大跨度斜拉桥地震反应时程分析

大跨度斜拉桥一般都是交通运输的枢纽工程,对斜拉桥进行正确有效的抗震设计有着非常重要的意义.通过有限元建模对大跨度斜拉桥进行动力特性分析;运用时程分析方法,选取EI-Centro波对该桥进行了地震反应分析,分析了大跨度斜拉桥在不同地震动作用下的反应特点.分析结果表明,对于长柔性体系的斜拉桥,不能忽略竖向地震反应,应对竖向地震反应做必要的研究.     

三塔斜拉桥地震响应分析

文章以山东济南建邦三塔斜拉桥为研究对象,采用有限元软件建立该桥有桩和无桩两种模型,进行了动力特性分析,并在不同工况下进行反应谱和弹性时程分析。两种模型的地震响应的结果表明,桩土效应对结构位移和内力影响较大,在对大跨度支撑体系斜拉桥进行抗震分析时,应该考虑桩土效应。     

多点激励下多跨斜拉桥缩尺模型的地震响应研究.部分1:振动台试验（英文）

研究目的:为多塔斜拉桥在一致激励和非一致激励下地震响应的研究提供地震模拟振动台全桥试验方法,并有助于加强多塔斜拉桥抗震性能和抗震设计的认识。创新要点:1.建立了地震模拟振动台多台阵试验方法,并首次将其应用于多塔斜拉桥全桥比例缩尺模型的地震响应分析之中;2.通过地震模拟振动台试验,揭示了多塔斜拉桥在多点一致激励和多点非一致激励的地震响应特性并提出了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式。研究方法:1.基于动力相似理论,设计与制作了多塔斜拉桥的全桥比例缩尺模型(图2);2.利用地震模拟振动台多台阵试验,根据在不同地震波作用下和考虑行波效应后多塔斜拉桥模型的主梁和主塔响应,分析了多塔斜拉桥在多点一致激励和多点非一致激励的地震响应特性(图5~图8);3.根据在地震波不同强度作用下多塔斜拉桥模型的主梁和主塔响应,分析了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式和地震响应(图9)。重要结论:1.江心波作用下该多塔斜拉桥的地震响应大于其他三种地震波;2.多塔斜拉桥在抗震设计时需要考虑行波效应的影响;3.在El-Centro波的加速度峰值高达4.0 m/s2时,多塔斜拉桥模型出现了支座破坏。     

多点激励下多跨斜拉桥缩尺模型的地震响应研究．部分1：振动台试验

研究目的：创新要点：为多塔斜拉桥在一致激励和非一致激励下地震响应的研究提供地震模拟振动台全桥试验方法,并有助于加强多塔斜拉桥抗震性能和抗震设计的认识。1．建立了地震模拟振动台多台阵试验方法,并首次将其应用于多塔斜拉桥全桥比例缩尺模型的地震响应分析之中;2．通过地震模拟振动台试验,揭示了多塔斜拉桥在多点一致激励和多点非一致激励的地震响应特性并提出了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式。研究方法：1．基于动力相似理论,设计与制作了多塔斜拉桥的全桥比例缩尺模型（图2）;2．利用地震模拟振动台多台阵试验,根据在不同地震波作用下和考虑行波效应后多塔斜拉桥模型的主梁和主塔响应,分析了多塔斜拉桥在多点一致激励和多点非一致激励的地震响应特性（图5～图8）;3．根据在地震波不同强度作用下多塔斜拉桥模型的主梁和主塔响虚,分析了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式和地震响应（图9）。重要结论：1．江心波作用下该多塔斜拉桥的地震响应大于其他三种地震波;2．多塔斜拉桥在抗震设计时需要考虑行波效应的影响;3．在El-Centro波的加速度峰值高达4．0m／s^2时,多塔斜拉桥模型出现了支座破坏。     

薄壁高墩刚构桥的动力特性分析

以一座薄壁高墩刚构桥为研究对象,根据其墩高及薄壁的特点,运用通用有限元软件ANSYS对其建立三维有限元动力计算模型,对该桥最大悬臂施工阶段和成桥阶段的动力特性进行计算分析,获得了大桥的自振频率和振型,为该类桥梁的抗风、抗震设计研究提供了分析的基础.     

波形钢腹板部分斜拉桥动力特性分析

本文以郑州市某大桥为研究对象,采用桥梁博士有限元程序,建立了该桥的空间力学计算模型,计算了桥梁结构的自振频率和振型,结合已建成的多座无背索部分斜拉桥振动特性分析结果,对桥梁动力特性和刚度特点进行了讨论.计算结果可为该类型桥梁的设计、施工及使用阶段的健康检测和维护提供借鉴.     

