非规则连续梁桥减隔震支座的合理布置

非规则连续梁桥墩高差异较大,地震反应复杂,传统的单固定墩抗震支座布置会使各墩之间地震力分配不合理。基于某两联三跨连续梁桥,探讨了水平地震力在非规则连续梁桥高矮墩之间的分配问题。采用非线性时程分析方法,分析了多种参数下的高阻尼橡胶支座与四氟滑板支座及板式橡胶支座与四氟滑板支座组合下各墩地震力的分配规律,并与传统单固定墩的地震力分配进行了比较。结果表明:高阻尼橡胶支座与滑板支座组合可使水平地震力在非规则连续梁桥的各墩之间得到合理分配。非规则连续梁桥可通过减隔震支座的合理布置获得较好抗震性能。

挡块对规则连续梁桥简化抗震分析方法的影响

根据Megally等人的试验结果,提出了钢筋混凝土横向抗震挡块的简化滞回分析模型,并以之讨论了挡块对规则连续梁桥横向地震反应的影响,以及对两种常见的简化抗震分析法(一是忽略挡块、二是横向按固结处理)可靠性的影响。通过参数分析后发现:按忽略挡块进行抗震分析会高估结构的位移需求而低估其力的需求,而固结的方式则可能导致相反的结果,两种方法的可靠性与挡块的强度密切相关。挡块的抗震性能对桥梁墩柱的性能状态(弹性/塑性)有显著影响,而强度设计合理的挡块在地震作用下不仅可以发挥良好的"限位功能",而且可以满足桥梁结构多水准设防的性能要求。

强震作用下LRB规则连续梁桥简化设计方法研究

基于等效线性方法及等效塑性铰理论,根据铅芯橡胶支座(LRB)规则连续梁桥的动力特性以及强震作用下隔震支座和桥墩非线性特征将规则连续梁桥结构简化为单自由度体系,并对于体系的等效刚度及等效阻尼比进行了估计。选取主梁位移及桥墩墩顶位移作为目标位移,利用修正的长周期高阻尼位移反应谱进行了基于位移的桥梁抗震设计。最后给出了设计实例,设计结果与采用SAP2000计算的弹塑性时程分析结果比较满足工程精度要求,适用于具有不同性能水平下的规则型LRB隔震桥梁的初步分析和设计,可以为强震作用下LRB隔震桥梁地震反应分析提供参考。

非规则连续梁桥非线性地震反应分析

采用纤维模型分析方法,对一座墩高差异较大的非规则等跨连续梁桥进行了全桥的线性和非线性时程地震反应分析,并比较了P-Δ效应对该桥地震反应的影响以及线性与非线性结果的差异。分析结果表明:对于这类桥墩刚度差异较大的连续梁桥,刚度较大的矮墩是其抗震的薄弱部位,地震中损伤相对较严重;墩高较小时,P-Δ效应对分析结果的影响较小,线性与非线性分析结果之间差异较大。

混凝土挡块对非规则连续梁桥地震反应的影响

为了对桥梁地震反应做出更准确的判断,基于ANSYS提出综合考虑混凝土挡块特性以及梁体与挡块碰撞效应的模拟方法。以韩江大桥的非规则多跨连续梁桥为研究对象,分析在混凝土挡块4种不同模拟情况下的结构地震反应,研究挡块性能参数的影响规律,并探讨减碰措施。研究结果表明:混凝土挡块限制梁体位移,但同时将梁体惯性力传递给桥墩,从而影响整体结构地震反应。忽略挡块性能或梁体与挡块的初始间隙都会导致地震反应分析产生偏差。增加挡块强度可提高其限位能力,但过大的挡块强度也会导致极大的桥墩内力。提高挡块的变形能力有利于减小碰撞力与挡块损伤。橡胶垫片是较宜采用的减碰措施,可进一步减小梁墩相对位移与碰撞力,减轻挡块损害。

非规则连续梁桥纵向非同向振动地震反应

墩高不同可以造成桥梁相邻跨之间的振动特性存在显著差异,这种差异会导致产生非同向振动,并对相邻梁体地震碰撞力及构件间相对位移有影响,另外对抗震措施的有效性也有影响。主要完成的工作:(1)选择了一座代表性的墩高变化较大的实际非规则连续梁桥,采用成熟建模方法和软件建立了计算模型;(2)选择了多条代表性地震波,进行了纵向地震反应计算;(3)根据案例的计算结果,研究了相邻联周期比对该类桥梁地震反应的影响规律;(4)根据案例的计算结果,建议了周期比的合理取值范围和抗震措施的设计原则。

非规则铁路连续梁桥抗震体系优化

从非规则铁路连续梁桥各桥墩协同抗震的角度,引入墩底摇摆隔震及支座减隔震,以1座(60+100+60)m连续梁桥为例,建立全桥动力分析模型进行地震反应分析,研究具有中等高度(20~30m)实心桥墩的非规则铁路连续梁桥采用摇摆隔震的适用性,以及全桥采用支座减隔震时的桥墩优化配筋准则。结果表明:采用摇摆隔震时,摇摆墩墩底恒载轴力大,提离位移敏感性高,地震作用下墩顶位移可控制在较小的范围且提离后墩底弯矩变化稳定,易随其余各墩协同抗震,经抗震性能验算确定摇摆墩配筋率为0.6%;采用支座减隔震时,桥墩本身地震反应贡献率最高可达71%,桥墩惯性力主控墩底内力,以地震作用下各墩同步保持弹性为原则,优化后各墩配筋率依次为0.7%,0.3%,0.5%和0.7%。以上2种优化均可使非规则铁路连续梁桥达到"大震不坏"的设防水平。

挡块对规则连续梁桥横向地震反应的影响

根据钢筋混凝土横向挡块在地震作用下不同的破坏机制并结合Megally等人的试验结果提出了3种不同的力学模式模拟挡块的性能,即完全弹性模式、简化滞回模式、理想弹塑性模式。其中简化滞回模式可用以模拟当前工程中常见挡块的破坏形态,而理想弹塑性模式可用于模拟具有良好延性能力的挡块。根据这3种力学模型,采用非线性时程分析法讨论挡块对采用板式橡胶支座的规则连续梁桥横向地震反应的影响。研究发现:挡块限位和传力作用的大小与其自身的抗震性能密切相关且受地震动大小的影响;不同性能模式的挡块对结构横向地震响应的影响规律基本一致;在相同的屈服强度下,具有良好延性的挡块在约束主梁位移、限制支座变形和分担主梁惯性力等方面的效果更优,且对墩柱的曲率延性需求和剪力需求影响也较小,是抗震设计的最好选择。