行波效应对近断层高低塔斜拉桥地震响应的影响

以一座高低塔斜拉桥为研究对象,采用大质量法模拟非一致激励进行地震响应分析。研究不同纵向约束体系下考虑行波效应的脉冲型近断层高低塔斜拉桥的地震响应;探讨不同地震动类型与地震动传播方向下高低塔斜拉桥地震响应受行波效应的影响规律;分析不同脉冲周期地震动作用下斜拉桥地震响应随脉冲周期的变化规律。研究结果表明:相比于纵向阻尼体系与半漂浮体系斜拉桥,固结体系斜拉桥地震响应对视波速的变化更敏感;不同地震动输入方向下行波效应对斜拉桥地震响应影响规律有所不同;当视波速较小时,视波速对高塔和低塔内力差异影响较大;纵向阻尼体系斜拉桥地震响应随着脉冲周期的增大整体上呈先增大后减小的趋势。塔底内力随视波速的变化规律受脉冲周期的影响显著,当视波速较大,且脉冲周期与斜拉桥纵向一阶周期接近时,斜拉桥地震响应达到最大值。

多跨连续梁拱组合体系桥梁抗震性能分析

为了解相邻结构、行波效应和减隔震体系对多跨连续梁拱组合体系桥梁内力的影响,以某连续梁拱组合体系桥梁为实例,通过有限元软件建立抗震计算模型,并采用反应谱法和动力时程分析法对其进行地震反应分析。结果表明:1)连续梁拱组合体系桥梁在顺桥向地震作用下2种分析方法的计算结果大致相同,前者计算结果略大于后者,反应谱法的计算结果偏于安全;2)相邻结构对过渡墩的内力影响较大,对其他墩柱的内力影响较小,建议考虑相邻结构的影响;3)考虑行波效应后,各孔控制截面的位移、弯矩有少量增大,固定墩的内力显著增大,且随着波速的增大,结构的地震响应逐渐趋于一致激励下的地震响应;4)采用摩擦摆隔震支座后,结构的内力和位移响应均大幅降低,且各墩的受力更加均匀,建议大跨径桥梁采用减隔震体系,以降低结构的地震响应。

Effect of Soliton Propagation in Fiber Amplifiers

The propagation of optical solitons in fiber amplifiers is discussed by considering a model that includes linear high order dispersion, two photon absorption, nonlinear high order dispersion, self induced Ramam and five order nonlinear effects. Based on travelling wave method, the solutions of the nonlinear Schr dinger equations, and the influence on soliton propagation as well as high order effect in the fiber amplifier are discussed in detail. It is found that because of existing five order nonlinear effect, the solution is not of secant hyperbola type, but shows high gain state of the fiber amplifier which is very favourable to the propagation of solitons.

考虑上部结构与地基相互作用的行波效应研究

行波效应分析作为能反映地震波在传播过程中时间与空间上变化的分析,越来越受到关注。当无不利地质条件时,为了简化计算,工程行波效应分析通常只会对上部结构进行分析,一般情况下可满足工程精度要求;当需要考虑上部结构与地基相互作用时,地基可采用弹簧支座或带阻尼器的钢框架进行模拟。该文就实际工程,提出在行波效应分析时采用有限元的方法以考虑上部结构与地基相互作用,并对比分析只考虑上部结构和考虑上部结构与地基相互作用后分析结果的差异,为今后的工程分析设计提供参考。

某国际会展中心地震多点激励时程分析

广东佛山潭洲国际会展中心底部支撑结构东西向长度约为292 m,南北向长度约为323.8 m(屋盖总长度约为380 m),南北向结构超长,属超限大跨空间结构。本文采用大质量法对其进行考虑行波效应的地震多点激励时程分析,并对多点激励与一致地震输入下结构的扭转效应、重要构件的内力情况进行对比分析。结果表明:多点激励作用下,地震输入方向与地震传播方向垂直时结构的扭转效应明显,地震输入方向与地震传播方向一致时结构的扭转效应不明显;不同部位的杆件,地震多点激励作用的影响程度不同,文中给出了考虑地震多点激励作用影响的调整系数,构件设计时,可将反应谱分析结果乘以多点激励调整系数,以此来考虑地震多点激励作用的影响;总体上,地震多点激励对本结构的影响不大。

