双时滞影响下的桥梁减震半主动控制系统研究

迄今为止,桥梁减震装置的发展已较为成熟,但在考虑时间滞后的复杂性上还存在一定局限。本文对连续梁桥和减震系统进行建模分析,利用线性增益矩阵构建出带有双时滞的桥梁结构运动控制方程;探讨桥梁减震半主动控制系统的局部稳定性;并以某座大跨连续梁桥为工程实例,进行半主动控制地震反应的数值仿真分析。结果表明,在一定条件下,双时滞补偿可以取得较好的减震控制效果。

近场地震作用下铁路减震桥梁地震响应研究

为分析近场地震作用下的铁路减震桥梁顺桥向地震响应特性,用远场地震叠加三角函数型速度脉冲的方法模拟近场地震波,根据结构的弹塑性地震响应计算结果研究速度脉冲的波形、出现位置、脉冲时间对结构地震破坏的影响。结果表明:近场地震作用下铁路减震桥梁的减震效果降低,且支座的地震位移显著增大;速度脉冲波形、脉冲波发生时刻以及脉冲持续时间对桥梁地震响应有较大的影响;结构地震响应的最大值与地震波的SI值有较强的相关性,但与PGV/PGA值的相关性不明显;考虑限位装置地震碰撞效应以后,虽然支座地震位移得到了控制,但带来墩底剪力显著增大的问题;缓冲措施可以减小因碰撞引起的墩底剪力。

桥梁减震技术综述

从基本原理、减震措施、规范与标准3个方面介绍了国内外关于桥梁减震的研究现状及已取得的研究成果，重点阐述了桥梁减震基本原理，列举了铅芯橡胶支座等桥梁减震装置，分析了桥梁减震设计规范与标准，指出我国现行桥梁减震中存在的问题，总结了目前国际上桥梁结构减震的发展动向，为桥梁减震设计提供参考意见。

多点激励下减震桥梁结构抗震可靠度分析的哈密顿蒙特卡洛子集模拟法

减震桥梁结构在地震激励下的可靠度分析为一典型的局部非线性动力可靠度问题。随机模拟法对于求解非线性动力可靠度问题具有普遍适用性,但对于实际工程问题,其应用存在计算工作量巨大的问题。随机模拟法计算时间主要取决于所需样本数目及单次样本计算效率。为提高减震桥梁结构抗震可靠度计算效率,基于精细时程积分法、Newton迭代法建立了多点激励下减震桥梁的运动方程及相应的时域显式降维迭代解格式,提高了单次样本的计算效率;引入基于哈密顿蒙特卡洛算法的子集模拟法,减少了所需样本个数。数值算例表明:与传统随机模拟法相比,所建立的方法可有效地提高减震桥梁结构非线性动力可靠度计算效率。

桥梁与房屋复合减震结构的地震反应数值分析

以某城市高架桥为模型,设计复合减震方案,并对该高架桥梁结构进行数值分析。在相同地震作用下,对比复合结构中的桥梁的地震响应与普通桥梁结构的地震响应,验证复合减震结构方案的可行性以及减震效果。

速度锁定支座的设计与减震性能分析

研究目的:随着我国高速铁路的蓬勃发展及世界各地强烈地震的频发,桥梁减隔震技术及产品迎来其推广应用的最佳机遇。本文介绍速度锁定支座的工作原理、设计方法,并对其进行锁定性能等测试,另外还对速度锁定支座进行实桥减震性能分析。通过对某城际铁路预应力混凝土连续梁桥进行非线性时程分析,对比、验证其减震效果。研究结论:通过分析速度锁定支座的试验和实桥分析结果,可以得出:(1)速度锁定支座的锁定装置在快速荷载下能够迅速实现锁定功能,慢速状态下能够自由滑动;(2)在10万次的疲劳测试中不会出现泄露、卡滞现象;(3)输入地震波后速度锁定支座的锁定装置达到锁定速度时,活动支座发挥固定支座的功能;(4)安装速度锁定支座后,桥梁固定墩水平力较未安装时大幅降低;(5)桥梁活动墩参与承受水平力且其墩顶水平力比较接近,从而可适当减小原固定主墩外形尺寸及其配筋量;(6)速度锁定支座减震效果良好,是可广泛推广应用于高烈度地震区铁路桥梁的隔震支座。

