基于纤维梁柱单元的桥梁墩柱地震反应模拟方法研究

为讨论利用纤维梁柱单元进行钢筋混凝土桥墩地震反应分析的建模方法,分别以4个悬臂式单柱墩和1个双柱墩拟静力加载试验,以及1个悬臂式单柱墩的振动台试验结果为依据,基于OpenSees数值分析平台建立了桥墩的地震反应分析模型。通过改变单元数量,分析了基于力的纤维梁柱单元和基于位移的纤维梁柱单元对桥墩地震反应的模拟精度。结果表明:对悬臂式单柱墩的拟静力和振动台试验,可沿墩高仅建立1个基于力的纤维梁柱单元,并在墩底串联1个考虑纵筋塑性渗透和粘结滑移的转动弹簧单元,即可获得很好的模拟结果。当采用基于位移的纤维梁柱单元时,应沿墩高至少建立2个单元,且塑性铰区至少有1个,才能保证获得较高的模拟精度。对双柱墩拟静力试验,采用基于力的纤维梁柱单元建模,沿每个墩高建立2个单元即可;以基于位移的纤维梁柱单元建模,建议沿每个墩高建立3个单元,且其中2个单元布置在塑性铰区。当数值模型可对静力滞回曲线取得很好的模拟结果后,该模型一般可对动力作用下墩顶最大位移和墩底最大剪力进行较为准确的模拟,但对墩顶残余位移的模拟精度无法保证。     

多维多点激励下考虑支座摩擦滑移及结构碰撞的非规则桥梁抗震性能研究

以一座典型山区非规则梁桥为研究对象,建立了该桥梁多维多点激励下的多自由度动力计算模型,研究了该桥梁在多维多点激励下考虑支座摩擦滑移及结构碰撞等非线性因素时的抗震性能。研究结果表明:相比一维地震输入,多维地震可使结构的动力响应增加,桥墩底部弯矩需求增大;相比一致激励,多点激励可使得支座的位移需求增大,且地震波最后到达的桥墩上方支座位移最大;同时考虑多点激励和碰撞效应可使桥墩的弯矩需求增加;水平地震作用下,矮墩上部的支座容易滑动,且双向地震较单向地震更明显,三向地震输入较双向有所增强。因此,对山区非规则梁桥进行抗震设计时应有针对性地进行多维多点地震输入计算,找出结构的最大地震需求,以期指导设计。     

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。     

基于应变模态法识别刚架桥梁的损伤

基于应变模态方法，对刚架桥的损伤识别进行了研究。通过对某刚架桥在不同损伤工况下的数值仿真计算，探讨了应变模态方法用于刚架桥损伤识别的能力。计算结果表明：利用应变模态差曲线能比较准确地识别出刚架桥的损伤位置；应变模态差曲线在刚架桥损伤单元处的跳跃幅值随单元损伤程度的增加而增大，依此可定性地识别出刚架桥的损伤程度。     

某分叉异形桥梁原位荷载试验研究

简要介绍了某异形立交桥静载、动载试验情况，验证了设计计算理论，检验了该桥的承载能力及使用性能，提出了设计改进建议。     

无伸缩缝桥梁的动力特性研究

针对无伸缩缝桥梁的结构特点，提出一个土-结构的非线性相互作用模型。在此基础上对-无伸缩缝实桥建立有限元模型，分析了不同烈度地震作用下结构的动力特性，并与相应的有伸缩缝桥梁进行比较。文中还计算了主要结构参数对动力特性的影响。研究结果有助于对该类桥梁力学性能的认识。     

用地理信息系统技术识别桥梁的地震危险性

引言美国东部的许多州、县和地区正面临的一个问题是如何评估大量现有桥梁的地震危险性潜势。这些桥中的大多数是在认识到有必要按地震设计规范来提高抗震能力之前建造的。由于东部许多州具有潜在的地震危险性,但发震的频度却不高,使这一问题变得非常尖锐。美国这些地区和世界其它地区的桥梁管理者都难以对此优先投资。地震评估的需要常常因满足一般的日常服务、维护和修建的需求而搁置。     

Performance-based concept on seismic evaluation of existing bridges

Conventional seismic evaluation of existing bridges explores the ability of a bridge to survive under significant earthquake excitations. This approach has several major drawbacks, such as only a single structural performance of near collapse is considered, and the simplified approach of adopting strength-based concept to indirectly estimate the nonlinear behavior of a structure lacks accuracy. As a result, performance-based concepts that include a wider variety of structural performance states of a given bridge excited by different levels of earthquake intensity is needed by the engineering community. This paper introduces an improved process for the seismic evaluation of existing bridges. The relationship between the overall structural performance and earthquakes with varying levels of peak ground acceleration (PGA) can successfully be linked. A universal perspective on the seismic evaluation of bridges over their entire life-cycle can be easily obtained to investigate multiple performance objectives. The accuracy of the proposed method, based on pushover analysis, is proven in a case study that compares the results from the proposed procedure with additional nonlinear time history analyses.     

基于系统地震易损性的桥梁隔震支座优化设计

隔震支座对桥梁抗震有重要意义,优化支座的参数可有效提升隔震效率。以一座三跨连续梁桥为例,建立了考虑桩-土-结构相互作用的有限元模型。将铅芯橡胶支座的特征强度及初始刚度视为优化变量,以最小化桥梁结构的系统地震易损性为目标。通过动力时程分析,得到支座参数对桥梁系统地震易损性的影响规律,确定支座参数的合理区间。高斯过程模型用来取代耗时的动力时程分析,降低隔震支座优化设计的计算成本。分析结果表明:铅芯橡胶支座的特征强度和初始刚度对桥梁系统地震易损性有明显影响;支座优化设计有效降低了桥梁系统地震易损性,大幅减小支座的剪切应变,提高了支座的隔震效率。     

桥梁隔震体系振动试验研究（Ⅰ）—试验意义与模型设计

本文归纳了桥梁结构采用隔震技术时存在的主要问题，指出了模型桥梁进行模拟地震振动台试验研究的意义，简要介绍了模型试验设计情况及三种隔震体系模型桥梁动力特性测试结果。