高地震烈度寒区钢-混凝土组合梁桥抗震韧性评价

综合考虑桥梁系统灾变全过程,提出了一种适用于高地震烈度寒区的钢-混凝土组合梁桥抗震韧性评价方法。基于现有统计数据,综合考虑桩基沉降损伤、疲劳损伤以及冻融损伤,建立了高地震烈度寒区钢-混凝土组合梁桥震前功能损失函数;将地震易损性分析与桥梁抗震韧性评价相结合,建立了桥梁系统震后恢复函数;提出了震前临界维修加固年限和临时保通状态。结果表明:在高地震烈度冻土区的钢-混凝土组合梁桥系统的临界维修加固年限随地震动峰值加速度的增大而减小,当地震动峰值加速度分别为0.10g、0.15g、0.20g、0.30g时,桥梁系统的临界维修加固年限预计分别为27年、24年、19年、8年;当桥位在Ⅸ度及以上设防区时,必须在桥梁方案设计中考虑增设减隔震装置;桥梁系统的恢复时间随地震动峰值加速度的增大而增大,韧性指标随地震动峰值加速度的增大而减小;桥梁在运营20年后发生地震作用时,地震动峰值加速度为0.10g和0.15g的地震动预计不会影响桥梁通行,地震动峰值加速度为0.20g~0.40g的地震动需要进行维修加固实现临时保通,预计恢复时间为1~42天,韧性指标为0.647~0.578,恢复至临时保通状态的韧性指标最大值为0.650。

隧道横穿高烈度地震区滑坡衬砌减震效果评估方法试验研究

为评价高烈度地震区滑坡隧道减震结构的减震效果,利用振动台模型试验测试,得到不同强度地震波作用下试验模型的加速度和动应变等数据信息;结合试验模型宏观灾变变形特征,采用多指标评估方法,揭示隧道减震结构区域性空间动力响应特征;基于弹塑性效应定义隧道结构塑性减震系数(PDC),阐明隧道结构的损伤演化规律。研究结果表明:(1)滑坡体破坏表现出区域性损伤破坏的连续性,隧道结构的损伤部位存在区域性差异;(2)隧道结构不同位置的加速度、速度和位移到达峰值的次数和时间存在差异,隧道结构局部及整体的动态响应受不同频段地震波的影响;(3)海绵橡胶材料作为隧道衬砌减震层具有良好的减震效果,但不会改变隧道结构受损变化的形式和频谱响应特性;(4)隧道结构的损伤破坏具有明显的累积效应,整个过程可分为弹性变形阶段、弹塑性变形阶段和塑性变形阶段,实际隧道工程抗减震设计应防止隧道结构过早进入塑性变形阶段。研究成果可为高烈度地震区隧道穿越滑坡区的变形机理及防控措施设计提供一定的理论参考。

高烈度地震区铁路简支梁常用桥墩抗震性能研究

分别选取三种不同墩高桥墩,对比研究普通支座体系和减隔震支座体系下,常用32 m跨度铁路简支梁桥墩在A_(g)=0.3g峰值加速度下的抗震性能。运用有限元软件进行计算分析,结果表明:采用普通支座体系,常用简支梁桥墩抗震性能无法满足罕遇地震下的性能要求;采用双曲面球形减隔震支座,能够显著减少墩底内力,桥墩处于基本弹性状态。在选取的非线性计算参数下,墩底弯矩减隔震率在58%以上。

极端自然条件下援所罗门群岛2023年太平洋运动会主体育场结构设计

针对援所罗门群岛2023年太平洋运动会主体育场位于高烈度区、强风荷载、强盐雾腐蚀的不利自然条件,介绍了结构设计中遇到的关键问题及对应的处理措施。采用风洞试验结合CFD仿真模拟的方式对风荷载取值进行校核。在抗震与隔震的方案选择中,结合援外项目维护便利原则放弃采用隔震方案,选择具有二道抗震防线的框架-剪力墙结构体系。对重要节点进行了节点有限元分析,保证节点受力及与下部结构连接安全可靠。耐久性设计方面,结合澳洲规范对混凝土强度等级及保护层厚度进行了包络取值,并采取特殊措施提高钢结构的抗盐雾腐蚀能力。