多点激励下多跨斜拉桥缩尺模型的地震响应研究.部分2:数值分析（英文）

研究目的:通过非线性动力有限元分析,模拟多塔斜拉桥在多点激励下的地震响应以及揭示其在强震下的倒塌破坏模式。创新要点:解决了多塔斜拉桥的非线性动力数值模拟技术,并首次模拟了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式。研究方法:首先采用隐式的Newmark-β法求解多点地震激励下的非线性动力方程(图3),随后采用显式的中心差分格式对强震作用下桥梁的倒塌破坏过程进行数值仿真(图4)。重要结论:1.单主梁模型的数值结果可以很好地反映地震模拟振动台试验的地震响应结果;2.在加速度峰值为4.0 m/s2的El-Centro波时,多塔斜拉桥模型只出现了中塔支座的破坏;3.在加速度峰值为4.0 m/s2的江心波时,多塔斜拉桥模型先后出现了支座破坏、拉索与塔的连接破坏以及中塔上塔柱段的单元失效。     

多点激励下多跨斜拉桥缩尺模型的地震响应研究．部分2：数值分析

研究目的：通过非线性动力有限元分析,模拟多塔斜拉桥在多点激励下的地震响应以及揭爪其在强震下的倒塌破坏模式。创新要点：解决了多塔斜拉桥的非线性动力数值模拟技术,并首次模拟了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式。研究方法：首先采用隐式的Newmark-β法求解多点地震激励下的非线性动力方程（图3）,随后采用显式的中心差分格式对强震作用下桥梁的倒塌破坏过程进行数值仿真（图4）。重要结论：1．单主梁模犁的数值结果可以很好地反映地震模拟振动台试验的地震响应结果;2．在加速度峰值为4．0m／s2的E1。Centro波时,多塔斜拉桥模型只出现了中塔支座的破坏;3．在加速度峰值为4．0m／s2的江心波时,多塔斜拉桥模型先后出现了支序破坏、拉索与塔的连接破坏以及中塔上塔柱段的单元失效。     

新型格构式高墩连续弯梁桥抗震性能分析

以四川雅泸高速公路干海子特大桥为工程背景,采用Midas Civil有限元软件建立三跨一联钢管混凝土格构式高墩连续弯梁桥结构。进行E1弹性地震响应分析,探讨了该类新型梁桥结构的动力特性、内力分布规律,以及地震波激励角度参数对全桥各个指标的影响规律,研究结果表明:钢管混凝土格构式高墩连续弯梁桥结构刚度较柔、周期长,不可忽视弯扭耦合效应。上部主梁弯矩值控制截面位于固定支座位置处,扭矩峰值出现在梁端位置处;下部格构墩弯矩和轴力控制截面均出现在固底墩墩底,墩顶为桥墩位移控制截面。支座中心连线和与之垂直的方向均为最不利激励角度。     

地震作用下铁路简支梁桥桥墩配筋率与频率的关系

基于大型有限元分析程序SAP2000计算出模型的自振特性和墩底地震响应,按照规范规定的配筋计算方法,采用偏心受压构件计算公式计算得到墩底截面的配筋率,对桥墩配筋率与频率的关系进行分析研究,得出不同设防地震烈度和不同场地类型条件下桥墩配筋率随着频率的变化规律,可为同类桥梁的桥墩配筋设计提供有价值的参考.     

某混合梁斜拉桥钢混接合段整体有限元分析研究

在大跨度的桥梁中,单一的混凝土梁或者钢梁都会在边跨墩顶产生负反力,并会引起塔顶和主跨产生过大的偏移位移及挠度。为了充分发挥混凝土材料的压重作用和钢材跨越能力大的优势,便产生了混合梁结构,混合梁即在中孔大跨全部或部分采用钢主梁,两侧采用预应力混凝土主梁。主要采用有限元分析的方法对某混合斜拉桥钢混接合段的受力特性进行分析,真实反映其结构的复杂应力分布情况,并提出改进和完善的钢混接合构造措施。     

大跨度斜拉桥拉索安全评估的概率方法

为了对运营期斜拉桥安全性进行评估,提出了评估斜拉索安全性的方法.考虑Daniels效应和断丝概率提出斜拉索强度模型与基于斜拉索运营期安全系数的大跨度斜拉桥可靠度评估方法.作为模型的应用验证,分析了宁波招宝山斜拉桥最长边索,即第25号索在不同检测期的安全性,并调查了不同的参数对安全概率的影响.分析结果表明:斜拉索Daniels效应不可忽略;运营期斜拉索的退化可以通过线性增长的索内断丝率来模拟;考虑斜拉桥拉索退化过程的随机性评估运营期斜拉桥拉索安全水平的方法是有效的.     

