珠江黄埔大桥强震动监测和警报系统

首先引出在大型桥梁上开展强震观测应用的重要性,进而介绍在珠江黄埔大桥上布设强震动监测和警报系统的设计思路和方案,最后介绍系统使用的预期效果,达到桥梁震动报警、损伤判定、模态参数更新、时程数据捕获分析等目的.     

青海玛多M7.4地震中野马滩大桥地震动特征初判

2021年5月22日青海省玛多县发生M7.4地震,造成玛多县境内的野马滩大桥和野马滩2号桥发生落梁破坏.中国地震局公布的地震烈度表明野马滩大桥处的地震烈度为Ⅸ.然而野马滩大桥附近无强震台站,未能记录到大桥附近的加速度时程,这也阻碍了野马滩大桥在地震作用下破坏机理的研究.因此,本文尝试采用经验格林函数方法、并参考医学上自身异位皮肤移植的理念,尝试评估野马滩大桥处的地震动的主要特征[包括地震动峰值加速度(PGA)的可能的取值范围和加速度时程],并与已公布的玛多地震的地震烈度、中国地震烈度表(GB/T17742—2020)、第五代地震动区划图(GB18306—2015)中的设计反应谱进行对比.结果表明:(1)本文得到的PGA的取值范围(320~620 cm/s²)与中国地震烈度表(GB/T17742—2020)中地震烈度为Ⅸ区内的PGA的取值范围(402~830 cm/s²)匹配程度较好;(2)本文合成的地震动反应谱与第五代地震动区划图中,野马滩大桥处的极罕遇地震动的加速度设计反应谱整体匹配较好,表明本文合成的加速度时程可以造成野马滩大桥落梁破坏.研究表明本文给出的野马滩大桥附近的地震动强度特征具备一定的参考价值,可作为野马滩大桥处的加速度时程输入,为研究该桥的坍塌机理提供数据支持.     

具有地域特性的设计地震动参数确定——以武罐高速公路为例

分析了甘肃陇南武罐高速公路所处陇南地区强震动记录的地形效应及频谱特征,研究了在地震危险性概率计算中地震动地域特性的简化与抽象过程,应用地震动记录地形效应及地域频谱特征对重大工程地震危险性计算结果进行调整,从而给出具有地域特性的设计地震动参数。结果表明:地震危险性概率分析计算结果与地域地震动特征分析结果之间有一定差异,根据地震动特征分析结果,对危险性计算结果中动力放大系数βmax和特征周期T进行一定的调整,以给出适合本区特征的抗震设计地震动参数。     

玛多地震中大野马岭大桥震害机理分析

2021年5月22日青海玛多发生了M_s7.4级地震,从地震中桥梁震害情况看:此次地震的特点是断层北侧震害轻,南侧震害重。位于断层南侧的野马滩大桥是简支梁桥,发生大量落梁,是此次地震中受损最为严重的大桥之一;而位于北侧的大野马岭大桥是连续梁桥,仅发生了部分挡块开裂。其中原因值得深入研究。本文通过有限元分析软件Midas/Civil建立大野马岭大桥（上行线）模型,进行地震反应分析,讨论分析了大野马岭大桥在此次地震中的震害机理。发现南北向的地震动是造成该桥横向挡块破坏的主要原因,东西向地震动因受到桥台和纵向挡块的约束并没有出现严重损伤。若将该桥由连续梁桥变成简支梁桥,地震反应会有所变化,但总体趋势特点变化并不大。另外,本文通过现有资料选定5组地震动作为输入,进行地震反应分析,比较分析不同地震动对该桥的影响,并验证地震动模拟效果。     

基于渤海地震环境的海洋平台抗震设防标准初步研究

1 不同概率水准地震动参数之间关系 收集了渤海27份石油平台设计地震动参数研究报告,统计出46个平台的海底泥面峰值加速度,分别为重现期200年、1000年,50年超越概率63％,10％和2％,计算了不同概率水准的地震动峰值加速度的比值和分析了分布规律.     

新一代土层地震反应分析方法的首次工程应用——濮阳市黄河公路大桥抗震设计谱“矮粗胖”问题的解决

<正>河南省濮阳市2017年底开工建设两座黄河公路大桥,分别是国道G240范县黄河公路大桥和省道S304濮阳白堽黄河公路大桥,两桥都是跨越黄河的控制性工程,为一级公路特大桥,计划于2021年6月底建成通车,建设工期42个月。从《中国地震动参数区划图》上看,工程所在地区的基本设防烈度为Ⅷ度、50年超越     

基于粘滞阻尼器的元江大桥减震设计方案

为了提高大跨度桥梁的抗震性能水平,基于粘滞阻尼器的结构减震控制技术成为专家学者研究的重点和工程设计人员首先考虑的抗震设防措施。现有成果主要集中在大跨度公路斜拉桥的研究和应用,在山区的非规则高墩钢桁连续梁桥研究的较少。以云南省元江大桥为例,采用Midas/civil建立弹性分析的有限元模型,对元江大桥进行了动力特性分析。采用快速非线性时程分析方法对粘滞阻尼器参数进行了优化分析,并且总结了粘滞阻尼器参数对高墩连续梁桥的减震作用规律。最后,通过有控和无控结构的地震动响应对比分析,评价了安装阻尼器后的结构主控部位的减震效果。结果表明:减震控制提高了结构的安全性。     

