基于三维摩擦-接触模型的连续梁桥地震碰撞效应分析

地震作用下桥梁的碰撞作用是导致桥梁局部破坏的重要原因之一,为分析连续梁桥在地震作用下的碰撞响应,通过Hypermesh与ABAQUS软件建立了全桥有限元模型,基于三维接触-摩擦碰撞模型分析碰撞作用对梁体与桥墩的影响,研究结果表明:多维地震输入时伸缩缝处碰撞总次数与最大碰撞力远大于单维输入与双维输入工况,为设计安全考虑,碰撞作用会抑制梁间相对位移,对主梁切向位移和主梁压应力影响较大,对径向位移与主梁拉应力影响较小;由于碰撞力的方向与惯性力相反以及支座剪切变形作用,碰撞作用对墩底的剪力及弯矩几乎没有影响。

考虑流固耦合的渡槽结构三维碰撞反应研究

渡槽结构在强烈地震作用下邻梁间发生的碰撞现象易对其输水安全造成重大影响。采用薄壁梁段单元和三维接触-摩擦单元借助FORTRAN程序建立了考虑流固耦合的渡槽结构整体三维碰撞分析模型,并通过工程实例进行了多工况下的地震碰撞反应分析。结果表明,随着槽内水深的增大,渡槽结构的地震反应普遍增大,邻梁碰撞次数、碰撞力和相对转角也随之增大;槽内水体固结和考虑流固耦合的碰撞反应峰值相差不大,但时程曲线差异较大,某些部位水体固结的解会小于流固耦合解,使固结简化的处理偏于不安全。研究结果可供大型渡槽结构抗震设计参考。

多维地震作用下曲线梁桥伸缩缝处碰撞响应

为了研究多维地震作用下曲线梁桥的碰撞响应,以某曲线梁桥为例,通过Hypermesh与ABAQUS软件建立了精细化有限元模型,并结合三维摩擦-接触模型研究其在多维地震作用下的碰撞响应,主要分析伸缩缝处碰撞力、损伤、相对位移、转角等在单向、双向与三向地震作用下差异;通过改变伸缩缝长度,分析碰撞作用对主梁位移、扭转、墩底内力、墩顶位移的影响。研究结果表明:多维地震作用下曲线梁桥的碰撞次数与梁体损坏程度要大于单向与双向地震作用时,因此为安全考虑,分析时考虑多维地震输入以确定最不利地震输入方向是必须的。碰撞作用会限制主梁的相对运动,但会加剧主梁与桥墩的扭转。通过与相关文献结论对比得出,多维地震作用对主梁与桥墩的影响大于单向地震。该研究结论可为曲线梁桥的碰撞效应分析与桥梁抗震设计提供一定参考依据。