纵向地震下高速铁路桥梁圆端型实体墩塑性铰长度研究

以纵向地震下高速铁路桥梁圆端型实体墩为工程背景,将桥墩置于全桥体系中,利用弯矩曲率关系程序和有限元软件对桥梁进行弹塑性分析计算,得出不同墩高、不同车速以及不同地震作用组合工况下的高速铁路桥墩塑性铰长度,并与既有试验结果以及各国桥梁抗震设计规范塑性铰长度计算公式相对比。计算结果表明：在设计纵向配筋率、体积含箍率、剪跨比、轴压比下的塑性铰长度经过修正可以满足要求,提出了适合铁路桥梁圆端型墩的塑性铰长度建议计算公式,为高铁桥梁设计提供参考。     

铅芯橡胶支座隔震铁路简支梁桥双向地震响应分析

采用铅芯橡胶支座,选取具有不同固有周期的4座铁路简支梁桥桥墩,建立空间有限元模型。以7组典型地震波作为激励,进行铅芯橡胶支座隔震铁路简支梁桥的双向地震响应分析。采用时程分析法计算考虑和不考虑铅芯橡胶支座恢复力耦合作用的隔震桥墩系统的地震响应。分析结果表明:双向地震动作用下考虑耦合作用的铅芯橡胶支座的位移—恢复力曲线与单向地震作用下不考虑双向恢复力的耦合作用时的位移—恢复力曲线在形状上存在较大差别,铅芯橡胶支座的滞回耗能也不相同;不同地震激励下铅芯橡胶支座恢复力的耦合作用对铅芯橡胶支座峰值位移的影响程度不同;随着桥墩一阶固有周期的增加,铅芯橡胶支座恢复力的耦合作用对一阶振型方向的支座峰值位移的影响程度逐渐增大;梁体的峰值地震响应的规范计算值大都高于实际值,故按照规范值进行铁路简支梁桥的隔震设计偏于安全。     

地震作用下简支梁桥纵向碰撞模拟

为研究地震作用下简支梁桥纵向碰撞响应以及间隙宽度、碰撞刚度等因素对碰撞的影响,通过有限元软件SAP2000进行建模分析,首先通过接触单元法进行碰撞模拟,并对比各设计参数取值对碰撞的影响;其次基于大质量法,实现多点激励的输入模式,探究行波效应作用下桥梁响应的变化。研究表明:不同的结构设计参数对桥梁结构动力特性影响差异不尽相同,碰撞间隙对碰撞力的大小起控制作用;桥墩高度决定了桥墩是受弯矩还是剪力控制设计,墩高比为1.00和1.16时的墩底弯矩分别比墩高比为0.84时增加71.7%,73.5%,墩底剪力为墩高比取0.84时的53.9%,39.5%;刚度在不大于主梁刚度时对结构影响较小;行波效应中视波速越小,简支梁桥碰撞越严重。     

考虑跨数影响的单线铁路简支梁桥桥墩地震响应

针对8 m和25 m 2种墩高的单线铁路简支梁桥,研究跨数对中间桥墩地震响应的影响程度。采用OpenSEES程序,分别建立2跨,4跨,6跨和8跨共4种不同跨数的桥梁有限元模型。通过不同方向、不同烈度的地震动作用下地震响应的对比分析,确定跨数对中间桥墩地震响应的影响程度。研究结果表明:在纵向地震动作用下,中间桥墩地震响应随跨数的增加而增加,并在跨数多于4跨时增加趋势变缓;在横向地震动作用下,中间桥墩地震响应随跨数的增加而先增加后减小,并在跨数为4跨时达到最大值。以上趋势随着墩高和地震烈度的增加而减小,但在桥墩屈服前后略有波动。因此,在进行单线铁路简支梁桥的普通高度桥墩地震响应分析时,为了同时提高计算精度和计算效率,建模跨数以4跨为宜。     

强震作用下多跨简支梁桥碰撞效应的非线性响应分析

为了研究强震作用下多跨简支梁的非线性碰撞对结构响应的影响,基于SAP2000建立某多跨简支梁有限元模型,考虑支座和碰撞单元的非线性特性.对多跨简支梁自振特性分析探究该简支梁的振型及频率.最后探究碰撞单元刚度、间隙值及支座刚度3个非线性参数对碰撞效应的影响规律.研究结果表明:该桥前几阶振型主要以纵漂和竖向运动为主,表明在...     

辽阳新运大桥弹性及弹塑性地震反应分析

辽阳新运大桥主桥为四跨大跨径连续箱梁桥,针对该桥,依据《公路桥梁抗震设计细则》,采用谱分析方法和Pushover分析方法,并考虑支座连接形式和桩土相互作用,对其进行弹性及弹塑性分析,通过分析得出结构在地震作用下的屈服性能以及塑性铰的屈服状态,验证了结构在E1和E2作用下的强度和变形满足要求,为类似工程的抗震设计提供参考。     

近场地震作用下高速铁路简支梁桥行车安全性影响研究

为评估近场地震作用下渝昆高铁典型规则与非规则简支梁桥的行车安全性,分别建立等墩高10跨简支梁桥与某实际非规则铁路简支梁桥有限元模型,首先对不同抗震方案进行比选,在此基础上,计算各桥梁动力特性,选取桥址周围实际近场地震动作为输入,考虑列车不同行车速度,对4种不同桥梁结构进行列车-桥梁耦合系统时程分析.选取列车脱轨系数、轮...     

