大跨度连续刚构桥抗震响应特性评估研究

为判断已建桥梁结构的抗震特性,迭代拟合了规范反应谱对应的人工加速度时程。分别采用反应谱法及时程分析方法对运营期大跨度连续刚构桥进行了E1级及E2级抗震特性研究,研究结果表明：本桥地震响应低阶参与振型与地震动峰值对应卓越频率值并不吻合,本桥在E1及E2地震作用下,墩身及主梁结构响应值较小,地震动作用下不会发生桥梁碰撞特征。     

采用暗挖法实施的中心城区换乘车站方案研究

现依托贵阳市轨道交通3号线一期工程北京路站,研究中心城区采用暗挖法实施的换乘车站方案。通过研究,在有条件情况下换乘方式采用十字换乘。根据客流预测核算,站台宽度为15.5 m;结合设备限界、管线敷设、施工误差等要求,车站净宽为22.8 m,为大跨度车站。当中心城区车站施工的变形控制要求高,暗挖车站断面跨度大时,可采取中洞法施工。可通过数值模拟,对暗挖结构初支及二衬进行受力分析,并且通过计算可以发现:当采取一定的初支措施时,中洞法对变形控制能够起一定的作用;通过暗挖断面优化、全包防水及接缝防水加强,来确保暗挖车站的防水质量;中洞法暗挖车站结构型式可以满足抗震要求。     

场地类别对装配式地铁车站结构地震响应的影响

为研究装配式地铁车站结构在不同场地条件下的地震响应,基于有限元软件,建立地层-装配式地铁车站结构三维静动力耦合非线性有限元分析模型,分析不同场地类别、不同地震动峰值加速度以及竖向地震动条件下装配式地铁车站结构的地震响应,并给出装配式地铁车站的加速度、变形、应力及塑性损伤的变化规律。分析表明： 1）场地类别由Ⅱ类变为Ⅲ类时,车站结构顶底间最大相对水平位移与接头张开角逐渐增大,且增长幅度变大,但接头张开角仍较小(<0.10°),验证了接头的稳定性和安全性; 2）在Ⅲ类场地条件下,拱腰、拱肩以及侧墙上下端附近的围护结构等位置易出现塑性损伤; 3）相比单向水平地震动,增加竖向地震动会显著增大装配式地铁车站结构的变形、应力、接头张开角及塑性损伤。总体来看,在Ⅱ类场地条件下,输入地震动峰值加速度分别为0.1g和0.2g时,结构基本处于弹性工作状态; 在Ⅲ类场地条件下,输入地震动峰值加速度为0.4g时,结构处于弹塑性工作状态且塑性区体积较大。     

预制拼装桥墩体系及其抗震性能研究进展

预制拼装桥墩体系(Pre-fabricated Concrete PierSystem, PCP)抗震性能是影响其推广、应用的关键。为加快PCP在中、高烈度等复杂恶劣工程环境中的设计、施工与建造,首先综述了PCP节点连接的接缝形式、连接构造类型及典型工程示例,指出了PCP常用3种接缝形式和6种连接构造力学性能的研究现状及其优缺点;其次,系统地梳理了PCP抗震性能的研究进展,分析了不同连接条件下PCP的抗震性能,明晰了现有PCP抗震性能研究的不足及未来研究方向;最后,详细地论述了PCP抗震性能提升方法的研究前沿,探究了耗能延性构造的设置、高性能材料的应用、新型装配式节点构造设计以及新型混合预制桥墩体系的提出等PCP抗震性能提升方法的优缺点和发展方向。结果表明：通过对装配式节点的合理设计以及薄弱区域的预处理,预制拼装桥墩体系的抗震性能能够达到“等同现浇”的设计原则。然而PCP在复杂恶劣工程环境中的推广应用仍面临以下关键问题：PCP既有节点连接方式、体系和改进措施的抗震性能研究成果亟需归纳;新型节点连接方式、新体系和新型改进措施亟待提出,相关抗震性能有待验证;既有和新型PCP抗震性能的理论分析及抗震设计方法尚需完善;适用于复杂恶劣环境的预制拼装桥墩设计、施工标准亟需制定。     

