高速铁路多跨长联矮塔斜拉桥减隔震设计研究

多跨长联连续梁结构存在固定墩地震力大、延性部位震后不易恢复等问题,在高烈度震区抗震设计存在困难。为了解决高速铁路多跨长联矮塔斜拉桥的抗震设计问题,以某(65.65+8×110+65.65) m单索面预应力混凝土矮塔斜拉桥为研究对象,采用非线性时程积分方法,对单固定墩、刚构连续梁和摩擦摆支座隔震3种不同的抗震体系方案进行分析比选。研究结果表明,采用摩擦摆支座隔震体系方案优势明显,在地震作用下,与单固墩体系相比,桥墩横桥向墩底弯矩普遍减小70%以上,固定墩纵桥向墩底弯矩减小约80%;进一步通过摩擦摆隔震支座参数分析,确定了合适的支座参数,获得较好的支座变形量、墩顶剪力,减隔震效果明显。因此,在桥墩剪跨比小、下部结构刚度大的情况下,设置摩擦摆隔震支座后,可显著减小地震时下部结构的地震响应,使各个桥墩受力均匀,同时通过合理的支座设计可满足大震位移需求,并具有足够的自复位能力。

高烈度地震区倾斜隧道洞口段抗减震技术研究

为提升高烈度地震区倾斜隧道洞口段的抗震性能,依托某隧道工程,利用有限差分数值软件FLAC3D研究了注浆加固和减震层的抗减震效果。结果表明:(1)隧道纵向应力极值和位移最大值出现在洞口中间过渡段,监测面内应力极值和位移最大值均出现在衬砌结构拱脚;(2)与无抗减震措施相比,注浆加固与施作减震层均能减少隧道二次衬砌位移差,施作减震层后隧道竖向位移差减少最多,减震效果达到74.83%;(3)工况1(无措施)最小主应力峰值最大,为-28.64 MPa,施作减震层后为-20.05 MPa,减震效果达到29.99%;(4)随着隧道纵向长度的增加,最小安全系数先减小后增大,最小值出现在中间过渡段监测面S3处;工况1安全系数为1.95,工况2为2.24,但仍低于安全阀值,工况3为2.56,符合安全要求。综合位移、应力和安全系数,采用减震层的抗减震效果优于注浆加固。研究成果可为倾斜隧道洞口段抗减震设防设计提供参考。

徐盐高铁复杂环境地区桥梁设计研究

徐盐高铁线路长、桥梁占比高,沿线地质、自然条件复杂。高烈度地震区简支梁桥按硬抗地震作用设计,研发了新型支座并优化支座布置和防落梁措施,编制适用的桥墩参考图;连续梁(拱)桥采用减隔震设计,具体根据场地地震参数和桥梁跨度选用减隔震支座或减隔震支座与阻尼器组合的减隔震措施。深厚软土区桥梁,按距离既有构筑物不小于150 m控制,设计较多打入桩,部分采用螺杆钻引孔或高压射水辅助施工,引孔深度小于2/3桩长,停止射水位置距桩底不小于3 m。岩溶区桥梁,根据溶洞上下基岩强度和厚度,厘清桩基计算边界条件;对于串珠状等复杂溶洞,采用超大群桩基础,不让桩基进入溶洞及其影响区。跨新洋港采用主跨312 m双塔双索面连续钢桁斜拉桥,半漂浮体系,塔墩固结、塔梁分离,斜拉索采用综合减振设计;为提高施工过程结构抗台风稳定性,结合结构抗风措施,采用边跨支架拼装、主跨单向悬拼的施工方案。为解决淮安东四线并行、相邻线同向行车问题,设计了线间距5.3 m非标简支梁,该梁所用预制架设设备只需对常规设备略加改造即可,方便施工。

基于非线性时程的750kV构架抗震性能分析

750kV变电构架是我国西北地区变电工程最核心的构筑物。文中采用通用有限元分析软件SAP2000,对某位于抗震设防烈度8度区的750kV格构式构架的抗震性能开展非线性时程分析。研究结果表明,750kV构架整体抗震性能可达到性能要求,构架梁柱杆件主材均满足抗震承载力要求,仅在罕遇地震作用下,部分柱腹杆应力比超限,建议采取增大该处杆件截面等加强措施,以增强750kV构架的抗震性能。

雅叶高速康定过境段超高烈度区桥梁抗震设计

为研究超高烈度区中小跨径桥梁抗震设计特点,以康新高速康定过境段互通和主线桥梁设计为工程背景,对非规则桥梁提出多种抗震设计方案,运用非线性时程分析法,对比常规混凝土与钢结构、下部圆柱墩与空心方墩,减隔震设计与延性设计对抗震的影响效果。研究表明:在超高烈度区,采用钢结构梁可以有效减小地震效应;从优化下部墩柱、系梁、盖梁自重等细部构造出发,可得到更卓越的抗震性能;在墩高较高时,减隔震设计方案不一定最合理,设计时需进行减隔震与延性设计方案对比。

