桥梁支座抗震性能的模拟分析

支座是桥梁整体抗震性能上的一个薄弱环节,正确模拟支座的抗震性能非常重要,据此,本着为工程实践服务的目的,发展了一种简单、实用的非线性空间支座单元,并已在程序中实现,最后,以一座四跨连续梁桥为便,用美国Drain-2DX程序对本文支座单元的正确性进行了验证。     

曲线梁桥非线性分析及抗震性能评估

以上海莘庄立交工程中的一段曲线梁为例 ,按照实际结构构造 ,充分考虑材料非线性及连接构件的非线性等因素 ,以弹塑性纤维梁柱单元模拟桥墩、空间滑动支座单元模拟橡胶支座和滑板支座、接触单元模拟相邻结构之间的碰撞、大刚度弹簧模拟抗震销的限位作用 ,建立非线性时程反应分析模型 .基于位移和多级设防的桥梁抗震设计思想 ,进行设计烈度地震和罕遇地震 2个概率水准下的空间时程地震反应分析 ,并进行曲线梁的抗震性能评估     

隔震桥梁非线性地震反应分析

根据隔震桥梁的设计特点,分别利用非线性水平和转动弹簧单元来模拟减、隔震支座和桥墩延性塑性铰的非线性性能,计及隔震器、减震器的作用对桥梁结构非线性弹塑性动力反应进行研究.采用大型结构分析软件ANSYS,结合算例分析了桥梁采用减、隔震支座和利用桥墩延性抗震的减震效果.     

多道防线抗震球型钢支座的开发和试验研究

建议即使在大于规范规定的E2水平的地震作用下桥梁结构也不应出现倒塌、落梁等严重影响交通安全、危害人员生命的震害现象,并相应地提出了三水平设防的桥梁抗震设计方法的抗震性能要求.介绍了实现此方法的一种多道防线抗震球型钢支座的结构形式及其工作机理,最后简要介绍了对该支座进行的力学性能试验,试验结果表明这种支座可以实现三水平设防的桥梁抗震设计,并具有稳定可靠的抗震性能.     

考虑桥墩剪切破坏的不规则桥梁排架抗震分析模型

基于OpenSees数值分析平台的纤维梁柱、剪切弹簧和转动弹簧单元,建立了考虑桥墩剪切破坏的不规则桥梁排架抗震数值分析模型.其中纤维梁柱单元模拟桥墩、盖梁弯曲变形,剪切弹簧单元模拟桥墩剪切变形,转动弹簧单元模拟纵筋拔出变形.基于圆形截面桥墩抗震试验结果,并结合数值分析手段建立了桥墩剪切破坏时塑性铰区转角计算公式.并以此公式为基础,监测数值模型中桥墩剪切破坏,剪切破坏前桥墩以弯曲反应为主,剪切破坏后桥墩侧向强度和刚度发生显著退化.最后以3座实际不规则桥梁排架为工程背景,进行了排架横桥向地震作用下的滞回性能分析.研究表明,所建立的抗震分析模型可有效模拟由于桥墩剪切破坏造成的强度和刚度退化,为不规则桥梁结构抗震性能分析提供了依据.     

大跨度连续梁桥抗震性能分析

随着国家经济的发展,大跨度桥梁在我国得到了很快的发展,其中大跨度连续梁桥是应用最广泛的桥型之一。同时,我国也是一个多地震的国家,因此,对作为生命线工程的桥梁建筑特别是大跨度桥梁建筑在地震作用下的反应做深入细致的分析是非常必要的。本文利用MADIS/Civil大型有限元软件为平台,建立大跨度连续梁桥的模型,通过引入弹性单元,对支座进行了模拟,采用质量-弹簧-阻尼-模型对桩土相互作用进行模拟,并对桥梁进行了抗震性能分析,为连续梁桥的抗震设计提供一定的参考。     

拉索支座减隔震桥梁自适应推倒分析方法

以拉索支座减隔震桥梁为研究对象,提出了自适应推倒分析方法(AMPP),对比多模态推倒分析方法(MPA)和一阶模态推倒分析方法(PO-1),研究AMPP方法应用于这类桥梁抗震性能评估的可行性及效果.结果表明:推倒分析方法可以成功应用于拉索支座减隔震桥梁的抗震性能评估,AMPP方法对关键参数的计算精度高于一阶模态推倒分析和多模态推倒分析,但多模态推倒方法对下部构件的内力评估精度较好.     

