不同地震动输入方向下非对称大跨悬索桥地震响应分析

为了解非对称悬索桥在不同地震动输入方向下的结构地震响应特性,指导该类桥梁的抗震设计,以广东云浮西江特大桥——跨径布置(202+738)m的非对称双塔双跨悬索桥为背景,进行地震响应分析。选取视波速150~3000 m/s的8个工况,采用大质量法模拟多点激励,对桥梁进行非线性时程分析,研究非对称悬索桥在一致激励下和考虑不同地震动输入方向及不同视波速下的结构地震响应规律。结果表明:对于非对称悬索桥,一致激励下,桥跨质量大的一侧构件内力、位移响应较大,位移较内力更为显著,应依据非对称结构地震响应特性,在结构两侧设计不同参数的减隔震装置;行波效应对非对称大跨悬索桥结构关键位置的内力、位移响应影响规律不同,视波速的选取对非对称结构地震响应影响显著,结构不同侧构件在相同视波速下的地震响应存在差异;在不同地震动输入方向下非对称结构的地震响应规律不同,同一构件响应值存在显著差异,建议在非对称桥梁设计时,考虑地震动输入方向的影响,按最不利方向进行设计。

预制拼装人行斜拉天桥舒适度评价

为深入研究预制拼装结构的人致振动特性,采用限制结构加速度响应的方法,对某预制拼装人行斜拉天桥的舒适度进行评价.通过在控制点布设加速度传感器,获得结构在环境激励下的振型、自振频率及阻尼比;根据桥面拼接的弹性连接结构特性,确定相邻节段间的弹性连接刚度;参照国内外相关规范,建立行人和车辆通行荷载分析模型,获得各种荷载工况下的峰值加速度,分析人行天桥的舒适度.结果表明:结构的自振频率和峰值加速度与实测值吻合良好,从而验证了有限元分析模型的有效性;考虑预制拼装对结构刚度的折减可以更真实地反应结构的振动特性,预制拼装结构的舒适度评价指标与整体式结构一致;人群质量对该结构振动频率的影响较小,可以不考虑人群荷载与车辆通行荷载的耦合作用;车辆通行荷载对结构的舒适度产生一定程度的影响.

母岩类型及石粉含量对机制砂混凝土性能影响研究

设计强度等级C50的机制砂混凝土,研究石粉含量、母岩类型对机制砂混凝土抗压强度、坍落度及微观性能的影响。通过EDS能谱分析、XRD及SEM等微观分析方法,揭示石粉含量、母岩类型对机制砂混凝土性能影响机理。结果表明,母岩类型对机制砂混凝土抗压强度影响较小。随着石粉含量增加,机制砂混凝土抗压强度呈先增后降的趋势,其中石粉含量为机制砂总质量的9%时,石灰岩机制砂混凝土抗压强度最优,为69.6 MPa;当石粉含量为6%时,辉绿岩机制砂混凝土抗压强度最优,为66.0 MPa;当石粉含量为12%时,花岗岩机制砂混凝土抗压强度最优,为68.3 MPa。混凝土坍落度随石粉含量增加而减小。石粉含量增加,在一定程度上抑制了水泥水化,导致未水化的水泥、粉煤灰数量增加;当机制砂混凝土抗压强度最优时,C-S-H凝胶中的Ca/Si(CaO和SiO_(2)物质的量比)最低;石粉含量及母岩类型对机制砂混凝土水化产物影响并不显著。

跨断层桥梁地震响应分析及合理跨越角度研究

为研究跨断层桥梁地震响应规律及合理跨越断层角度,以一座跨走滑断层的连续梁桥为研究对象,采用混合模拟法合成了该桥的地面运动时程曲线,基于多点激励位移输入模型,采用非线性时程法对其地震响应规律进行了分析,并以桥梁轴向与断层交角θ为研究参数分析了其对结构地震响应的影响,得到了θ对结构地震响应的影响规律和变化曲线。计算结果表明:跨断层桥梁桥墩扭矩设计值较大,桥墩横向弯矩随断层距的减小而增加;其位移响应以主梁纵横向大位移、面内扭转变形、支座和桥墩残余位移为主要特征,具有较大的落梁破坏风险;当桥梁垂直跨越断层时(θ=90°),桥墩受力合理性和经济性最优,断层错动产生的顺桥向位移分量最小,落梁风险相对较低。研究成果可为该类桥梁的抗震设计与桥位布置提供参考和依据。

