桥梁深水高桩基础水平抗撞击力的非线性有限元分析

桥梁基础设计以往一直侧重于竖向承载能力计算方法的研究,而水平承载能力计算方法的研究则相对较少。最近我国发生多次因船舶撞击造成桥梁倒塌的事故,使得桥梁基础水平抗撞击能力的合理评估方法的重要性凸显出来。为了满足桥梁船撞设计与评估的需要,本文提出了基于非线性有限元分析对深水高桩基础水平抗力的评估方法。通过对G325国道某大桥的实例分析,并与基于我国规范设计思想的计算方法进行对比分析,结果表明本文所提出的方法对于该类桥梁桩基础防撞设计更为合理。     

深水高桩承台基础地震动水效应数值解析混合算法

针对桥梁深水高桩承台基础—水体耦合动力问题,首先建立了深水高桩承台基础简化数值分析模型,针对桩身,给出了基于水下桩基尺度的桩身动水附加质量解析算法,并计人群桩效应的影响;针对承台,提出了动水附加质量简化有限元计算方法,依靠基于势流体单元的合理的流体动力学数值表达,即考虑了承台真实几何尺寸,又兼顾了其振动周期对承台动水效应的影响,从而得到了地震作用下高桩承台基础地震动水效应数值解析混合算法.以四桩高桩承台试验模型为研究对象,利用该方法进行模态及时程分析,通过与试验及其他数值、解析结果比较,表明本算法与试验及完全数值方法吻合良好,其计算精度与计算效率得到有效改善.该研究对深水高桩承台基础的抗震分析和设计具有参考价值.     

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。     

地震作用下深水高墩刚构桥梁的动力响应分析

高墩大跨连续刚构桥梁的抗震性能是桥梁设计人员重点关注的问题.当高墩处于深水之中,由于桥墩外围的水和桥墩体内的水将由于震动而同时对桥墩产生作用,对其进行动力响应分析更为困难.在计算墩水耦合效应时采用Westergaard理论,对一座连续刚构桥梁的地震动力响应进行了反应谱分析和时程分析.研究结果认为考虑墩水耦合效应后,桥梁...     

深水桥梁动水效应规范算法的近断层地震动检验

以典型深水桥梁的等效单墩模型为对象,以代表性近断层地震动为输入,采用考虑桥墩水体动力相互作用的流固耦合全数值计算方法,检验了我国、日本以及欧洲相关规范动水效应计算方法的准确性.结果表明:水环境的存在会导致结构自振周期的延长,各规范方法的误差率随水深增加而变大,欧洲规范偏大,日本规范偏小,我国铁路规范最接近流固耦合法计算值.在分布动水压力方面,我国铁路规范存在一定偏差,日本规范明显偏大,在墩底处约为流固耦合法计算值的5倍.在总动水压力方面,日本规范偏于保守,不同水深下的误差率在90％～153％;我国公路细则误差率在-50％～-61％;我国铁路规范最接近流固耦合法计算值,其误差率在-46％～30％.在总动水压力的作用位置方面,我国公路细则较为合理,而我国铁路规范给出的作用位置偏高,日本规范则偏低.在动水压力下的结构地震响应方面,欧洲规范计算结果偏大,日本规范结果偏小,我国铁路规范结果吻合度最高.总体来看,我国铁路规范精度较高,但在分布动水压力及总动水压力的计算上还存在改进空间.     

大型桥梁深水钻孔桩基础施工技术

大型桥梁深水桩基础的施工和周围的地质水文环境有很大关系,针对施工的水文和气象条件,介绍了以钢护筒作为支撑的施工平台结构形式及施工工艺,并分析了施工过程中可能遇到的护筒变形、漏浆、糊钻及窜孔等问题,并提出了相应的处理措施。     

公路桥梁深水高桩基础水平抗撞击力的非线性有限元分析

因船舶撞击造成的桥梁倒塌事故,凸显了桥梁基础水平抗撞击能力合理评估的重要性.为了满足桥梁船撞设计与评估的需要,文中提出了基于非线性有限元分析的深水高桩基础水平抗力评估方法.通过对G325国道某大桥的实例分析,并与基于我国规范设计思想的计算方法进行对比,发现所提方法适用于该类桥梁桩基础的防撞设计.     