动水压力对高烈度区大跨度悬索桥阻尼减震性能的影响

强烈地震在使桥梁产生较大结构响应的同时,会引起结构与周围水体发生相互作用而产生较大的动水压力。以某库区深水大跨度悬索桥为研究对象,在塔梁间设置纵向黏滞阻尼器进行结构减震,以附加质量的方式考虑水与桥塔的相互作用并采用解析法计算。通过建立4种不同结构体系的分析模型,研究动水压力对大跨度悬索桥地震响应及阻尼器减震性能的影响。结果表明:动水压力进一步扩大了悬索桥在地震作用下的结构位移和内力响应,且桥塔浸水深度越大,增强效果越明显;黏滞阻尼器可通过附加抗震阻尼的形式减小悬索桥的纵向位移和结构内力,但受地震动水压力的影响,阻尼器的工作滞回面积增大,阻尼力最大增幅达2.21%,位移最大增幅达8.33%。因此,深水桥梁在采用黏滞阻尼器减震时,应考虑地震动水压力对其性能的影响,以免发生超限破坏。

高烈度地震区钢-混结合段位置对大跨斜拉桥地震响应的影响

钢-混结合段是混合梁斜拉桥的关键构造。文中依托位于高烈度地震区的澜沧江斜拉桥,利用有限元软件midas Civil 2020对该斜拉桥建立3种方案的有限元计算模型,从混合梁斜拉桥地震响应方面研究钢-混结合段的合理位置,分析在不同地震荷载作用下钢-混结合段位置改变时,全桥位移和内力的变化规律。结果表明,不同的钢-混结合段的位置对不同方向地震荷载作用下全桥位移和内力的影响较大,钢-混结合段自身内力也改变明显,钢-混结合段的位置偏向中跨对斜拉桥地震响应影响比较有利。

昆明招平商务中心超高层办公楼抗震设计

昆明招平商务中心超高层办公楼为采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系的新建超高层建筑,属8度区超B级高度一般不规则的超限高层建筑。论文介绍了结构的超限设计,包括弹性计算、弹性时程分析和动力弹塑性分析等内容。根据超限情况,提出相应抗震性能目标及加强措施。分析结果表明,工程虽属于高烈度区的超高层建筑,但通过细致的分析及合理的结构布置,能实现使用普通结构形式来满足设计所定的抗震设防目标要求。

高烈度活断层地区隧道结构抗震的综合措施

以地处高烈度活断层地区的敦煌—格尔木铁路阔克萨隧道为背景工程,采用地震动力仿真模拟方法,探讨采用注浆加固圈、减震层和超挖法等不同措施时隧道结构的抗震机理与效果。计算结果表明:采用无注浆加固,以及全环间隔注浆、全环接触注浆和局部注浆3种注浆加固方式时,隧道结构的位移以及二次衬砌的振动加速度均基本相同,但最大应力的降低较明显,其中采用全环间隔注浆方式时,隧道二次衬砌最大应力的降低幅度最大;设置减震层后,隧道衬砌的拉应力大幅度减小,但对衬砌的位移和振动加速度响应影响较小;采用超挖法施工时,施作1层衬砌就能满足抗震的要求,但应预留施作2层衬砌的空间;适合于高烈度活断层地区隧道结构抗震的综合措施为采用全环间隔注浆加固方式,其夹层围岩间隔距离为1m、加固圈厚度为3m;横向减震层厚度为150mm,纵向衬砌节段长度为8m;选用超挖法进行施工。

高烈度地震区山岭隧道模型试验研究

以雅泸高速公路高烈度地震区某山岭隧道为背景,对山岭隧道结构地震动力响应进行了大型振动台模型试验研究。试验表明,在隧道洞口段模型土表层裂缝均先从隧道拱顶偏向两侧45°角位置出现,然后斜向向上扩展;在隧道洞身段进出口纵向及斜向裂缝数量较多,大部分裂缝延伸至环向裂缝后终止。在隧道洞身段试验中,拱顶内缘和两侧边墙中部衬砌外缘出现拉裂性裂缝;在仰拱部位出现剪裂性裂缝或压裂性裂缝,并有不同程度的错动,是受地震影响最大的部位。