跨断层桥梁地震响应特性研究

为了解跨断层桥梁地震响应规律,为桥梁抗震设计与研究提供参考,以一座跨越走滑断层梁桥为研究对象,利用混合模拟法合成了跨断层桥梁地面运动时程,基于地震动位移输入模型,采用非线性时程分析法计算了该桥的结构地震响应,并从内力和位移响应方面与对应近断层桥梁进行了对比分析。结果表明:跨断层梁桥的桥墩承受较大扭矩;在断层错动方向,断层两侧主梁、支座及桥墩的内力、位移响应方向相反,地震动结束后,存在显著的残余内力和位移,具有较大的结构破坏风险。建议设计时应基于跨断层桥梁的地震响应特性,进行针对性的抗震设防,以减轻或避免结构破坏带来的不利影响。

跨断层桥梁结构地震响应影响

以一座跨走滑断层连续梁桥为研究对象,利用混合模拟法合成该桥地面运动时程曲线,采用非一致激励时程法对其地震响应进行计算,并以断层穿越位置、穿越角度、墩高布置为分析参数,研究了上述参数对跨断层桥梁地震响应的影响。结果表明:(1)断层穿越位置、穿越角度、墩高布置方式对跨断层桥梁的地震响应具有显著影响,设计时应对此予以考虑。随着断层位置由桥梁中跨向边跨移动,其最不利地震响应呈增大趋势,结构受力偏向不利;当断层垂直穿过桥梁时,结构地震响应值相对较小,且分布合理性、经济性最优;跨断层桥梁横向最大弯矩需求并不一定发生在最高墩,而通常发生在断层同侧两个桥墩中的较高桥墩。(2)跨断层效应对桥梁结构的地震响应特征及规律影响显著,应对其进行针对性抗震设计。本文研究成果可为该类桥梁的抗震设计和桥位布置提供参考和依据。

基于多点激励位移输入模型的跨断层桥梁地震动输入方法

探讨了多点激励位移输入模型对跨断层桥梁的适用性,并针对包含永久地面位移的时程曲线在基线校正过程中存在的问题提出了一种改进的基线修正方法.利用该方法对集集地震中距发震断层最近的10个强震台站地震动记录进行基线校正,校正后的永久地面位移与GPS测站同震位移运动方向一致,数值相近,由此验证了该方法的合理性,所得位移时程曲线可作为多点激励位移输入模型的地震动输入.以某跨断层桥梁为例,分别采用多点激励位移输入模型和多点激励加速度输入模型计算结构地震响应.结果表明,基于多点激励位移输入模型的地震动输入方法能够真实模拟断层错动引起的结构残余变形与内力,符合实际震害特征;而基于多点激励加速度输入模型的地震动输入方法则未考虑该残余变形与内力,故可能导致不合理的计算结果.

跨断层桥梁抗震设防启示及建议

分析了跨断层桥梁结构所面临的地震破坏风险;总结了国内外历次地震中跨断层桥梁的震害案例;结合本领域国内外新近研究成果,对我国现行抗震规范和地震安全性评价相关内容的合理性进行了讨论;最后在上述研究的基础上,从设防策略、组织架构、设计参数、后续研究内容等方面提出建议,以促进跨断层桥梁抗震研究发展和相关规范完善。

跨断层桥梁非一致激励输入模型适用性研究

为研究适用于跨断层桥梁的地震动输入分析模型,以1座跨断层桥梁为例,分别计算了非一致激励位移输入模型和大质量法加速度输入模型的地震响应,探讨了2种输入模型的适用性及模型误差产生原因。结果表明:位移输入模型可考虑永久地面位移对结构地震响应的影响,能够真实反映跨断层桥梁在地面运动结束之后桥墩具有的残余内力和变形,适用于跨断层桥梁非一致激励地震响应分析,而大质量法加速度输入模型对此无法考虑,可能导致不合理也是不安全的计算结果;在运用通用有限元计算软件进行加速度输入模型多点激励分析时,应首先核查与拟输入加速度时程对应的位移时程是否存在永久地面位移,若存在永久地面位移,则建议改为位移输入模型进行计算,否则将可能得到失真的计算结果。

跨断层桥梁抗震若干问题探讨

从断层时间尺度、活动性、场地效应等方面阐述跨断层桥梁的定义与内涵;从"功能性"、"制约性"、"地表破裂变异性"、"设计缺陷"4方面分析跨断层桥梁"不得不"面临较大的地震破坏风险的原因;最后以1979年Imperial Valley地震中El Centro台阵收集到的强震记录为基础,对断层破裂强震记录特征及地震动传播机理进行分析,研究断层两侧地面运动分布规律,建议跨走滑断层桥梁的地震动输入方向。本文研究结果对促进跨断层桥梁抗震设防具有借鉴意义。

