橡胶支座连续梁桥地震力计算方法的探讨

对橡胶支座连续梁桥在地震作用下的动力特性进行了分析,结果表明我国现行《公路工程抗震设计规范》(ＴＪＴ004—89)有关橡胶支座连续梁桥纵向地震力计算的方法有一定的局限性.在此基础上,提出了一种改进的计算方法,与动力时程分析结果的比较表明,该方法是可行的和有效的橡胶支座连续梁桥地震力计算方法的探讨@范立础@王志强@韦晓     

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例,用美国Ｄｒａｉｎ-2ＤＸ程序对支座单元的正确性进行了验证桥梁支座抗震性能的模拟分析@叶爱君@胡世德@范立础     

同济大学学报(自然科学版) 第33卷 2005年 总目次

·土木工程与建筑学·基于悬链线元的索穹顶形状精确确定方法………………………………………………………沈祖炎,汤荣伟,赵宪忠1(1)斜拉索-三单元Maxwell阻尼器系统的复模态分析………………………………………………………周亚刚,孙利民1(7)再生混凝土与钢筋间的粘结滑移性能……………………………………………………………肖建庄,李丕胜,秦薇1(13)后张预应力钢骨混凝土拉弯梁承载力试验研究…………………………………………………孙建渊,李国平,范立础1(17)本征正交分解法在曲面模型风场重构中的应用……………………………………………     

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。     

基于SHDR支座的异形斜交梁桥减隔震分析

随着城市桥梁的发展,城市立交匝道上异形斜交梁大量增加,由此引起高烈度地区异形斜交连续梁桥减隔震问题日益突出.本文以甘肃(天水)国际陆港城陆港大道第一联(30+28.5)m异形斜交连续梁桥为实际工程背景,采用有限元分析软件Midas Civil—2019建立桥梁空间三维抗震模型,采用反应谱及非线性时程分析方法,对普通橡胶支座和SHDR支座的地震反应的影响分别进行分析,研究在纵向及横向地震作用下1#固定墩和2#活动墩墩顶左右支座位移及内力的变化规律.结果表明:SHDR支座对该异形斜交连续梁具有很好的减隔震作用,采用SHDR支座能增加桥梁结构前三阶振型的自振周期,避开地震动卓越周期;与普通支座相比,采用SHDR支座后,活动墩分担了较大的地震力,固定墩墩底弯矩和墩顶位移反应显著减小,使结构处于弹性受力状态,以满足抗震设防目标.     

考虑PGA和PGV比值影响的板式橡胶支座连续梁桥减震控制

为解决板式橡胶支座连续梁桥在强震作用下可能发生支座滑动进而产生桥梁碰撞、甚至落梁的问题,基于ANSYS平台建立了某板式橡胶支座连续梁桥的有限元模型,进行地震反应时程分析,研究了地震动峰值加速度(PGA)与峰值速度(PGV)的比值(fg)对桥梁板式橡胶支座滑动效应的影响,并给出了相对不利地震动输入方式.在相对不利地震动输入下,引入拉索减震支座进行减震研究,并对该支座的拉索刚度和初始间隙进行参数敏感性分析.结果表明,fg在一定程度上能够表征地震动频谱特性,板式橡胶支座的滑动能力与支座位移随fg的减小而增大;在相对不利的fg较小的地震作用下,拉索减震支座具有良好的限位能力,合理设置拉索刚度和初始间隙能有效防止桥梁碰撞、落梁等灾害.     

考虑动水压力的拉索减震支座深水桥梁地震响应分析

以某跨海连续梁桥为例,研究动水压力对拉索减震支座减隔震体系下深水桥梁地震响应的影响,分析拉索减震支座在深水区连续梁桥中的适用性。首先建立考虑动水压力下的深水桥梁地震响应分析方法,然后针对拉索减震支座减隔震体系对该桥进行动力响应分析,并与摩擦摆减隔震体系进行对比。结果表明:动水压力增大了深水桥梁的地震内力和位移响应;拉索减震支座减隔震体系下,动水压力对地震响应的影响程度明显小于摩擦摆减隔震体系,体现了拉索减震支座在深水桥梁抗震设计中的优越性。     

时效及环境因素对隔震连续梁桥地震反应的影响

为考虑时效及环境因素对隔震支座力学特性的影响,介绍了国外学者和规范提出的支座特性修正系数、调整系数和界限分析方法,结合中国隔震橡胶支座的特点给出了力学特性修正过程.构造了12座具有不同外型特征的连续梁桥作为研究对象,分别采用3种常用的隔震支座(即铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座和超高阻尼橡胶支座),基于Open Sees地震分析计算平台建立了隔震桥梁的3维动力分析模型,通过大量的非线性动力时程分析考察了时效及环境因素对不同高度桥墩地震反应的影响程度及其在不同外型桥梁中的离散情况,还采用增量动力分析技术研究了不同地震动强度(PGA)的影响.分析结果表明:时效及环境因素对隔震桥梁地震反应的影响较大,尤其是对处于0.2~0.4g加速度峰值下隔震桥梁的较低墩的位移反应;对于采用铅芯、高阻尼和超高阻尼橡胶支座的隔震桥梁,不考虑其影响则可能低估较低墩10%、50%和100%及以上的墩顶位移需求.     