泸定大渡河兴康特大桥抗震设计关键技术

泸定大渡河兴康特大桥主桥为1 100m单跨钢桁梁悬索桥,针对该桥桥址区地震动参数高的特点,开展结构抗震设计关键技术研究。基于延性抗震设计理念提出耗能型中央扣,将防屈曲钢支撑用作中央扣杆件,防屈曲钢支撑的两端以铰接形式与缆、梁连接,只承受轴向力,不产生弯矩。基于组合设计思想提出波形钢腹板钢-混组合桥塔横梁,利用预应力混凝土顶板和底板抗弯、高强度钢腹板抗剪。对比耗能型中央扣与传统刚性、柔性中央扣对悬索桥抗震性能的影响;对比波形钢腹板钢-混组合桥塔横梁与普通钢筋混凝土、钢桥塔横梁的抗震性能,并对组合桥塔横梁进行缩尺模型试验,结果表明:铰接式耗能型中央扣能显著改善高烈度震区大跨径悬索桥的抗震性能;波形钢腹板钢-混组合桥塔横梁具有良好的综合抗震性能,连接构造安全可靠。

阿尔塔什水电站联合进水口塔群三维有限元静动力分析及配筋设计

通过建立山体、回填混凝土以及进水口塔群三维网格模型进行有限元分析,基于子程序成功开发了4节点单自由度用户单元,较好地模拟了动水压力与结构之间的相互作用,并采取振型分解反应谱法进行动力分析,对塔群结构和地基的应力及变形分布规律进行分析研究。通过进水塔结构、地基应力及位移等计算结果,论证塔体的结构稳定性及安全性,并对阿尔塔什水电站联合进水塔群结构进行应力配筋计算以及地基承载力验算。结果表明:对于基础是变截面的塔体底板,上表面的应力控制工况为运行期,下表面控制工况是检修期;对于基础为非变截面的塔体底板,应力控制工况为检修期。两侧边墙应力控制工况为运行期+横竖向地震;后胸墙及中墩应力控制工况为运行期+纵竖向地震。依此,为今后联合进水口塔群结构稳定与配筋计算提供借鉴。

地震作用下大型地下洞室群位移特征的若干影响因素分析

利用三角级数叠加法,考虑到基岩场地的深度衰减效应,生成了大型地下洞室群非平稳人工地震动加速度时程。然后利用动力时程分析法,对大渡河某水电站大型地下洞室群进行了非线性地震动力响应分析,研究在不同频谱人工地震波作用下地应力特征、峰值加速度和频谱对大型地下洞室群位移特征的影响。分析结果表明,地下洞室群相对位移随着侧压力系数和峰值加速度的增加而略有增加,不同频谱的地震波有着截然不同的位移特征。研究成果对高地震烈度区地下洞室群抗震稳定性分析具有一定的借鉴意义。

强震区隧道洞口段振动台模型试验研究

为了研究强震区隧道洞口段的抗震性能,对隧道结构进行了振动台模型试验。文章首先介绍了试验方案设计;接着对试验中测得的隧道结构的加速度反应和应变反应进行了分析,得出洞口段在地震动作用下的横截面的应变分布规律,以及沿纵向的加速度反应特征;最后,对试验中的地震裂缝和衬砌结构的破坏等震害现象进行了描述。

高烈度区水电工程岩石高边坡三维地震动力响应分析

基于动力响应时程分析Wilson-θ法的原理和应用条件,结合西部某高坝岩石高边坡工程实例,建立三维高边坡地震动力分析模型。应用动力有限元法,研究岩石高边坡的动态特征,分析高边坡不同部位对地震加速度响应、位移响应及其应力响应特点。最后,探讨地震作用下,由于边坡形状和结构的差异,不同时刻高边坡的不同部位对地震响应的加速度值、位移值和应力值有明显不同,其中边坡中部的加速度有明显放大现象,边坡的中上部对地震响应最为敏感,地震时容易激发而破坏。研究表明,用时程分析法计算边坡地震作用下的动力响应结果能够较真实的反映出岩石高边坡的动态特征以及地震对高边坡的扰动作用。