长联多跨连续梁桥非线性地震响应分析

连续梁桥以其结构刚度大、变形小、整体性能好等优点,在我国的城市和公路桥梁中分布极为广泛.橡胶支座隔震技术作为一种成熟的结构被动控制技术,已广泛应用于连续梁桥抗震设计中.长联多跨连续梁桥由于其跨数多、单联长度长,地震响应较一般连续梁桥明显,且其所需支座数量众多,选取抗震性能好且价格适中的橡胶支座是该桥型设计的重要工作之一.以漳河特大桥第二联为工程背景,采用普通板式橡胶支座代替原设计的HDR系列高阻尼隔震橡胶支座,利用有限元软件Midas/Civil开展了桥梁非线性地震时程分析.结果表明,桥梁墩高的变化会引起全桥刚度分布不均衡,造成地震惯性力在纵桥向分配不均,桥墩越矮所受地震惯性力越大;桥梁刚度对横桥向地震惯性力的分配影响不大;采用普通板式橡胶支座的长联多跨连续梁桥抗震性能可以满足规范要求.     

铅销橡胶支座对桥梁抗震性能的影响

按等效线性化方法对一系列不同铅销含量的铅销橡胶支座进行了讨论,比较了其对桥梁的振动性能的影响,分析了产生影响的原因,并对一座安装铅销橡胶支座的钢筋混凝土连续箱梁桥进行了地震反应计算,对其抗震性能进行了对比分析,并与实测结果进行了比较,证明铅销橡胶减震支座的应用对桥梁的抗震性能有很大的改观。     

铅芯橡胶支座单元模型的开发及验证

为了提高铅芯橡胶支座力学性能计算分析的准确性和效率,基于Open Sees有限元程序开发了相应的单元模型,综合考虑了支座双向耦合行为和圆形截面各向同性的特点,并计入压缩刚度、临界承载力随侧移的变化效应以及加载历程对于支座拉伸方向累积损伤、强度退化等性能的影响.为验证单元模型的有效性,分别针对水平双向位移控制试验、静力循环拉伸试验及隔震桥梁动力试验进行了模拟分析.结果表明,所提模型能够较为合理地模拟支座的力学特性,在单元内部考虑支座力学性能的变化效应可以较为准确地反映其在地震动作用下的响应表现,为进一步开展隔震结构地震响应分析奠定基础.     

高烈度震区高速铁路简支梁抗震体系研究

目的研究高烈度震区简支梁采用抗震体系对桥梁安全性和经济性的影响,为高烈度震区简支梁抗震设计提供依据.方法以雅万高铁32 m简支梁为例,采用非线性时程分析方法,对比采用延性抗震体系简支梁桥以及采用减隔震体系简支梁桥在抗震性能上的差异.并对两种方案工程造价上的差异进行对比分析.结果采用延性抗震体系的简支梁桥,虽然支座造价略便宜,但桩基长度和配筋均大于减隔震体系的简支梁桥,减隔震体系在造价上更优;同时,采用减隔震体系桥梁在罕遇地震下仅支座锚栓发生剪断,桥梁整体保持弹性,相比抗震性能更优.结论综合造价及抗震性能,推荐高烈度震区高速铁路简支梁桥优先采用减隔震体系.     

活动支座摩擦力对连续梁桥抗震性能的影响

为揭示连续桥梁支座摩擦作用在地震波作用下的响应规律,采用动态时程分析法,以预应力混凝土现浇连续箱梁桥为背景,建立三种工况的有限元模型,借助ANSYS有限元软件分析了El-Centro波、天津波对支座、桩径、初始刚度等多种工况下的减震率影响的变化规律,得出了对于连续桥梁设置活动支座有利于桥梁抗震,认为在桥梁抗震中由固定墩单独抗震设计是偏于安全的.研究表明,对于连续桥梁在进行抗震设计时应考虑活动支座的摩擦作用,最佳摩擦系数的确定应考虑到桥梁结构刚度、模型简化体系的影响.     

多联不规则减隔震梁桥过渡墩抗震性能评价

结合一个工程实例,研究多联不规则减隔震桥梁的地震反应及结构易损部位,并针对其地震响应特点,提出几种调整过渡墩引桥部分铅芯橡胶支座参数的方案,以改善桥梁的抗震性能.采用非线性动力时程分析方法,分析比较了各方案的抗震能力.研究结果表明,适当提高支座的屈前刚度和屈后刚度,或选择合适的屈服力,均可以有效改善过渡墩的抗震性能.     