大跨度高低塔斜拉桥车-桥动力响应

针对大跨度高低塔斜拉桥刚度非对称将导致车-桥空间耦合振动过程更为复杂这一现象,以主跨480 m的高低塔钢箱叠合梁斜拉桥——重庆南纪门长江大桥为工程背景,基于车-桥动力相互作用理论,采用自编程建立车-桥耦合动力模型,分析不同行车模式(列车运行速度、编组数量、运行方向)和高低塔侧刚度差异对车-桥动力响应的影响。结果表明：随着列车运行速度的提高,车-桥系统振动增大;随着列车编组数量的增加,列车振动无明显变化,桥梁振动逐渐增大;桥梁主跨跨中竖向动位移对列车编组数量更敏感,跨中竖向加速度对列车运行速度更敏感;列车运行方向对列车振动影响较小,对桥梁振动则有较大影响;低塔侧主梁各位置处的振动较高塔侧更大。     

双塔单索面人行钢斜拉桥的设计与受力分析

以某双塔单索面人行钢斜拉桥为对象,采用Midas Civil建立全桥空间杆系有限元模型,进行恒载、活载和承载能力极限状态作用下结构受力性能分析,同时开展该桥的动力特性分析。研究表明:对于该异形斜拉桥,活载引起的主梁和主塔弯矩效应较恒载作用下的结果更加显著;承载能力极限状态作用下,该桥主梁、主塔、斜拉索等主要承重构件的最大应力均小于材料容许应力,满足规范要求;动力特性分析结果表明主梁面内刚度和主塔面外刚度较小,此外遮阳棚的局部振动在高阶振型中所占比例较大,在地震作用下可能发生破坏;该桥的一阶竖向自振频率为1.92 Hz,不满足现行规范要求,建议采取有效的减振措施来控制人致振动响应。     

强震作用下独塔斜拉桥抗震性能分析

以某跨径为110 m的独塔异形斜拉桥为工程背景,通过非线性有限元分析对斜拉桥在强震作用下的地震响应特性及减震措施进行了研究,得出如下结论:相比Lander-amboy波,卓越周期与桥梁固有周期较为接近的Cerro Prieto波能够引起结构较大的地震响应。行波效应能够显著增大工程背景斜拉桥的地震响应,且随着视波速的增大,桥梁的加速度响应明显增大。阻尼系数25 000 kN·s/m为工程背景斜拉桥的最优粘滞阻尼器设计参数,且在塔梁连接处安装该参数粘滞阻尼器后,斜拉桥减震效果显著,尤其能明显减小结构的位移响应。     

斜拉桥车桥耦合振动分析

本文基于有限元理论建立了车辆和桥梁耦合振动的数学模型,推导车辆的动力平衡方程和车桥相互作用力的表达式及考虑车桥相互作用的质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵,并对斜拉桥的车桥耦合振动问题进行了分析。     

采用被动分肢墩的刚架系杆拱桥抗震性能试验研究

为了提高刚架系杆拱桥的抗震性能,提出了一种新型抗震墩柱——被动分肢墩的抗震设计概念.即在墩柱中设置竖缝和连接件,利用连接件在罕遇地震下的破坏,降低墩柱抗侧刚度,避开场地卓越周期,减小结构的地震反应.以实桥为原型,设计了采用被动分肢墩的刚架系杆拱桥比例模型,进行了该模型拟静力试验研究.介绍了被动分肢墩的试验破坏过程,滞回特性以及对上部拱肋的影响,试验结果表明:与普通延性抗震墩柱相比,被动分肢墩具有良好的抗震性能.     

基于广义柔度曲率熵的斜拉桥损伤识别方法研究

为了进一步验证广义柔度曲率信息熵损伤指标在斜拉桥上的可行性,针对某工程实例的独塔斜拉桥进行有限元模拟分析。通过有限元对桥梁两跨跨中和3/4跨模拟不同的损伤程度工况,并引入5%、10%、12%噪声对基于广义柔度曲率信息熵方法进行抗噪性验证。结果表明：广义柔度曲率矩阵信息熵损伤识别方法可准确有效地识别出斜拉桥两边跨不同损伤程度的单点和多点损伤,并可根据损伤位置峰值的大小预测桥梁结构的损伤程度,同时该方法在10%噪声环境下仍然具有良好的损伤识别效果,从而验证了该损伤指标在斜拉桥损伤识别运用中具有良好的效果。     

远场类谐和地震作用下双柱墩梁桥失效分析

根据远场类谐和地震动、普通地震动反应谱与规范反应谱之间的包络关系,选取输入结构的地震动加速度峰值?建立双柱墩式抗震梁桥,分析同峰值加速度的远场类谐和地震动和普通地震动作用下双柱墩式梁桥主梁、墩柱的地震响应等,揭示远场类谐和地震动作用下双柱墩式梁桥的动力响应与失效机理?采用SR模型模拟双柱墩抗震梁桥墩底的SSI效应,分析远场类谐和地震动作用下梁桥地震响应变化规律。结果表明,远场类谐和地震动对桥梁的地震响应为普通地震动作用的1.5倍以上,其设防烈度至少应提高一度才能保证桥梁的安全?墩-系梁连接点处弯矩随桩土刚度减小而增大,有可能会引起桥墩弯曲破坏。     

随机参数梁弯曲振动时的动力特性分析方法

对结构参数具有随机性的梁结构受到弯曲振动时的动力特性进行了分析讨论,提出了研究梁弯曲时其结构参数的随机性对其动力特性的影响的一种新方法,从概率分析的观点出发推导出了随机参数梁弯曲振动时的动力特性数字特征的表达式,从而表明了随机参数梁结构在弯曲振动时动力特性随机性的影响因素.