高烈度区村镇带限位装置的滑移隔震系统的参数敏感性分析

以总输入能量、综合耗能比和隔震层最大位移为响应指标,以能量法为基础,采用正交试验的方法,计算并分析了村镇建筑在地震作用下的响应指标对系统参数的敏感性,探讨了系统参数对响应指标的影响趋势。研究表明:系统参数对总输入能量的影响与场地类别关系不大,但对综合耗能比和隔震层最大位移的影响与场地类别关系较大,Ⅳ类场地条件下的综合耗能比和隔震层最大位移要远远大于其在Ⅱ类和Ⅲ类场地条件下的值,最后,对村镇带限位装置的滑移隔震系统的系统参数给出了建议的取值。

高烈度地震区隧道洞口段地震安全性分析及评价

目前,有关高烈度地震区山岭隧道地震安全性分析与评价的研究尚不多见。文章以国道318线黄草坪2#隧道为工程原型,在数值模拟计算和振动台物理模型试验结果分析的基础上,分别从洞口边坡、洞门建筑、洞口段衬砌及围岩三个部位对该隧道洞口段进行地震安全性分析,并结合各部位拟设抗、减震措施,对其进行了整体地震安全性评价。结果表明,该隧道洞口段在设计地震作用下是足够安全的。

构造柱圈梁抗震体系砌体平房振动台试验研究

为研究在西藏当雄高烈度区农牧民安居工程中,拟建的采用圈梁构造柱抗震体系的单层混凝土砌块房屋的抗震性能,并探讨内横墙和打包带加固等对房屋抗震能力的影响,进行了2个相似比例为1/3模型的振动台对比试验,模型分别是无内横墙单层砌体结构模型和有内横墙且墙体用打包带进行加固的单层砌体结构模型。试验测试了结构模型的动力特性及其在不同地震作用下的加动力响应。试验结果表明：采用构造柱圈梁抗震体系的房屋,可达到村镇建筑9度抗震设防目标,基本符合建筑抗震三水准设防的要求;如若房屋再增加内横墙或墙体采用打包带网加固,抗震抗倒的能力更强。试验结果可为当雄高烈度区农牧民安居工程的房屋抗震加固、设计和施工提供参考依据。

荷载均衡法在高烈度地震区房屋加层中的应用

根据高烈度地震区房屋加层改造的特点提出了荷载均衡法,即在确定加层减荷方案时注重考虑减荷分布的均匀性以及原有结构减荷量与加层增荷量的相互平衡。将该方法应用于抗震设防烈度为8度的某框架结构教学楼加层改造工程中,制定了3个不同的减荷方案,运用PKPM和YJK软件分别进行结构计算分析与比较。结果表明,采用优选的加层减荷施工方案后,无需对原结构的梁柱进行加固,减少了加固工程费用,缩短了施工工期。

高地震区多跨长联桥梁抗震设计

为取得高地震区多跨长联桥梁的合理抗震设计方法及措施,通过郑西客运专线三跨渭河桥,详细阐述了多跨长联桥梁在不同地震条件下抗震设计,经对比分析,客运专线桥梁由于桥墩刚度较大,一般无需进行抗震延性分析,仅按反应谱法进行地震响应分析即可;并通过对桥梁连接构件-抗震榫从其受力机理、结构设计、构件计算等全面研究分析,认为抗震榫为同类桥梁提供了一种全新的抗震措施,同时为抗震榫的设计提供了一种行之有效的方法。

高烈度地震区高大加筋土挡墙地震反应特性与抗震设计措施研究

运用有限差分方法分析汶川地震中发生破坏的双级加筋土挡墙破坏机理,并与震害调查结果比较。在此基础上,讨论面板厚度、平台宽度及墙面坡角对双级加筋土挡墙动力响应的影响。计算结果表明:地震作用下各级挡墙绕着基础发生水平转动变形,最大水平变形发生在墙顶,沉降变形主要发生在上级挡墙墙面附近,水平变形和沉降变形随输入地震动的增大而增大;在高烈度地震区(峰值加速度为0.4g),挡墙的水平变形随平台宽度的增大而增大,挡墙的沉降变形随平台宽度的增大而减小,并且改变平台宽度不会改变挡墙的变形特性;与直立挡墙相比,倾斜挡墙的水平变形和沉降变形明显减小。研究结果对高烈度区高大加筋土挡墙的抗震设计有一定的参考价值。