浅析公路桥梁深水高桩基础水平抗撞击力的非线性有限元

由于船舶撞击产生的各种桥梁垮塌事件,显示出了桥梁基础水平抗撞击能力的重要作用。因此,为了更好的适应桥梁船撞评估和设计的意义,文章研究了非线性有限元分析的深水高桩基础水平抗力的评估技术,通过对某大桥工程实例的研究,并在我国的规范设计思想计算方法做出了全面的对比,发现所研究的方法适合在这类桥梁桩基础的防撞设计中使用。     

动水压力对深水桥梁性能设计的影响

通过一个深水桥墩实例对中国与日本桥梁抗震规范的地震动水压力计算方法进行比较研究,分析规范关于动水压力计算的异同点,计算表明两者结果相差较大. 对桥墩的动水压力进行数值模拟计算,考察动水压力沿深水桥梁高程的分布. 为研究动水压力对桥梁整体结构动力特性的影响,以主跨260 m的牛根大桥为背景建立有限元计算模型,采用附加质量法进行计算. 结果表明,附加质量法求得的位移和弯矩比不考虑动水作用的情况有较大增幅,也表明动水压力对桥梁的性能有较大的影响. 在深水桥梁的性能设计理论与应用领域中,水与桥墩的相互作用问题有必要进行进一步的研究.     

高桩承台基础与桥梁结构的动力相互作用

采用两质点模型近似模拟群桩基础和基础以上桥梁结构的动力特性,推导出桥墩、基础地震反应的计算公式,然后用数学工具MATLAB编制了一个程序,最后以一个实际结构为背景建立两质点模型进行了动力相互作用规律的探讨.结果表明,承台质量较大的高桩承台基础和基础以上桥梁结构之间的动力相互作用现象非常显著,计算桥墩和基础的地震反应时,承台质量的影响不可忽略,否则可能会引起很大的误差.     

非线性对提篮拱桥地震响应的影响分析

提篮拱桥由于拱肋内倾使其结构特性发生变化,其地震响应不同于平行肋拱桥。本文在修正地震波的基础上,以郑州黄河桥的钢管混凝土提篮拱桥为例,采用计算机模拟的方法,建立桥梁地震响应分析的有限元模型,分析了非线性对提篮拱桥地震响应的影响。结果表明,材料非线性和几何非线性对提篮拱桥地震响应有比较大的影响,为了桥梁结构的安全,在抗震设计中必须考虑非线性的影响。     

地震动水压力对深水桥墩的影响

在Morison方程的基础上,用附加质量考虑水的影响,采用有限元方法来分析深水桥墩的地震响应.通过对实例的分析,认为地震动水压力对深水桥墩的影响是显著的,动水压力的作用使桥墩的地震响应最大值增大了近50%,并得出了影响动水压力的主要因素.同时与我国现行抗震规范的计算结果进行了比较分析,认为在抗震设计中是否考虑地震动水压力对桥墩的影响采用相对水深来决定更为合理.     

地铁车站结构上穿可液化土层地震响应分析

地基液化是导致地下结构在地震中发生严重震害的重要威胁之一。以北京某箱型框架式地铁车站上穿一定厚度的可液化土层为工程背景,基于有限差分软件FLAC^3D建立了含有可液化土层的场地土-地下结构相互作用数值模型,分析了场地液化分布特征、周围场地位移沉降及矢量特征、地下结构动力反应及上浮特征等。结果表明,地下结构的存在加大了可液化场地的地层变形,但会显著降低结构上方一定范围内地表土体的地震响应;可液化土层中的孔压发展表现为“起始缓慢增长、最后急速增加至峰值并保持一定时间,最后缓慢消散”的规律,孔压达到峰值的时刻与输入地震动的峰值时刻接近;结构的竖向位移变化表现出“起始少量下沉,然后振荡上升,随后急剧上浮,最后缓慢下降”的发展阶段;液化场地中,地铁车站结构附近的土体部分上浮、部分沉陷是造成地表土体开裂的内因;下部可液化土层对上穿的地下结构的地震响应具有一定的隔震效果。     