罕遇地震下城际铁路连续梁桥延性抗震设计

研究目的:罕遇地震作用下,城际铁路桥梁结构可能进入到弹塑性工作状态,对城际铁路桥梁结构进行弹塑性地震响应分析和延性抗震设计具有重要的工程价值和研究意义。结合大连市金州新区至普湾新区城际铁路工程的设计实例,基于纤维梁柱单元模型的基本原理,建立主桥(25+30+25)m预应力混凝土连续箱梁桥的弹塑性分析模型,采用傅里叶变换和反复迭代法将铁路规范反应谱拟合为地震动时程曲线,进行罕遇地震下桥梁的地震响应分析及桥墩延性抗震设计。研究结论:结果表明:地震激励下,仅制动墩进入到塑性状态,延性系数最大值为3.02,小于规范给定值4.8,抗震验算满足规范要求。本文给出的桥梁弹塑性分析方法和延性抗震设计结果为城际铁路连续梁桥的延性抗震设计提供了一种实用手段和依据。     

罕遇地震作用下高速铁路减隔震简支梁桥合理计算模型的探讨

以往在分析减隔震桥梁的地震响应时,由于考虑到桥墩和基础应保持弹性工作状态,在基于强度的设计中偏于安全考虑桥墩一般采用毛截面刚度建立弹性梁单元模型。实际上,在罕遇地震作用下,桥墩墩底截面虽然未达到屈服状态,仍然会出现保护层混凝土开裂,并导致桥墩刚度降低。此时,应考虑对桥墩刚度进行适当修正以估计桥梁的各项地震响应参数,这也有利于实现减隔震桥梁基于位移的抗震设计。结合西部高速铁路中典型的简支梁桥结构形式,分别采用弹塑性纤维梁柱单元、弹性梁柱单元、考虑刚度修正的弹性梁柱单元模拟桥墩建立3种计算模型,探讨适用于罕遇地震作用下的高速铁路减隔震桥梁的合理计算模型。结果表明,当罕遇地震作用下桥墩位移延性超过0.5时,考虑刚度修正的弹性梁柱单元模拟桥墩的计算模型能够较好地估计桥梁各项地震响应参数。     

罕遇地震作用下高速铁路简支梁桥抗震性能分析

简支梁桥在高速铁路中占到了极高的比例,其抗震性能值得深入研究。结合西部高速铁路中典型的简支梁桥结构形式,建立不同墩高的高速铁路多跨简支梁桥的全桥空间分析模型,在模型中采用纤维单元模拟桥墩,并对固定支座锚固螺栓在罕遇地震作用下可能被剪断的力学特性予以适当的模拟,采用非线性时程方法分析高烈度地震区内该类桥梁在罕遇地震作用下的弹塑性地震响应,讨论该桥的损伤模式。分析结果表明:相比纵桥向地震作用,墩高20 m以内的高速铁路大跨度简支梁桥在横桥向地震作用下的桥墩损伤程度更大;整体看来桥墩具有较好的抗震性能,而合理控制支座锚固螺栓被剪断后主梁所产生的较大位移将成为铁路简支梁桥抗震设计中的重点。     

大跨空间网格结构在多维多点输入下的地震响应分析

同时考虑地震动2个水平和1个竖直共3个平动分量,并考虑了地震动场的空间相关性,用时程分析法对大跨空间结构进行了多维多点输入和多维一致输入下的响应分析。考查了2种输入方法下结构杆件内力的分布特点,并对其进行了对比分析,在多维多点输入和多维一致输入下结构响应的差异、视波速及结构跨度对这种差异的影响方面得出了一些结论。     

地震作用下高墩大跨连续刚构桥几何非线性影响研究

以考虑结构的几何非线性的地震响应分析方法对某山区高墩大跨连续刚构桥进行地震响应分析,并与该桥几何线性地震响应结果进行了对比。结果显示：地震输入方向为纵向+竖向时,是否考虑几何非线性的计算结果基本一致;而地震输入方向为横向+竖向时,是否考虑几何非线性的计算结果差异很大,指出桥梁横向刚度及桥梁曲线结构是两种计算结果发生差异的主要因素。所以,对横向刚度较弱或带有曲线梁段的桥梁进行抗震计算时,建议考虑几何非线性的影响。     

新疆伊犁河大桥主桥地震响应分析

研究目的:新疆伊犁河大桥是连接218国道和313省道的重点控制工程,主桥为(66+5×120+66)m双肢薄壁连续刚构桥,该桥被称为新疆第一大桥。桥址位于7度地震区内,目前对这类大跨度连续刚构桥的地震反应研究很少。为保证该桥的抗震安全,研究该桥的地震响应规律,为同类桥梁设计提供参考依据。研究结论:通过分析得出:(1)对于连续刚构桥而言,塑性铰的位置出现在刚构墩的墩顶及墩底,抗震设计时需要加强此处的设计;(2)该大桥在地震反应下,虽然出现塑性铰,但与破坏位移还有一定的距离;(3)该桥具有一定的延性能力,满足大震不倒的要求。     

大跨自锚悬索桥地震响应分析

对某在建大跨度自锚悬索桥进行了动力特性分析和地震响应分析,根据标准反应谱生成了人工输入地震波,在此基础上进行了非线性时程分析,结果表明结构设计合理,抗震性能较好.     