强震区轻骨料混凝土桥梁地震响应研究

为研究轻骨料混凝土桥梁的地震响应,以一座强震区典型连续梁桥为研究对象,在考虑轻骨料混凝土材料特性基础上建立桥梁结构有限元分析模型,采用非线性动力时程分析法进行结构地震响应分析,研究轻骨料混凝土材料布设位置对桥梁结构动力特性和地震响应的影响,并从内力和位移响应方面与普通混凝土桥梁进行对比。结果表明:与普通混凝土桥梁相比,仅上部结构或仅下部结构采用轻骨料混凝土对降低桥墩内力并不明显,而全桥采用轻骨料混凝土能够显著降低桥墩内力。轻骨料混凝土桥梁与普通混凝土桥梁地震内力和位移响应变化趋势不同,桥墩塑性发展程度和时间存在差异。采用轻骨料混凝土桥梁方案时,应综合考虑结构质量、刚度分布及材料塑性特性与普通混凝土桥梁的不同,合理确定抗震设计方案。

板式橡胶支座摩擦滑移特性参数分析

对板式橡胶支座摩擦滑移特性进行数值分析,并与试验结果进行滞回曲线和等效黏滞阻尼比方面的对比。结果表明:有限元模拟结果能与试验结果很好吻合,说明所建立的有限元模型中对单元的选择、接触的处理及模型简化等能有效用于板式橡胶支座的模拟,可较好预测板式橡胶支座的滑动耗能特性。基于此模型,进一步分析橡胶层厚度、支座宽度等参数对支座滑移特性的影响,为后续建立支座合理分析模型奠定基础。

新型双层抗震挡块抗震性能研究

设计了一种新型双层抗震挡块,并研究了其抗震性能。以一座连续梁桥为例,采用非线性时程分析法对比分析了新型双层抗震挡块和传统挡块的地震响应。结果表明:在不显著增大结构内力和位移需求的情况下,新型双层抗震挡块可有效减小主梁与挡块的最大撞击力,降低桥梁因横向碰撞而引起的落梁破坏风险。

中小跨径桥梁地震作用下横向损伤模式分析

为研究横桥向地震作用下板式橡胶支座对桥梁抗震性能的影响,比较了传统延性抗震设计方法与考虑支座摩擦滑移抗震设计方法的差异,采用Open Sees软件建立桥梁有限元模型,对一简支变连续梁桥进行了非线性增量时程分析,对比研究桥梁支座、挡块和桥墩的受力性能,并根据延性系数对桥梁各构件的损伤顺序进行了分析。研究结果表明:按传统延性体系设计时,桥梁破坏首先从墩底开始,在大震作用下会造成墩底发生严重损伤;考虑支座摩擦滑移时,桥梁损伤首先是支座和挡块的破坏,然后是墩柱发生损伤,支座摩擦滑移后可大大减小传递到下部结构的地震力,大震下桥墩保持弹性或只发生轻微损伤,建议桥梁抗震设计时采用考虑支座摩擦滑移的抗震设计方法。

基于小波变换的层间隔震结构地震响应分析

利用小波多分辨率分析将地震动加速度分解为多频段小波分量,并运用复模态方法推导其计算层间隔震体系在地震作用下的动力响应公式,讨论各频段地震信号及结构响应的能量分配。同时利用小波时频工具分析地震动能量在时频域内的分布对层间隔震结构响应的影响,进而为考察地震动非平稳性对层间隔震结构非线性分析的影响提供方法。利用小波分析的以上优势,对一典型层间隔震结构分别进行弹性和弹塑性分析,结果表明弹性体系在地震作用下的响应可由该地震波各小波分量的响应叠加而得,地震动能量在时间上的集中会对层间隔震结构响应产生不利影响。

考虑摩擦滑移的板式橡胶支座桥梁位移设计方法

通过5个板式橡胶支座的摩擦滑移拟静力试验,研究板式橡胶支座摩擦滑移后等效阻尼比的变化,并给出等效阻尼比的拟合公式,进一步给出考虑摩擦滑移的板式橡胶支座桥梁的位移设计方法,并对一双自由度简化桥梁模型进行时程分析验证。结果表明,考虑摩擦滑移的板式橡胶支座等效阻尼比与实际情况符合较好,可应用于直接基于位移的抗震设计中;建议的位移设计方法假定上部结构位移,利用体系等效阻尼比通过迭代收敛得出桥梁替代结构系统的最大位移,作为非线性结构的最大位移。基于位移的设计方法简单有效而且满足工程设计精度要求,可用于考虑摩擦滑移的板式橡胶支座桥梁的抗震设计。

