁桥的约束方式、一联跨数及跨度等主要参数对桥梁地震响应的影响.结果表明:常规的纵向单墩固定的约束形式一般不能满足抗震要求,需采用中间多墩纵向约束,为保证桥墩的延性,需要适当增加固定支座下墩柱的配箍率;支座约束方向的水平承载力要求较高,需设置抗震销、横向挡块等保险...     

桩土相互作用对桥梁抗震的影响研究

以高烈度地震区连续梁桥为例,分析桩土相互作用对桥梁地震力的影响,从墩顶位移、墩底内力、动力特性等方面与底部嵌固法进行对比分析。结果表明,对于桩土相互作用,把土体模拟为弹簧,整体刚度减小,结构基本周期偏大,地震力减小,能更真实地模拟实际情况,对高烈度地震区桥梁抗震设计尤为重要。     

某高速铁路连续梁桥桥墩地震反应分析

为深入了解高速铁路地震区桥墩设计的特点,以某客运专线高烈度地震区连续梁桥为研究对象,建立全桥三维有限元模型,计算连续梁桥桥墩的刚度、结构的自振频率及振动模态特性,并采用反应谱法进行地震反应分析.计算结果表明:高速铁路连续梁桥桥墩纵向刚度比横向和竖向刚度小,在8度及以上烈度区,地震力控制桥墩截面的配筋设计,按照纵、横向进行地震效应检算可满足设计要求,也可采用减、隔震等措施来降低桥墩地震力.     

成灌铁路桥梁设计

成灌铁路客运专线全线以高架桥为主。为满足灾后科学重建的要求,通过优化桥面布置减小了桥梁宽度,选用外形圆顺的箱形截面梁和桥墩增强了桥梁景观效果,采用与相邻简支梁平顺过渡的连续梁外形使桥梁线形流畅,采用配有阻尼器的盆式橡胶支座以降低连续梁主墩的地震作用,对无碴轨道道岔连续梁桥纵向分幅减小了桥梁横向伸缩量,在上跨公路的框架墩柱上设竖向拉槽改善了桥墩视觉效果,在长盖梁框架墩边柱顶设置支座以减小温度作用,结合结构整体受力分析、局部应力分析及动力分析,确保了桥梁设计满足安全性、舒适性、经济合理性、可持续发展和景观要求。