珠江黄埔大桥模态频率连续监测中的温度影响Ⅰ:频率识别

为研究环境温度对珠江黄埔大桥频率监测的影响,首先要对大桥模态频率进行连续识别。珠江黄埔大桥上架设的监测系统为强震动台阵,相较于其他健康监测系统测点较少,因此,应基于强震动台阵系统的特点,选取合适的方法对大桥频率进行识别。本文通过对比分析平均正则化功率谱法(ANPSD)、频域分解法(FDD)和协方差驱动的随机子空间法(Cov-SSI)的识别结果,择优应用于珠江黄埔大桥的频率自动识别中。采用珠江黄埔大桥强震动台阵记录的2013年4月至11月加速度响应数据进行频率识别,识别结果可用于观测和研究大桥频率在环境影响下的波动情况。     

基于GIS的抗震设计地震动查询系统

基于ArcView CIS软件开发平台，建立了设计地震动参数和最不利设计地震动数据库，建成了基于性态设计和考虑最不利设计地震动因素的设计地震动查询系统，该系统主要为基于PC机工作的结构抗震设计人员提供相应的设计地震动参数和最不利设计地震动的设计地震动信息查询服务。     

龙江特大桥场地强震动观测系统设计

主跨1196 m的龙江特大桥是我国第一座位于高烈度地震区的大跨度悬索桥,频繁的地震活动对大桥结构安全构成严重威胁。大桥建设时建立了健康监测系统,其中包含多个结构地震反应观测点,随后布设了场地强震动观测系统,这是对大桥地震响应观测的进一步补充和完善。本文详细介绍场地强震动观测系统的设计方案、系统构成、通信方式等。该系统获取的观测结果,可为龙江大桥在地震作用下结构健康诊断提供依据,为大桥结构地震响应分析提供可靠的地震动输入,有助于了解大桥结构在地震动作用下的反应特征,提高大跨桥梁的抗震设计水平。     

青海玛多M7.4地震中桥梁地震破坏现象分析

2021年5月22日青海省玛多县发生了M7.4地震,造成玛多县境内的野马滩1、2号桥破坏,其主要表现为桥梁纵向位移过大导致多跨主梁落梁,桥墩也有不同程度的破损.经现场专家鉴定,地震影响烈度均突破桥梁抗震设计值,并且初步判断这种整齐划一的落梁震害的机理系近断层地震动方向性效应的强速度脉冲作用所致.野马滩大桥位置的地震影响烈度调查结果为Ⅸ,但是野马滩大桥附近无强震动观测台站,大桥附近没有获得地震动记录,这不利于野马滩大桥地震作用下地震响应和破坏机理的研究.另外,野马滩大桥的设计参数和折损情况也很难掌握,桥梁模型难以准确估计.为此,本文拟采用另一座同等抗震设防烈度的桥梁,通过有限元程序,使用反应谱法作为参考,同时使用拟合的地震动和脉冲记录进行桥梁结构反应时程分析,以便间接地揭示玛多地震桥梁地震反应特征和破坏机理.计算结果分析表明,所分析的桥梁结构地震响应位移和内力均超过罕遇地震设计值,其中一条地震动记录最大反应接近极罕遇设计值,导致桥梁结构出现破坏甚至损毁震害现象的出现.     

脉冲型地震动潜在破坏势参数的相关性分析

为了在众多参数中挑选其中最有代表性的参数,来解释和反映脉冲型地震动对结构的潜在破坏能力,以338条脉冲型地震动记录作为研究对象,分析地震动参数与中低层结构响应的相关性。选取了14个常用地震动参数,对各地震动参数之间的相关性进行分析,从中选出7个代表性地震动参数;并将脉冲型地震动输入中低层结构模型中计算结构响应,分析代表性地震动参数与结构响应的相关性,与基于非脉冲型地震动的相关性计算结果进行对比。选用了3层和7层2个RC框架结构作为中低层结构代表,其基本周期为0.62s和0.89s。结果表明:对于脉冲型地震动,对于3层结构时与结构响应相关性最好的为EPV,对于7层结构时与结构响应相关性最好的为PGV,因此可以用PGV和EPV作为表征脉冲型地震动对中低层结构潜在破坏能力的参数;而对于非脉冲型地震动,与结构响应相关性最好的参数为PGV,可以用PGV作为表征脉冲型地震动对中低层结构的潜在破坏能力的参数。因此,通过地震动参数来解释和表征脉冲型地震动对结构的破坏能力是可行的。     