土-结构相互作用对LRB减震桥梁影响的分析

探讨了地震作用下桩基础刚度对采用锯销橡胶支座(LRB)桥梁减震效果的影响，提出以墩底弹簧约束模型模拟群根基础的方法，建立了考虑地基刚度影响的桥梁非线性动力分析模型。算例的非线性时程分析结果表明：结构设计中如采用刚性基础假设，即忽略土—结构相互作用，对普通橡胶支座(RB)和锯销橡胶支座(LRB)都会使设计结果偏于安全，尤其对LRB而言富裕度较大。     

公路梁桥高阻尼橡胶支座优化配置研究

减隔震设计是较为有效的抗震措施,高阻尼橡胶支座(HDR)亦因其较好的减隔震效果在公路梁桥中广泛应用。采用非线性时程分析法对软弱场地中配置不同减隔震支座的梁式桥进行地震响应分析,研究发现高阻尼橡胶支座的减隔震效果优于相同支承能力的板式橡胶支座。然而,无论是滑动式板式支座还是滑动式高阻尼橡胶支座均会导致相应桥墩处的支座位移过大,且各项地震响应与其他各墩差异较大,荷载在各墩间分配不均。通过改变边墩处高阻尼橡胶支座的刚度及类型,分析对比了支座的各项参数对桥梁结构地震响应的影响规律。研究发现全桥采用刚度相近的高阻尼橡胶支座时能够达到全桥各墩抗震性能的均衡、减小地震作用对桥梁结构及支座的破坏。     

同济大学学报（自然科学版）第32卷2004年总目次

·土木工程·地震下桥墩动水压力分析赖　伟 ,王君杰 ,胡世德 1(1)……………………………………………………………………………随机参数结构体系的随机地震响应计算方法王凤武 ,楼梦麟 1(6 )…………………………………………………………………竖向地震动对基础隔震结构高宽比限值的影响吴香香 ,李宏男 1(10 )……………………………………………………………静风荷载下大跨度钢拱桥施工稳定性分析程　进 ,肖汝诚 ,夏　 1(15 )…………………………………………………………用遗传算法求解排水管道造价公式参数伊学农 ,刘遂庆 ,徐　峰 …     

隔震桥梁地震反应速度控制型实时子结构试验

研究速度控制型实时子结构拟动力试验系统,并通过试验直接考察在地震中天然橡胶支座(NR)、高阻尼隔震橡胶支座(HDR)和超高阻尼隔震橡胶支座(HDR-S)等速度相关型隔震支座对桥梁的减隔震效果.速度控制型实时子结构拟动力试验系统实现实时子结构试验的速度控制,在试验过程中充分地考虑到加载速度对拟动力试验结果的影响,高精度地模拟了隔震桥梁的地震反应.试验结果证明,对于速度相关型试验试件这种试验系统拥有足够的精度.通过对比3种不同隔震橡胶支座的试验结果,证明了超高阻尼隔震橡胶支座对隔震桥梁结构具有优良的隔震减震效果.     

考虑碰撞和支座影响的桥梁近场竖向地震响应分析

为了精确计算带支座桥梁的近场竖向地震响应,研究了桥梁支座和竖向碰撞现象对桥梁地震响应的影响。建立了针对双跨连续梁桥的梁-弹簧-杆连续体模型,运用瞬态波特征函数展开法和组合体瞬态内力法求解了桥梁结构中地震响应和碰撞响应耦合的理论解。计算结果表明,该文方法能计算多次碰撞后桥梁结构复杂的内力响应。在近场竖向地震和多次碰撞作用下,桥梁跨中正弯矩、支座处负弯矩和桥墩底部应力高频高幅值振荡可能超过其承载能力。竖向地震提前于水平地震激励的时间越长,由单独的竖向地震引起桥梁破坏的可能性就越大。     

支座的仅受压特性对大跨双层斜拉桥地震响应影响研究

由于边跨与中跨跨重比大,通常在计算大跨斜拉桥时域地震响应时,可忽略桥梁支座的仅受压特性;但若跨重比小或竖向地震较为明显时,地震中可能出现梁端上抬的现象.本文首先给出考虑支座仅受压特性的简化模拟方法,其次以一座大跨双层斜拉桥为例,研究考虑支座仅受压特性后,结构地震响应的特点及地震中梁端可能出现的上抬现象.考虑支座仅受压特性后,文中研究表明:(1)边跨与中跨跨重比小或竖向地震较明显时,梁端可能出现上抬现象,应当引起充分重视;(2)如果地震中会出现支座脱开现象,该特性对大跨度双层斜拉桥边跨辅助墩墩间加劲梁挠度和墩顶附近腹杆轴力及部分斜拉索内力等地震响应影响很明显.     