两座连续刚构桥预拱度计算分析

该文首先针对不同跨度连续刚构桥跨中下挠问题阐述了对该类桥梁进行设计及施工过程研究的重要性。文章以涧口河特大桥和赵家塬桥为实例,建立了有限元模型,并通过合理的计算方法和理论分析,分析对比了两座桥梁施工过程中的状态,最后提出了该类桥梁设计施工的相关建议。

斜腿夹角对V形墩连续刚构桥地震响应的影响研究

为研究斜腿夹角对V形墩连续刚构桥地震响应的影响及合理斜腿夹角角度,以一座典型V形墩预应力混凝土连续刚构桥为研究对象,采用有限元分析方法研究了斜腿夹角θ对桥梁内力及位移的影响,得出了θ对结构地震响应的影响规律和变化曲线。研究结果表明:随着斜腿夹角的增加,在纵向地震力作用下,墩底纵向弯矩逐渐减小,墩顶和主梁墩顶支撑处纵向弯矩逐渐增大;在横向地震力作用下,跨中横向弯矩逐渐减小,墩底横向弯矩逐渐增大,墩顶横向弯矩基本不变;在竖向地震力作用下,墩底和墩顶竖向弯矩逐渐增大,主梁支撑处竖向弯矩逐渐减小;斜腿夹角对纵向或横向地震力作用下结构位移影响不大,对竖向地震力作用下的位移影响较大。在满足静力设计的前提下,当两斜腿夹角为90°时,结构地震响应相对较小,受力合理性最优。研究成果可为该类桥梁的抗震设计与斜腿夹角角度选取提供参考和依据。

轻骨料混凝土桥梁地震易损性分析

为提高强震区桥梁的抗震性能,采用轻骨料混凝土替代普通混凝土以降低结构自重、提高墩柱变形能力,从而降低地震响应。以一座强震区典型中小跨径连续梁桥为研究对象,基于OpenSees建立轻骨料混凝土桥梁有限元分析模型,进行非线性时程分析,生成地震易损性曲线来评估桥梁的抗震性能。研究结果表明:与普通混凝土桥梁相比,仅上部结构或下部结构采用轻骨料混凝土对降低桥梁整体的损伤概率并不明显,而全桥均采用轻骨料混凝土的桥梁能够显著降低桥墩、桩基和支座的损伤概率以及桥梁整体的损伤概率。建议在强震区进行桥梁建设时,全桥均采用轻骨料混凝土来替代普通混凝土以提高桥梁抗震性能。

钢渣沥青混合料在道路工程中的应用

为了总结钢渣在道路工程领域的研究现状,推动钢渣沥青混合料的应用,把握其发展现状并梳理发展需求,综述了国内外钢渣沥青混合料的应用与研究进展。通过对钢渣沥青混合料的制备与施工工艺进行总结分析,围绕钢渣掺量变化,分析其对沥青混合料路用性能的影响,归纳出目前钢渣沥青混合料的优势与不足。最后,分别对钢渣沥青混合料的经济效益、体积膨胀性和环境影响进行综合评估,旨在为钢渣沥青混合料的深入研究与应用提供启示和借鉴。结果表明:钢渣沥青路面具有路用性能优越、服役寿命长、绿色环保等优势,在多个工程实践中得到了验证;在制备钢渣沥青混合料时,级配、原材料种类以及制备工艺的差异均会对混合料性能产生关键影响;在施工过程中,由于钢渣的特殊性,需严格控制运输、摊铺以及碾压阶段的温度与均匀性;钢渣掺量对沥青混合料的路用性能有显著影响,适当掺入钢渣可提升沥青混合料的水稳定性、高温稳定性、抗疲劳性以及抗滑性,但会降低体积稳定性,综合考虑各项指标后建议钢渣适宜掺量范围为40%~50%;在钢渣沥青混合料的推广应用中,应综合评估不同地区的经济效益,并选择合适的钢渣处理工艺,以进一步改善钢渣的应用性能、提高处理效率并降低成本,为工程建设带来更好的灵活性和可持续性。