首都机场飞行区新建滑行桥减震系统设计

对首都机场飞行区新建滑行桥进行了减震系统性能分析,采用板式橡胶支座和粘滞阻尼器方案替代传统的盆式支座,弹性反应谱分析表明新方案能使结构在中震激励下保持弹性,动态时程法分析表明在大震激励下新方案中支座的位移、桥墩的塑性变形等都处于正常工作范围。

桥梁抗风设计研究

桥梁结构在风的作用下的破坏现象是危害性巨大且对交通影响极为恶劣的现象。本文通过对于旧塔科马大桥桥毁事故的回顾阐释了桥梁抗风设计的重要性,同时对桥梁在风作用下的静力作用和动力作用做出了说明。另外,本文通过从桥梁的结构措施、气动措施、机械减震措施三个方面说明了当今桥梁抗风的主要方法。

基于预压限位装置的桥梁减隔震体系研究

在地震多发区域,为能够有效提高桥梁抗震性能,会为中小型桥梁配置减震支座或者阻尼器来降低桥梁结构对地震响应。但因为室外环境因素的影响,常用桥梁减震装置的使用寿命与桥梁使用寿命存在较大差距,并且不具备结构自复位功能。据此,将提出一种基于预压限位装置的桥梁减隔震体系,此桥梁减震体系主要由预压限位装置和滑板橡胶支座共同组成,通过拟静力试验和有限元分析确认,此设计具有较强的减震性能,并且还具备自复位功能,相对于传统桥梁减震体系更具实用价值,可在后续桥梁设计中进行参考应用。

基于耗能等效和时域显式方法的电涡流阻尼器参数优化

电涡流阻尼器是一种双参数非线性速度型阻尼器,采用耗能等效方法可将其参数优化过程简化为线性黏滞阻尼的单参数优化,同时采用时域显式方法可显著提高参数敏感性分析计算效率。该文以耗能等效为前提,推导电涡流阻尼与线性黏滞阻尼耗能量关系式,得到耗能等效原则下电涡流阻尼的最优参数;明确应用时域显式方法分析参数敏感性问题的可行性和便捷性;以悬索桥抗震分析为例,验证耗能等效参数优化的有效性和时域显式方法对计算效率的提高作用。分析结果表明:以耗能等效为基础,应用线性黏滞阻尼可以简化电涡流阻尼器的参数优化分析流程,为工程设计人员采用电涡流阻尼器进行减振设计提供理论指导;采用时域显式方法研究阻尼器参数优化问题,大大提高结构时程响应分析和参数敏感性分析计算效率,改善其耗时费力的现状。

螺旋式钢阻尼器耗能性能研究

针对地震作用多向性和随机性的特点,提出了一种具有水平双向耗能功能的螺旋式钢阻尼器。该阻尼器由圆钢弯制成螺旋形状,水平安装在墩顶与梁底之间。基于刚臂法和力法方程,推导了该种阻尼器的承载力计算公式,并采用拟静力循环加载试验研究了阻尼器的滞回性能和低周疲劳寿命。将有限元计算结果分别与理论和试验结果进行了对比。最后研究了螺旋距离、圆钢半径和螺旋半径3个主要形状参数对阻尼器耗能能力的影响。结果表明:螺旋阻尼器的滞回曲线稳定且饱满,具有良好的耗能能力和双向力学行为。

粘滞阻尼器在桥梁抗震的研究进展

近30多年来的桥梁地震灾害的沉痛教训历历在目,512汶川地震纪念碑不断地警示着国内外学者桥梁抗震工作迫在眉睫,在政府的推动下抗震工作日趋成熟,桥梁消能减震的理论和技术水平也逐渐有了提高。简要阐述了典型公路桥梁的地震灾害特点,介绍了粘滞阻尼器的结构组成,归纳整理了流体粘滞阻尼器在大跨径连续梁桥以及桥梁消能减震加固技术方面的运用,以及现阶段桥梁消能减震研究的成果,规划今后桥梁消能减震的研究发展蓝图。