高烈度山区中等跨径连续梁桥合理抗震结构体系

针对高烈度山区桥梁的抗震问题,以高烈度山区的中等跨径钢-混组合梁桥——云南省天生大桥为研究对象,研究其合理抗震结构体系布置。建议了山区桥梁的抗震评估分析流程,提出了6种抗震基本体系,并考虑各构件的非线性特征,采用桥梁抗震专用软件OpenSees建立了各体系的全桥精细化非线性动力有限元模型;考虑地震波的不确定性,从PEER数据库中共选择了100条不同强度范围的地震波,对依托工程的基本抗震体系进行了全过程非线性时程分析;利用获得的非线性分析结果,基于地震易损性分析理论分别建立了构件、系统易损性关系曲线,从损伤概率上对该桥梁抗震性能及危险构件进行了评估。结果表明:支座和挡块属于抗震体系的关键构件,支座的易损性随着损伤程度的增大逐步高于其他各类危险构件,挡块的损伤概率也较高;设置高阻尼隔震橡胶支座和挡块后能有效降低各构件的损伤概率,并有效提高系统的抗震性能,对结构抗震有利;综合考虑构件易损性和系统易损性,推荐采用高阻尼隔震橡胶支座及双层挡块的抗震设防措施作为依托工程的最终抗震体系。提出的桥梁合理抗震体系的概念和相应的抗震评估分析流程,可为高烈度山区桥梁抗震设计提供参考。     

独柱墩长悬臂隐式盖梁施工方法及 抗震性能

独柱墩因占用空间小特别适用于城市桥梁,其抗震性能是设计的关键问题.本文结合某城市快速路工程,介绍了26 m宽桥梁独柱墩的设计和施工,并采用有限元软件建立空间动力有限元模型,对其抗震性能进行了详细分析.结果表明,在E1/E2地震作用效应+永久作用效应最不利作用下,桥墩仍处于弹性受力阶段;桩基和支座受力性能亦均满足设计要求.该26 m宽城市桥梁独柱墩抗震设计可为同类工程提供参考.     

桥梁抗震设计实用建模方法比较分析

地震作用下桥梁结构响应结果的准确性很大程度上依赖于其建立的有限元模型.以一座三跨规则连续梁为例,系统地总结和研究了进行桥梁抗震设计时不同构件和边界条件的模拟方法,并采用3种方法分别建立了集中参数模型、简化模型和精细化模型,在输入相同的地震波后进行非线性时程分析,并对其响应结果进行比较.分析结果表明:采用前两种简化模型计算的结果误差很大,且较难反映支座、横向挡块和伸缩缝等构件的非线性响应;采用精细化模型计算的结果能更准确地反映桥梁结构的多种非线性响应,更好地适用于基于性能的桥梁抗震设计.     

滑移支座在连续梁桥中的性能模拟分析

通过借助于SAP2000有限元分析软件,对连续梁桥上设置的滑移支座（聚四氟乙烯支座）,采用常用的3种非线性连接单元进行模拟：水平非线性弹簧单元、Wen塑性单元以及摩擦板单元。首先,简单介绍了3种单元的特性,然后以某地区四跨连续梁桥结构为例,对滑移支座分别采用以上3种连接单元进行非线性时程分析,对其分析结果进行对比,为今后桥梁支座的分析提供参考。     

基于IDA方法的连续梁桥地震易损性分析

连续梁桥因跨越能力强、行车舒适性好以及施工方法成熟等优点被广泛采用,因此,保障连续梁桥在地震作用下的安全性,研究连续梁桥抗震性能具有重要意义。使用Midas civil软件建立典型三跨连续梁桥模型,采用增量动力分析(incremental dynamic analysis, IDA)方法对桥梁结构进行地震易损性分析,得到桥梁结构构件地震易损性曲线,从而对桥梁结构抗震性能进行研究。研究结果表明：地震作用下,使用盆式固定支座的桥墩损伤概率始终大于使用活动支座的桥墩,盆式固定支座的破坏概率也大于活动支座;隔震桥墩损伤概率与墩高密切相关,墩高越高,墩顶位移越大,桥墩损伤概率也越大;与非隔震桥墩相比,隔震桥墩损伤概率明显降低,隔震效果明显;与非隔震活动支座相比,由于采用隔震支座后,桥梁结构刚度下降,隔震支座破坏概率反而更高;但相比于非隔震固定支座,隔震支座破坏概率改善明显,总体结果符合桥梁抗震设计思路。     

隔震曲线梁桥的地震响应

根据隔震曲线梁桥的特点,利用两个正交的非线性水平弹簧单元来模拟铅芯橡胶支座的双向非线性特性,基于大型有限元分析软件SAP2000,选取强震记录作为地震输入,考虑了曲线梁桥自身特性的影响,建立了隔震与无隔震曲线梁桥的空间有限元模型,并进行了双向地震动作用下的地震响应分析.结果表明:铅芯橡胶支座不仅可以有效地降低曲线梁桥的地震响应,还有助于减少曲率半径对曲线梁桥地震响应的影响.为曲线梁桥减隔震设计的深入和桥梁结构抗震安全性的提高提供了依据和参考.     

铅芯橡胶支座对连续箱梁结构抗震性能的影响

针对采用铅芯橡胶支座的连续箱梁桥梁结构,建立有限元动力分析模型,采用时程分析方法,对结构模型进行非线性抗震分析。得出结论,铅芯橡胶支座能够较大幅度降低结构地震响应,从而改善结构抗震性能。