近场和远场地震动作用下双层竖向重叠地铁隧道地震反应特性

基于江苏省的地震环境,研究近、远场地震动作用下的双层竖向重叠地铁隧道的地震反应特性,并与单层地铁隧道的地震反应特性进行比较。结果表明:在近场地震动作用下上下层隧道之间的相互作用对隧道的相对水平位移差具有放大作用,而在远场地震动作用下双层隧道的相对水平位移差与单层隧道的基本相同;在近、远场地震动作用下,上层隧道的相对水平位移差要比下层的大得多;在近场地震动作用下存在隧道拱肩外侧的地震应力大于拱肩内侧地震应力的现象,而在远场地震动作用下地铁隧道拱肩内侧的地震应力值最大;在近场地震动作用下双层隧道下层的地震应力幅值要比上层的地震应力幅值大,在远场地震动作用下则相反;在近、远场地震动作用下双层竖向重叠地铁隧道底部的峰值加速度与浅埋或深埋单层隧道的基本相同。     

断层错动及地震作用下隧道力学特性研究

依托国外某穿越走滑断层的高速铁路隧道,利用FLAC~(3D)建立三维有限元模型,通过在断层两侧施加强制位移,研究在走滑断层错动作用下的隧道衬砌力学特性,并基于此对隧道在地震波作用下的动力响应规律进行动力分析,最终得到依托隧道的抗错动及抗震加固长度。结果表明,在走滑断层错动作用及地震动作用下,衬砌内力及应力在断层破碎带与上下盘交界面处达到峰值,并随着监测断面沿轴线方向远离断层时逐渐趋于稳定。随着断层错动量的增加,衬砌内力与应力逐渐增加;随着输入地震波方向与隧道轴线夹角的增加,衬砌内力与应力逐渐减小。最终得出,断层错动0.1 m时,断层两侧隧道加固长度为3.7D(D为隧道内径);断层错动0.25 m时,隧道加固长度为4.5D;断层错动0.5 m时,隧道加固长度为5.2D。     

非对称高墩大跨曲线连续刚构桥地震反应分析

利用通用有限元软件ANSYS9.0对芦家沟大桥建立空间有限元模型,分析该桥的空间振动特性,得出结构前10阶固有频率和自振模态;分析墩高变化对曲线刚构桥自振频率的影响。在此基础上,进行该桥地震反应的反应谱分析,得出曲线连续刚构桥地震反应的特点,以及地震荷载作用下结构的薄弱断面所在位置。同时,还对相同上部结构的曲线连续梁桥进行相同内容的分析,并对两种桥型的分析结果作了比较。     

大跨度连续梁桥弹塑性动力响应分析

在罕遇地震作用下,桥梁墩柱多数会进入弹塑性阶段.为研究大跨度连续梁桥的弹塑性动力响应规律,首先基于SAP2000软件建立一座大跨度连续梁桥的三维有限元模型,采用墩底集中塑性铰的方法模拟桥梁墩体在地震作用下的塑性行为;其次按JTG/T B02-01—2008《公路桥梁抗震设计细则》选择3条实测地震波作为该桥地震动输入;最...     

大跨度连续刚构桥罕遇地震下抗震分析

研究目的:新建风陵渡黄河特大桥位于八度地震区,在跨越黄河主河道时,为满足航运和过洪要求,其主跨必须采用百米以上大跨度,这便对跨主河道的主桥提出了相当高的设计标准。本文通过有限元程序对主桥结构进行的静力及动力分析,介绍了大跨度连续刚构桥延性设计方法。研究结论:随着土木工程设计理念的不断更新,工程技术人员需要重新审视桥梁结构的防灾减灾设计,对大型复杂桥梁进行抗震延性设计是十分必要的。本文通过对于高烈度地震区大跨度连续刚构桥在罕遇地震下的抗震分析,提供了一种有效的延性设计方法。即通过非线性时程分析得到桥墩内力、位移等反应结果以后,将反应结果与各桥墩进行Pushover分析后得到的屈服抗力相比较,最终判定全桥是否有足够延性抗震能力。     

地震作用下地铁站桥合建体动力响应分析

研究目的:为研究地铁车站与城市桥梁合建体的地震响应特征,本文结合工程案例,采用MIDAS GTS建立合建体结构的有限元模型,考虑土体与地下车站的相互作用,选取三种地震波,采用时程分析法对合建体结构进行地震反应计算,分析不同地震波对合建体结构的地震响应特征,获取地震作用下合建体结构的应力和变形规律.研究结论:(1)在设防...