考虑行波效应的无砟轨道铁路桥梁纵桥向地震响应

为研究考虑行波效应的无砟轨道铁路桥梁纵桥向地震响应,选用某高速铁路连续梁及32 m简支梁桥作为研究对象,分别建立考虑轨道约束模型和传统全桥模型,基于绝对位移输入法(ADM),开展行波效应对两种不同抗震体系(延性及减隔震)铁路桥梁地震响应的影响分析。研究结果表明:对于延性抗震体系,行波对墩底曲率的影响表现为行波对结构反应更有利;对减隔震体系,行波对墩底内力的影响不及延性抗震体系明显。两种抗震体系中,墩梁相对位移的变化应予以考虑,防止邻梁碰撞现象。行波效应对轨道系统的影响应重点关注,避免其轴力过大发生扭曲。不同视波速下,简支与连续梁上的剪力齿槽水平剪力分配呈现此消彼长的现象,简支梁上剪力齿槽抗力应加强设计。行波中的拟静力成分对轨道系统地震响应的贡献显著,动力成分主导桥墩地震响应,两者共同决定总地震响应。

考虑线路参数频变特性的小波域行波信号奇异性增强方法

分析了线路参数的频变特性,计算得出行波衰减系数和波速度随频率的变化规律,当行波传输距离增加时,行波波头会发生畸变,行波信号的奇异性会降低,给精确确定波速度和行波到达时间带来了困难,从而降低了行波测距精度。在此基础之上,从行波的传输理论入手提出一种基于线路参数频变特性的小波域行波信号奇异性增强方法,利用卡森公式求出一定频带内行波信号的传播系数,在频域计算得到行波校正函数,在小波域利用快速傅里叶变换对畸变后的行波波头进行补偿,消除或减弱了行波传输中的色散效应,增强了行波信号的奇异性,提高了行波故障测距精度。仿真实验表明,该方法可使现有行波测距法的测距精度得到有效提高。

行波效应下铁路简支梁桥梁轨系统地震响应

基于多点激励的大质量法,采用非线性杆单元模拟梁轨接触,建立了考虑地震动行波效应的简支梁桥梁轨相互作用模型。以沪昆线上某5-32m简支梁桥为算例,分析了行波效应作用下轨道结构对桥梁地震响应的影响,研究了行波效应下钢轨和墩台的受力特性,并对相关参数的影响做了探讨。研究表明:行波效应下轨道结构将大大增强梁体和下部结构的地震响应;轨道对行波效应极为敏感,视波速越低轨道和墩台受力越大;支座布置形式和桥墩刚度突变对相邻桥墩受力影响显著;随着简支梁跨数的增加,钢轨和桥台受力逐渐增大并趋近于一定值。

行波输入下连续梁桥纵向墩梁相对位移碰撞效应分析

结合多跨连续梁桥的结构特点,提出了一种能模拟联间碰撞行为的连续梁桥碰撞分析模型。用非线性时程方法对行波输入下连续梁桥的地震碰撞反应进行了参数分析。结果表明:相邻联的周期比对短周期联位移的碰撞效应较大,考虑地震行波输入时伸缩缝处的碰撞效应可能会大幅度增大墩梁的相对位移,从而增大了地震作用下发生落梁的风险;墩梁相对位移随滑动支座摩阻系数的增大而减小。最后提出用一个碰撞效应增大系数来考虑连续梁桥相互碰撞对墩梁相对位移的影响,利用碰撞效应增大系数的概念为连续梁桥防止落梁的设计提供了一个新的思路。

行波效应对大跨度空间结构随机地震响应的影响

深入研究了行波效应对大跨度空间结构随机地震响应的影响,进一步完善了大跨度空间结构随机地震响应分析理论。推导了双支座、单自由度体系地震响应功率谱密度函数的解析表达式,研究了不同频率体系的响应峰值随地面视波速的变化规律,分析了多支撑点、多自由度体系的地震响应功率谱矩阵的特点,发现多自由度体系地震响应随地面视波速的变化规律与单自由度体系相似。数值模拟了某体育馆网壳结构在不同地面视波速情况下的随机地震响应,结果表明,考虑地震动行波效应后,结构地震响应随地面视波速的变化而显著变化,当视波速较低时其变化规律很复杂;且支撑点附近、受拟静力位移影响较大的部分杆件的地震响应明显增大,远离支撑点处、受拟静力位移影响较小的部分杆件的地震响应稍有减小。由此得出结论,对于大跨度空间结构的随机地震响应分析,必须考虑地震动的行波效应,尤其当受拟静力位移影响较大的部分杆件对结构抗震设计起控制作用时;且应对可能出现的地面视波速进行全面分析,作为结构抗震设计依据。