简支箱梁桥地震反应半主动控制分析

为提高某简支梁桥的抗震能力,采取适当的减震控制措施能够有效地减小桥梁的地震反应。建立了某简支箱梁桥的有限元模型,将板式橡胶支座与磁流变阻尼器组合使用,在桥梁的支座和伸缩缝处共设置8组磁流变阻尼器,分析了不同地震动输入下的简支箱梁桥主动控制、半主动控制和被动控制的减震效果。结果表明,半主动控制对简支梁桥的减震效果非常显著,并且能够很好地接近主动控制的减震效果。半主动控制对于桥梁整体地震反应的减震效果优于始终提供最大阻尼力的被动控制。这为半主动控制阻尼器在简支梁桥抗震中的实际应用提供了理论上的指导。     

薄壁高墩大跨连续刚构桥地震时程反应参数研究

运用大质量法,建立并推导了长大跨度桥梁考虑行波效应的分析模型及解析方程。以内蒙古小沙湾黄河特大桥为工程背景,选取墩身刚度、地震波视波波速、地震波激励方向等主要参数,建立动力计算模型,对该桥上述各种参数工况下地震时程反应作了参数对比分析研究。利用分析结果,探讨了同类桥梁在各种参数变化情况下墩顶位移和墩底内力的变化规律。     

水平地震作用下单桩横向非线性动力响应的三维有限元数值模拟

针对水平地震作用下的桩土相互作用体系,利用有限元软件ANSYS建立了单桩-地基土系统三维有限元模型。运用此模型,对系统进行考虑地基土的材料非线性和桩土界面状态非线性的单桩横向地震响应计算,并进行了自由场响应的计算。计算结果表明:土体的材料非线性与桩土界面状态的非线性特性对单桩的横向水平地震响应有着一定的影响。     

地震作用下高架桥结构的脆弱性

用能力谱方法和非线性动力分析方法分别建立了高架桥结构的脆弱性曲线。对用两种方法建立的脆弱性曲线进行比较发现；对于保护层混凝土剥落破坏状态，由两种方法分析的结果相差不大；对于纵筋屈曲和倒塌破坏状态，用能力谱方法分析的高架桥结构在给定地面运动强度下的失效概率偏低；用能力谱方法进行分析方便快速，但对于严重破坏状态分析精度较低；在应用非线性动力分析方法时需要对结构进行大量的动力时程分析，但结果精确可靠。     

综合超前预报方法在岩溶区隧道不良地质体探测中的应用

岩溶区隧道施工过程中易发生涌水突泥等灾害事故,为保证岩溶区隧道的施工安全,降低施工灾害发生的概率,施工前有必要对隧道进行超前预报。依托湖北省保宜高速公路尚家湾隧道,通过地质分析研究了尚家湾隧道的岩溶发育特征,利用 TSP超前预报系统和地质雷达等物探手段对尚家湾隧道的地质缺陷体进行了探测,并结合短距离钻探进行对比分析,探测结果与现场实际揭露情况基本吻合。综合采用 TSP 超前预报系统和地质雷达可较为精确预报岩溶区隧道的不良地质,其预报手段可供类似工程借鉴。     

TGP地震预报技术在隧道超前地质预报中数据异常原因分析及处理措施

隧道施工常采用地震反射波法采集地震波数据,受施工进度、地质情况、现场配合、操作人员水平等因素限制,使得很多采集到的数据出现异常。为提高数据采集质量,避免出现异常数据,通过TGP地震预报技术在铁路隧道工程中的应用实践,从触发与装药、电压(流)干扰、耦合不良、隧道管波、岩性变化5方面分析总结异常数据出现的原因,并提出相应的处理措施:1)提高装药质量;2)远离高压电缆及设备;3)保证成孔质量;4)做好注水和堵孔;5)重视基础地质工作。通过采取以上措施,达到准确预报前方地质情况的目的。