铅销橡胶支座应用与桥梁减震的优化配置研究

探讨了铅销橡胶支座(LRB)用于桥梁减震的有效性及其铅销的优化配置,利用非线性时程分析法研究了典型“U”型和“V”型河谷上的梁式简支桥在不同地震波激励下的地震作用,结果表明采用合理配置的LRB较普通的橡胶支座(RB)具有同时减小支座的最大变位和降低桥墩的地震响应等优点,并指出桥梁采用LRB减震主要是靠墩与梁的动力相互作用来实现。     

港珠澳大桥的非线性地震响应分析

根据隔震连续桥梁的设计特点,利用2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,基于大型有限元软件,合理选取了强震记录作为地震输入,建立了加设隔震支座的港珠澳大桥有限元模型,并进行了强地震动作用下的地震响应分析。分析结果表明:采用减隔震支座后,桥梁结构通过延长自身的自振周期避开了地震的卓越周期;同时依靠减隔震支座的滞回耗能,有效地减少了输入到桥梁结构中的地震能量,降低了桥梁结构的地震响应,使大部分构件处于弹性工作阶段,从而达到保护主体结构的目的。     

大跨度桥梁边墩横向减震体系的地震易损性分析

在大跨度桥梁中,边墩的竖向恒载与中墩相比往往较小,导致支座滑动摩擦力较小,因此,摩擦型耗能减震支座无法有效控制地震位移.针对以上问题,提出了滞回型钢阻尼器和滑动支座配合使用的桥梁边墩减震体系.然后,以一座大跨度钢桁架拱桥为例,建立了全桥有限元模型,以支座位移、墩底弯矩以及拱脚立柱的应力为工程需求参数,采用云图法建立概率地震需求模型,分析了该大跨度桥梁的边墩横向地震易损性.结果表明,采用滞回型钢阻尼器和滑动支座的桥梁边墩减震体系可有效降低桥梁上、下部结构各主要控制部位的横向地震易损性.     

第10届世界地震工程会议概况

第10届世界地震工程会议于1992年7月19日至24日在西班牙举行,我校章在墉、范立础教授出席了该会。会议代表共约1500人,我国代表(包括台湾省)共39人。会议录用论文共1484篇,其中我国(包括台湾省)87篇。章在墉教授提交的论文“强震地面运动持续时间小区划的概率基础研究”和范立础教授提交的论文“大跨斜拉桥的非线性地震反应分析”分别在会上进行了宣读。通过参加会议,在以下一些方面有些新的发展: 1.隔震。结构的抗震设计方法和材料强度的提高已经有了足够的研究,目前世界上一     

滑动支座摩擦效应对连续梁桥地震响应影响

以1座跨度为(55+4×90+55)m的预应力混凝土变截面连续梁桥为研究对象,采用ANSYS软件建立桥梁动力分析模型.选取3条人工地震波作为地震动输入,基于动力非线性分析方法,考虑摩擦效应,分析盆式橡胶支座连续梁桥非固定墩的地震响应和支座的滞回性能,并与未考虑摩擦效应的地震响应进行比较.结果表明:非固定墩处的盆式橡胶支座在地震作用下形成了规则、饱满的滞回曲线,形状近似为矩形;相对未考虑盆式橡胶支座摩擦效应的模型,考虑支座滑动后,固定墩墩底顺桥向弯矩、剪力分别降低了25.91%、27.41%,固定墩墩顶顺桥向位移和非固定墩墩梁相对位移分别降低了26.15%、25.59%;对于多跨长联连续梁桥,滑动支座数量多且反力大,若不考虑滑动支座的摩擦耗能,桥梁结构地震响应结果偏大,抗震设计偏于保守.     

大尺寸隔震橡胶支座内部钢板最大应力的影响因素分析(英文)

采用有限元方法对直径为1 500 mm隔震橡胶支座内部钢板最大应力影响因素进行分析研究,提出了相应修正计算公式.影响因素包括支座内部孔洞的大小、单层内部橡胶与钢板厚度之比(tr/ts)、内部橡胶剪切模量(G)、支座第1形状系数(S1)以及支座外保护层厚度.研究对象包括建筑及桥梁用隔震橡胶支座,荷载方法采用单向竖向加载及压剪荷载.研究结果表明,支座内部孔洞大小、tr/ts、S1对内部钢板最大应力影响较大,而G值及保护层厚度对其影响很小.提出了考虑S1影响、用以计算支座内部钢板最大应力的修正理论计算公式,并与有限元计算结果进行了对比,对比结果表明,无论是S1大的建筑隔震橡胶支座还是S1小的桥梁隔震橡胶支座,两者吻合较好.