地震作用下空间网格结构倒塌模式分析

以显式动力分析方法为基础,模拟了强震作用下3种跨度网格结构的倒塌全过程,通过数值分析发现:水平地震作用下网格的倒塌形式以强度破坏为主,竖向地震作用下以动力失稳破坏为主,三向地震作用下为水平与竖向地震作用倒塌形式的耦合。对比分析了3种跨度网格结构倒塌形式和倒塌时地震波幅值,结果表明:平板网格结构倒塌形式与跨度关系不大,但易倒塌程度与跨度直接相关。得到了网格结构的倒塌形式和倒塌时构件首先失效的位置,可为实际工程结构的倒塌预防与控制提供一定的参考。     

中小跨径桥梁座式桥台抗震性能参数敏感性分析

采用pushover分析方法研究中小跨径桥梁座式桥台构造参数对自身抗震性能的影响,基于前人研究成果和座式桥台统计数据,选取背墙箍筋间距、台帽水平拉筋间距、背墙厚度及主梁作用高度作为试验因素,进行4因素3水平的正交数值模拟试验,选取桥台的峰值位移、峰值荷载、平均刚度及位移延性系数4个指标作为反映其抗震性能的目标函数,通过...     

楔形挡块对中小跨径梁桥横向抗震性能的影响

在地震作用下中小跨径梁桥横向易出现落梁以及桥墩破坏。为了防止桥梁出现上述震害,提出以楔形挡块作为限位装置来提升桥梁的横向抗震性能。以一座3×20 m连续混凝土梁桥为例,通过OpenSees软件来建立有限元模型,在考虑板式橡胶支座的摩擦滑移效应、钢筋混凝土桥墩的非线性等力学效应的情况下,对其进行动力时程分析。引入主梁位移响应、桥墩顶部最大位移响应等作为指标,用柔性挡块、刚性挡块两种工况来与楔形挡块进行对比分析,并且分析楔形挡块不同角度对位移响应的影响。结果表明:楔形挡块角度设置合适时能够有效约束梁体位移响应,并且不显著提高桥墩顶部的位移响应。     

中小跨径梁桥横向混凝土挡块模型及参数影响分析

为更准确地评估中小跨径梁桥主梁位移及下部结构地震响应,需建立合理的挡块分析模型。基于1座三跨预应力混凝土连续梁桥有限元模型,考虑了线弹性模型、考虑屈服的理想弹塑性模型及考虑退化的弹塑性模型3种不同挡块力学模型;对比分析了不同挡块模型对主梁位移及下部结构地震响应的影响;基于建议的分析模型,探讨了合理挡块间距的选取,并总结了有效防撞措施及新型挡块。结果表明,考虑退化的挡块模型可较好反映混凝土挡块在碰撞过程中的变形、损伤及完全失效的特性,而采用线弹性及理想弹塑性挡块模型都会低估主梁位移及高估传至下部结构的地震力;合理挡块间距选取范围在1.0~2.5 tr(橡胶层厚度)之间,可保证在橡胶支座发挥减隔震功能后,起到较好的限位作用,而又不致明显增加下部结构地震力。     

人字桥梁多维地震作用下振动台试验研究

设计制作一座人字曲线桥模型,进行了多维输入的振动台试验,分析了结构在地震作用下的震害现象,并探讨了多维输入下的地震响应特点。结果表明:人字曲线桥梁梁体和桥墩主要表现为以弯曲裂缝为主的破坏模式,竖向输入是梁跨中裂缝出现的主要原因,桥墩裂缝主要受水平输入的影响。梁跨中加速度响应受竖向输入影响最大,墩顶纵桥向加速度响应受竖向输入分量影响并不显著。单维竖向输入降低墩体竖向加速度响应,三向输入则加大墩体竖向加速度响应;对于人字桥梁伸缩缝宽度设置,分支直梁处可只考虑纵桥向地震输入,分支曲梁处则要考虑水平双向地震输入。     

远场地震作用下桩间横向动力相互作用的研究

在远场地震作用下单桩横向地震响应研究的基础上,引入相互作用因子,研究了远场地震作用下成层地基中桩与桩的横向动力相互作用,得到了桩间距、桩土刚度比、桩顶约束条件、瑞利波入射角度、震动频率是影响群桩横向动力相互作用主要因素的结论,为进一步研究远场地震作用下群桩的横向地震响应打下了基础。     