行波效应对大跨度斜拉桥地震反应的影响

为研究大跨度斜拉桥地震反应特性及行波效应对其影响,以某大跨度斜拉桥为例,依据D′Alembert基本原理,采用动态时程法计算结构动力位移和内力。选用2条不同频谱特性地震波,考虑不同视波速对大跨度斜拉桥地震反应的影响,重点研究行波效应对大跨度斜拉桥的地震反应影响,并与一致激励地震反应结果进行比较。结果表明:随着视波速的增大,各桥塔塔底内力、塔顶位移以及墩底内力的地震响应值有显著变化且趋近于一致激励地震响应;行波效应对主梁顺桥向轴力和塔顺桥向剪力有显著影响;在地震波加速度峰值(0.40g)相同的情况下,由于各条波之间频谱特性的不同,不同视波速输入下结构的地震反应存在一定的差异。

大跨钢管混凝土拱桥地震行波效应分析

运用ANSYS对一座现有钢管混凝土拱桥进行地震反应分析,着重考虑该桥的地震行波效应。考虑行波效应后拱脚横向弯矩较不考虑行波效应大40.6%。大跨度钢管混凝土拱桥在抗震设计时应考虑行波效应。

考虑行波效应的刚架系杆拱桥减隔震分析

研究目的:以某跨度(24+160+24)m刚架系杆拱连续箱梁组合桥为工程背景,采用大质量法(LMM)实现多点激励以考虑行波效应影响,对比分析减隔震措施采用前后结构的地震响应,并对弹性连接装置、粘滞阻尼器两种减震装置进行合理参数选取,为拱桥合理减隔震措施的选择提供依据。研究结论:(1)考虑行波效应后,减震装置参数对减震效果有较大影响,对比弹性连接装置和粘滞阻尼器(经合理参数选取)的减震效果可知,对于拱肋轴力减震效果,两种装置差别不大,对于拱肋弯矩减震效果,设置弹性连接装置更佳;(2)隔震体系的采用,减震装置全桥对称设置可以有效缓解行波效应的不利影响,使拱肋受力趋于均匀;(3)单纯采用隔震体系虽可有效降低结构的频率,但却引起结构较大的位移幅值,减震装置的施加可以有效降低结构的位移幅值;(4)该研究成果可应用于指导拱桥抗震设计。

基于多点激励的刚构-连续组合梁桥行波效应分析

为了探讨行波效应对刚构-连续组合梁桥结构不同部位响应极值的影响规律,以某48m+5×80m+48m刚构-连续组合梁桥为背景,建立刚性地基和弹性地基2种计算模型,采用大质量法(LMM)求解了一系列相位差条件下结构的非线性地震响应。分析结果表明:对于主跨大于或等于80m的刚构-连续组合梁桥,在抗震设计中必须考虑行波效应的影响,且应重点关注刚构墩的地震响应;在进行行波效应分析时必须根据基岩类型选择恰当的相位差输入,以此来获得结构真实的地震响应;在纵向行波作用下,结构的内力响应峰值和位移响应峰值均随相位差呈周期性变化,其变化周期与结构的特征周期相一致。

行波效应对矮塔斜拉桥弹塑性地震响应的影响

研究目的：为探讨行波激励条件下铁路矮塔斜拉桥弹塑性地震响应的变化规律,基于弹塑性分析理论基础,本文以某主跨（144＋288＋144）m的铁路矮塔斜拉桥为工程背景,采用大刚度法实现多点激励以模拟行波效应,对比分析一致激励和行波激励（考虑不同剪切波速）条件下铁路矮塔斜拉桥弹塑性地震响应的差异。研究结论：（1）相比一致激励,行波效应会引起桥墩产生更大的弹塑性位移、弯矩响应及其非线性位移延性比（延性指标）,并使桥墩发生更大的塑性变形;（2）当剪切波速为200 m/s时,行波效应使9^#、10^#主墩福州与平潭侧薄壁墩身非线性位移延性比分别增大6.32%、17.90%、17.67%和33.92%,降低了其延性抗震能力;（3）进行类似结构延性抗震设计时,应考虑地震行波效应的影响;（4）该研究成果可用于指导桥梁延性抗震设计。