设计地震动参数概率分布研究

基于地震危险性理论分析框架,分析各类震源对地震动参数分布的影响,建立地震动参数分布函数,并采用芦山地震动传播规律验证其工程通用性。基于等超越概率原则,提出不同后续使用年限设计地震动参数计算方法。结果表明:地震动参数分布函数服从极值Ⅱ型分布;地震动参数累计分布函数可以用于不同后续使用年限设计地震动参数取值,满足现行规范要求。     

西北黄土地区河谷城市地震动参数小区划研究——以兰州为例

以兰州为例研究了中国西北黄土地区河谷城市的地震动参数小区划特征,论证了选择输入地震动的重要性以及地震动参数分区和当地场地特征、土层分类以及地貌分区的关系。根据兰州市区的场地条件和大量的计算结果将市区划分为三个小区,给出了各小区的设计地震动参数,编制出设计地震动参数小区划图。     

抗震设计中多遇地震的问题和讨论

指出作为截面抗震验算标准的“小震”混淆了两种明显不同的概念:其一是对应于50年超越概率63％的地震动参数(以下简称“多遇小震”);其二是50年超越概率10％的地震动参数经过折算得到的参数(以下简称“折算小震”).上述混淆导致抗震设计中实际上执行着不同的标准.文中讨论了中、小地震动参数之间关系的复杂性,包括从地震危险性分...     

澳门地区建筑物设计地震动参数研究

根据澳门地区地震环境、场地特点,利用本地区的工程地质钻孔资料和相似地区的场地设计地震动参数研究成果,结合少量工程地震钻孔剖面的土层反应分析结果,合理地确定了澳门地区不同建筑场地类别的设计地震动参数,对于Ⅱ、Ⅲ类场地,按存在或不存在成片淤泥两种情况进行了反应谱特征周期参数分组,为澳门地区一般建筑工程的抗震设计提供了参考依据。     

地震动参数在建筑物抗震设计中的应用

传统考虑后期使用年限的地震动参数研究,在建筑物抗震设计中的应用,缺乏地震危险性分析和建筑物损伤指数分析,应用性差。提出新的地震动参数在建筑物抗震设计中的应用方法,以地震危险性分析为基础,通过水平地震动加速度衰减关系方程,求得建筑场地水平向基岩峰值加速度和反应谱,以此得到地震动加速度反应谱方程,利用该方程获得地震动反应谱参数,采用变形和线性组合构建损伤指数模型,获取地震波作用下地震动参数对建筑物损伤程度。实验结果表明,利用所提方法得到的地震动反应谱最小误差为0.563,小于允许误差4.0;在50年超越概率63%的条件下地震动参数值分别为0.26、0.095,所提方法可在规定误差范围内得到地震动反应谱参数值,其进行建筑物抗震设计精度和应用性高。     

单管通信塔脉冲型地震动强度参数研究

以一典型的30 m高薄壁单管通信塔为研究对象,从太平洋地震工程研究中心(PEER)地震动数据中心选取50条近断层脉冲型地震动组成脉冲型地震动集。选取幅值参数、频谱参数、持时参数和能量参数4大类共14个地震动强度参数进行对比分析,从有效性和充分性两个维度得到在脉冲型地震动作用下最优地震动强度参数。结果表明：在同时考虑有效性和充分性的前提下,对于薄壁式单管通信塔,在脉冲型地震动作用下,地震动强度参数最优的是结构基本周期对应的谱加速度S_a(T₁)和有效峰值加速度EPA。该结论可为薄壁式单管塔动力时程分析时选择最优地震动强度参数提供理论依据。     

重要性不同的现有结构抗震加固设计地震动参数研究

提出了重要性不同的现有结构抗震加固设计基准期取值原则,给出了现有结构抗震加固设防水准的定义。基于地震危险性特征分区,利用地震动参数的危险性曲线公式对重要性不同的现有结构抗震加固设计地震动参数进行了分析。同时,为了便于工程设计人员使用,给出了现有结构设计地震动参数取值的简化方法。最后,通过算例解释了理论方法和简化计算方法中抗震加固设计地震动参数的取值方法和步骤。     

结构非线性时程分析中的地震动参数选择

基于性能的抗震设计是当前建筑结构设计的发展方向,其面临的一个重要问题是如何确定结构的需求,特别是非线性变形。在进行结构的非线性动力时程分析时,面临着众多的不确定因素,而地震动输入的不确定性对结构的响应影响最大。本文围绕地震动参数的选择展开研究,建立弹塑性SDOF体系和MDOF体系模型,从PEER强震数据库中选择182条远场水平地震动记录作为地震输入,计算结构的地震响应,分别对32个地震动参数和结构响应值取对数后进行线性回归分析,从有效性、实用性和效益性3个方面对不同地震动参数进行评价。分析结果表明:在进行结构非线性动力时程分析时,应针对结构的基本周期不同,选用不同的地震动强度参数。对于基本周期小于0.6 s的结构,可选用加速度类参数(如PGA或EPA);对于基本周期在0.6 s~3.0 s的结构,可选用速度类的参数(如PGV、EPV或者HI);对于基本周期大于3.0 s的结构,可选用位移类参数(如PGD等)。