双向地震作用下互通式斜交桥梁地震响应及碰撞效应分析

斜交桥梁由于其不规则的结构形式使其受力规律与规则桥梁相比具有特殊性和复杂性,在地震作用下梁体的平动与转动存在弯扭耦合效应,导致结构动力响应分析复杂。针对斜交桥梁的结构特点,建立包含桩土相互作用的三维有限元模型,在考虑水平双向地震作用下,采用反应谱法及时程分析法对京包高速公路某互通式斜交桥梁进行地震反应分析。结果表明:互通式简支斜交桥梁的地震响应受地震动输入方向的影响较大,在考虑碰撞效应后,碰撞涉及结构部位的地震位移显著增加,地震内力也出现较大差异,即说明在斜交桥梁抗震设计时有必要适当考虑地震动输入方向和梁端与墩台及相邻梁端的碰撞效应。     

基于碰撞作用的大跨径斜拉桥地震响应分析

地震作用下,引桥与斜拉桥一旦发生碰撞,会增大斜拉桥的损伤风险。为了研究结构碰撞效应下大跨径斜拉桥主桥和引桥的地震响应问题,以1座典型半漂浮大跨径斜拉桥为例,采用Midas Civil大型有限元分析程序建立结构动力计算模型,基于动力时程分析法进行分析。结果表明:考虑单边碰撞时,主引桥基本周期接近时,碰撞力较小,单边碰撞会减小主桥梁端位移,增大引桥梁端和主塔塔顶位移,且单边碰撞效应大于双边碰撞,单边碰撞更大地影响与其相连的引桥。     

基于随机森林的中小跨径公路梁桥双柱墩地震易损性模型

为准确建立线路中小跨径梁桥桥墩的地震易损性模型,采用统计工具得到某山区高速公路桥梁双柱墩的结构、几何和材料特性的概率分布,由拉丁超立方体抽样生成桥墩属性数据集,建立了参数化的有限元模型.通过Pushover分析和基于非弹性需求谱的能力谱方法获取双柱墩的地震需求和抗震性能数据点,提出由随机森林(RF)模型建立桥墩地震易损...     

海底地震动作用下近海桥梁地震响应研究

以某近海大桥引桥段连续梁桥为工程背景,建立考虑海底地震动特性和腐蚀效应的近海桥梁地震反应分析模型。采用增量动力分析方法分析腐蚀效应以及海底地震动作用对近海桥梁地震响应的影响。研究结果表明:腐蚀效应与海底地震动作用都会不同程度影响近海桥梁结构的抗震性能。其中:腐蚀效应会增大近海桥梁的破坏指标,降低最大墩底剪力和弯矩值,从而降低桥梁的抗震性能;海底地震动作用会增大近海桥梁的破坏指标及最大墩底剪力、弯矩值;在2种因素耦合作用下,桥梁的抗震性能将会进一步降低。     

深厚软弱场地上城市大跨径桥梁地震安全对策研究

以建于深厚软弱场地上的某大跨径桥梁为例,研究了不同地震动强度下场地的地震动特征、地震动的空间效应以及不同冲刷工况下场地地震动效应的差异,分析了深厚软弱场地特定地震动效应对大桥安全性的影响,提出了工程建设不同阶段大桥的地震安全对策。     

地震作用下钢筋混凝土柱变形与损伤研究

为量化地震作用下钢筋混凝土（RC）柱损伤情况和变形,并将不同地震破坏状态下RC柱损伤和变形进行分析。从太平洋地震工程研究中心（PEER）数据库中收集91组RC柱抗震试验数据,选取4种广泛应用的构件损伤模型进行计算,将损伤发展曲线与层间位移角发展曲线进行对比分析。对RC柱损伤指标限值进行归一化处理,统计分析后得到不同破坏等级下的位移角限值,并给出了RC柱各破坏等级下的位移角限值与损伤指标限值对应关系。研究结果表明,牛荻涛损伤模型可更准确地评价地震作用下结构构件损伤程度,且与层间位移角发展曲线均呈近似线性增长趋势;不同破坏等级下的位移角限值验算保证率均＞80%,表明本文提出的位移角限值具有一定合理性。     

随机地震作用下损伤退化结构的可靠性评价

采用线性化模型对随机地震作用下考虑循环损伤累积的结构的可靠性进行了研究。认为低于临界值的循环为疲劳损伤累积作贡献。高于临界值的循环实现临界值超越，为破坏作贡献。只考虑损伤对结构动力反应的影响，而不考虑结构动力反应的改变对损伤的影响。探讨了宽带随机过程作用下，结构损伤的计算方法问题。给出了考虑单周损伤随周数的增加而减少的一种模型，及不同幅值作用下循环的破坏极限周数之间的关系。最终得到了结构损伤随循环次数增加的积累公式。在此基础上，利用初次超限理论，对结构的可靠性进行了评价。     