高墩大跨曲线连续刚构桥地震响应研究

目的研究桩土相互作用和行波效应对高墩大跨曲线连续刚构桥地震响应的影响.方法采用有限元程序,建立跨度为(70+3×127+70) m的曲线刚构桥有限元模型,采用动态时程分析方法,分析了桩土相互作用和行波效应在不同参数取值下的桥梁结构地震响应.结果纵桥向激励下,考虑桩土相互作用比不考虑桩土相互作用桥梁各桥墩控制截面内力增大30%～40%;横桥向激励下,考虑桩土相互作用比不考虑桩土相互作用桥梁各桥墩控制截面内力减小17%～25%.考虑桩土相互作用,将显著增大墩顶和墩底截面纵桥向内力,减小横桥向墩顶和墩底内力;考虑地震波传播速度引起的行波效应,使得桥墩内力在不同桥墩之间呈现更加不均匀分布状态,增大部分桥墩破坏的危险;由于地震波入射角度不同而引起的行波效应时,入射角度为0°时各个桥墩内力和位移响应略大于10°和-10°两个入射角度的激励结果.结论地震波入射角度引起的行波效应时对该类桥型地震响应影响较小.桩土相互作用对该类桥型的动力特性有一定的影响.随着桩土弹性连接土介质参数的增大,结构体系的自振频率也随之增大,但结构的低阶振型基本未变.

行波效应对大型水电站厂房地震响应的影响

为研究行波效应对平面尺寸较大的水电站厂房结构地震响应的影响,选取某实际厂房结构,建立三维有限元模型,借助ABAQUS有限元软件,采用振型分解时程分析法进行结构动力计算。调整Koyna水平地震波加速度峰值为0.246 g作为地震荷载。结果表明行波效应影响厂房结构位移响应主要体现在动位移峰值上,波速不大时可能使动位移峰值最大减小25%;对加速度响应峰值和响应时程影响都较明显,波速较小时可能使得结构加速度峰值滞后于地震加速度峰值出现;不考虑行波效应对厂房结构设计是偏安全的。如工程所在地地震波传播速度不大,可以适当考虑行波效应,以使结构设计更趋科学合理。

钢管混凝土空间组合桁架连续梁桥地震响应影响分析

为揭示河谷场地"钢管混凝土空间组合桁架连续梁桥"地震响应规律,以京昆高速公路"干海子特大桥"为工程背景,建立其三维有限元动力计算模型;采用有限元与间接边界积分方程耦合法(FEM-IBIEM耦合法)进行场地反应计算,并通过多点激励(改进LMM法)方式进行地震动输入,研究行波效应、局部场地效应对其地震响应影响,并和一致激励进行比较,结果表明:该类桥梁低墩较高墩对地震动更敏感,且在墩高突变区域最为明显;较一致激励和高墩和对应梁跨,行波效应增大其墩底轴力、跨中下弦杆和斜腹杆轴力,但减小其它量测值;低墩和对应梁跨,行波效应减小其墩底弯矩、墩顶位移和跨中位移;较一致激励和行波效应,局部场地效应显著增大了大多桥墩和梁跨的位移和内力,且对墩高突变处低墩、梁跨的放大作用最为明显,因此对于河谷场地中"钢管混凝土空间组合桁架连续梁桥"抗震设计,特别是墩高突变区的低墩和梁跨,必须重点考虑局部场地效应的影响。

高速铁路南京大胜关长江大桥地震响应分析

采用大型通用有限元软件ANSYS,建立南京大胜关长江大桥主跨的连续钢桁架拱桥的有限元模型,运用反应谱分析法对全桥结构进行地震响应分析。选用经过加速度幅值调整的El-Centro地震波作为输入地震波,进行大跨度连续钢桁架拱桥一致激励下以及4种不同波速地震行波作用下的全桥结构内力和位移时程响应分析。分析结果表明：南京大胜关桥的整体结构较柔,采用反应谱法计算地震波作用下的桥梁地震响应和采用时程分析法得到的一致激励和多点激励下的桥梁地震响应差别较大,多点激励下的横桥向和竖向地震位移响应是一致激励地震时程计算得到的位移响应的2~3倍;在地震波波速为500或1 000 m.s-1时,桥梁结构关键位置杆件的弯矩达到最大。因此,在进行大跨度拱桥的地震响应动态时程分析时,应该考虑多点激励,以反映桥梁结构在真实地震作用下的实际受力状态和变形性能。

大跨度叠合梁斜拉桥多维多点非平稳随机地震响应分析

为研究地震动非平稳特性对大跨度叠合梁斜拉桥随机地震响应的影响,采用绝对位移求解的虚拟激励法在通用有限元软件中对某座叠合梁斜拉桥进行多维多点非平稳随机地震响应分析.研究结果表明:采用绝对位移求解的虚拟激励法,能在通用有限元软件中高效地实现对大跨度叠合梁斜拉桥多维多点非平稳随机地震响应分析;设计中假定地震动平稳性,得到的结果偏于保守;行波效应对大跨度叠合梁斜拉桥结构响应有显著影响,考虑行波效应对主塔塔顶位移和塔底内力是有利的,但应注意其对主梁跨中位移和内力的不利影响.