地基土——非线性单自由度结构相互作用体系的随机地震反应分析

本文对地基土——非线性单自由度上部结构相互作用体系在随机地震输入下的随机反应问题作了初步研究。首先,借助等效线性化法对地基土的刚度及阻尼作了处理,将它们代之以与频率无关的常量。随后,运用Wiener-Hermite展开式法导出了非线性振动体系在零均值高斯过程输入下的确定型核函数方程。文中还给出了高斯过滤白噪声地震地面加速度的Wiener-Hermite级数表达式。最后,以一水塔结构的相互作用体系为例,求出了该非线性体系在高斯过滤白噪声地震输入下的非平稳反应,并将结果与Monte-Carlo。法的统计结果作了比较。     

双薄壁墩刚构矮塔斜拉桥地震时程响应分析

为了研究双薄壁墩墩高和壁厚组合的厚高比对双薄壁墩矮塔刚构斜拉桥地震反应的影响,以甘肃天水国际陆港市政道路工程渭河五号桥(75+126+75) m连续刚构矮塔斜拉桥为研究对象,依托Midas Civil软件建立全桥空间有限元分析模型,利用非线性时程分析法,对5种不同工况组合的厚高比形式下的建模结构的地震响应进行对比。结果表明,墩高相比壁厚更能影响墩顶纵向弯矩,厚高比越大,对纵向弯矩的贡献值越小。各厚高比的塔身最高处索鞍横向剪力小于最低处索鞍横向剪力,工况厚高比越大,墩顶横向剪力越小。塔墩梁固结附近的横向剪力明显大于其他各关键位置的横向剪力。除主跨跨中位置处竖向外移需要注意外,梁端竖向位移突出,由于刚构斜拉桥的特殊性,在实际工程中应在此种结构的边墩处设置合适的减隔震装置或支座以减小地震响应影响。     

不等高单层厂房高低跨交接柱考虑高阶振型影响的地震内力分析

本文应用地震反应谱理论分析了高阶振型对不等高单层厂房高低跨交接柱上柱的影响,指出现行TJ 11-78规范有关条文的不足和偏于不安全,并通过对193例不同类型厂房的统计分析提出了相应的建议公式。分析中分别按平面结构体系及同时考虑山墙、屋盖、柱等共同工作的空间结构体系,归纳出主要的影响因素及其规律。建议公式较TJ11-78相应公式有较高的准确度,为该规范的修订提供了有价值的参考依据。     

上海市既有中小学建筑抗震性能分析

汶川地震和玉树地震造成了中小学建筑严重的破坏,并导致了重大的师生伤亡,因此人们越来越重视既有中小学建筑的抗震能力。国家之后应急启动了校安工程,要求对中小学建筑进行全面的抗震排查、鉴定和加固;相关抗震规范标准也把中小学建筑的抗震设防类别从丙类提高到乙类。根据上海市金山、杨浦和闸北3区部分既有中小学建筑的抗震鉴定情况,分析该类建筑的抗震性能,总结其抗震缺陷产生的原因,得出该类建筑存在抗震缺陷的主要原因是抗震设计规范发生了较大变化,并提出了抗震加固建议。     

变参数土层的动力特性和地震反应分析

应用模态摄动原理和一维剪切波动方程，建立了变参数土层自振特性的简捷计算方法。，从而为计算各类变参数地震反应提供了一个有效的计算手段。这一方法不仅适用于分层均匀土层，也适用于土介质物理特性沿深度不均匀变化的土层。这种变化规律既可用解析函数表示，也可采用列表函数     

顶部偏心缩进结构的扭转效应

对立面不一致结构,即顶部楼层有局部偏心缩进的房屋建筑的弹塑性地震反应进行分析.以一理想的5层钢筋混凝土框架结构为例,分析了顶部偏心缩进25%、50%、75%等不同偏心缩进率结构在单向地震动输入下的弹塑性扭转效应.结果表明：顶部楼层的局部偏心缩进对结构的弹性反应将产生明显的影响;结构进入弹塑性运动后,平扭耦合运动的程度减小,偏心缩进对构件的最小延性要求影响较小.