地震序列作用下桥梁结构的响应及抗震措施

地震具有丛集的特征,主震发生之后通常伴随余震,主震震级越高,余震对结构的破坏越大。桥梁结构作为生命线工程中的重要一环,应在整个地震序列发生时确保通行。选用集集地震序列时程数据,对桥梁进行地震响应分析,发现结构在主震作用下,主梁发生落座,余震作用下有落梁的可能。结合国内外现有的连梁装置设计方法对结构布设抗震措施,并与初始结构的地震响应作对比,结果显示,连梁装置可有效抑制桥梁上、下部结构相对位移,提高结构抗推能力与整体性。因边墩负荷增大,主震激励下边墩发生了塑性破坏,余震序列作用下结构仍保安全。分析结构地震序列作用下的抗震性能,以保证结构在地震时的通行能力,这是非常必要的。     

桥梁结构在地震和冰荷载作用下的响应

本文采用杆系有限元方法,研究了桥墩结构在地震和冰荷载作用下的响应问题。根据桥梁的结构特点,建立其力学模型,考虑柱墩受支座的约束作用,推导了桥墩结构的动力平衡方程,分别研究桥墩结构在地震和冰荷载作用下以及在其共同作用下的响应问题,比较了考虑柱墩受支座的约束作用与不考虑柱墩受支座的约束作用2种情况下桥墩结构的响应问题,为研究桥墩结构在多荷载作用下的响应问题提供理论依据。     

考虑支座滑移及挡块破坏的中小跨径梁桥地震易损性研究

从板式橡胶支座及混凝土挡块抗震设计角度,以一座典型的3跨预应力混凝土连续梁桥为例,结合概率地震需求分析及桥墩、支座等抗震关键构件极限破坏状态,建立不同支座及挡块分析模型的中小跨径梁桥地震易损性曲线,研究考虑支座滑移效应及挡块破坏的中小跨径梁桥的易损性特征。研究结果表明：不考虑橡胶支座的滑移效应及混凝土挡块破坏,桥墩地震破坏概率明显增大,且会低估支座破坏概率;桥梁系统易损性受支座破坏状态的影响显著,需设置合理的限位装置;在中小跨径梁桥地震易损性分析中,考虑支座的滑移效应及混凝土挡块的破坏十分必要。     

大跨度混凝土梁斜拉桥横向地震作用易损性分析

以某大跨斜拉桥为例,利用SAP2000建立有限元模型,基于结构性能目标,探讨桥梁构件损伤标定方法,并采用IDA的倒塌易损性分析方法,对该斜拉桥进行横向的地震易损性分析,最后采用能力需求比模型法拟合出主塔的易损性曲线。研究结果表明,在横向地震作用下,索塔墩顶截面、上塔柱底部成为易损截面的概率增大,连接主梁的中塔柱底部截面出现完全破坏的概率增大。     

多维地震作用下高铁桥梁圆端形桥墩易损性分析

圆端形桥墩在高铁桥梁中应用广泛,为研究其在多维地震动作用下的易损性,首先基于OpenSees建立了某典型三跨高铁连续梁桥的非线性动力分析模型;然后以相对位移延性比为桥墩的损伤指标,确定了固定中墩各破坏状态的相对位移延性比界限值;最后,在考虑地震动输入角的基础上,基于易损性分析方法,对比分析了固定中墩顺桥向和横桥向的地震响应。结果表明:(1)同一地震动输入角下,固定中墩顺桥向的墩顶峰值位移平均值远大于横桥向;(2)当PGA值和地震动输入角都相同时,固定中墩顺桥向达到各破坏状态的概率明显大于横桥向,因此,在设计时应优先考虑顺桥向的破坏概率;(3)固定中墩顺桥向各破坏状态易损性云图的波动性明显大于横桥向,所以地震动输入角对固定中墩顺桥向的影响不容忽视。     

地震作用下高墩连续T形梁桥梁端碰撞分析

针对高墩连续梁桥伸缩缝位置处的碰撞现象,建立考虑单边碰撞空间有限元简化分析模型,采用非线性时程分析方法研究了高墩连续梁桥伸缩缝处碰撞发生的规律.总结了梁端碰撞发生时各个桥墩、台位置处梁墩相对位移及墩底内力的变化规律,以及影响梁端碰撞的因素.研究成果对同类型桥梁抗震设计时具有一定的参考价值.