隔震技术在高烈度区公路监控大厅中的应用

作为重点设防建筑,位于抗震设防高烈度区的公路监控大厅在灾后修复重建工作中经常承担防灾指挥中心的功能,能够通过其内部的监控设备为震后迅速掌握灾情提供可靠依据。采用隔震技术可有效降低地震对公路监控大厅结构及内部重要设备的破坏,从而保障公路监控系统在震害中正常运行并承担应急救援的重要功能。以实际工程为背景,使用SAP2000软件分别建立了上部结构相同的基础隔震结构与非隔震结构模型,选取3条地震波对结构进行动力特性分析。根据层间剪力比确定水平向减震系数,从而选取相应抗震措施,并根据边跨铅芯橡胶支座的滞回曲线饱满程度判断支座耗能。结果表明:通过对隔震前、后上部结构工程量分别进行统计与对比,从全生命周期的角度分析,隔震结构可节约建设及维护成本;对于抗震设防高烈度区的公路监控建筑采取隔震设计可提高生命线工程的结构安全可靠性,并有效保障公路监控、监测设备在震害中可继续使用,承担灾后救援功能。

输水线路过小江活动断裂带方案研究

牛栏江-滇池补水输水工程线路分别穿越云南省小江活动断裂带中段的东支和西支,两断裂均为全新世活动断裂,构造变形量大、地震烈度高。在分析小江区域活动断裂带对输水工程影响的基础上,提出了过小江区域活动断裂带的输水建筑物特殊结构方案,并采用数值分析方法深入研究了结构方案适应较大构造变形的能力和抗震性能。结果表明,该结构方案可以较好适应活动断裂带的大变形和强地震作用。

高烈度区连续梁桥的地震响应特性研究

以一3跨连续梁桥为背景,对高烈度区采用普通盆式支座桥梁的地震响应及铅芯橡胶支座的隔震效果进行研究。采用不同地震加速度峰值的地震波作为地震输入对结构进行非线性时程分析,分别研究了高烈度区连续梁桥的地震响应特性,以及高烈度区盆式支座和铅芯橡胶支座桥梁地震响应差异。结果表明:在高烈度区桥梁会产生更大的地震响应,主梁、桥墩和支座的地震响应明显增加;使用铅芯橡胶支座能够较好地达到减震目的,除支座位移和主梁位移外,桥墩响应和支座剪力均明显减小。在高烈度区,铅芯橡胶支座依然可以发挥减震作用,其减震效果甚至会优于在低烈度区的使用。

高烈度地震区大跨度引桥结构的应用数值模拟分析

本文提出了一种适用于高烈度地震区的大跨度引桥结构,引桥标准结构段中心设双排桩抗震墩台以提高结构的抗震能力,大跨度预应力T梁与中心墩台、两侧排架横梁之间采用固接形式以增强结构抗震的整体性。以印尼某码头工程为例,采用大型国际通用有限元软件,建立三维有限元模型进行了数值模拟,运用参数化设计语言在软件平台上进行二次开发,显著提高了有限元模型的后处理效率,并对比分析了引桥接岸处不同支座形式的作用。计算结果表明,该大跨度的引桥结构能较好适应高烈度地震作用,满足规范要求,经济合理,环境友好;引桥接岸处采用滑移支座代替固接支座或铰接支座,可实现结构段内刚度的均匀分配,充分发挥每个排架的抗震能力,减少工程造价。

隧道纤维混凝土衬砌抗错断性能模型试验研究

为研究隧道纤维混凝土衬砌的抗错断性能,以某地铁工程九家湾断裂F2-3区间隧道段为研究背景,开展了高烈度活动断裂区隧道纤维混凝土衬砌抗错断性能模型试验研究。研究结果表明:隧道纤维混凝土衬砌主应力抗错断效果达30%~40%,纵向应变抗错断效果达80%~90%,结构安全系数最小值增加倍数达4倍~5倍;隧道混杂纤维混凝土衬砌抗错断效果优于钢纤维混凝土衬砌,钢-聚丙烯混杂纤维混凝土隧道衬砌抗错断安全性最高,结构安全系数最小值为1.62;在提高隧道抗错断性能方面,纤维混凝土的增韧作用强于增强作用。研究成果对高烈度活动断裂区隧道抗错断性能的提高具有重要的意义。

高烈度地震区跨断层隧道不同厚度减震层减震效果分析

为进一步提高高烈度地震区跨断层隧道抗震性能,基于达万高速天坪寨隧道F1断层段,利用有限差分数值软件FLAC3D对跨断层隧道施设不同减震层厚度减震效果进行研究。结果表明:当天坪寨隧道F1断层段施设减震层厚度为150 mm时,减震效果最优,其次为200,100,50 mm;当施设150 mm减震层时,横向与竖向位移分别减小5.88%与8.50%,最大主应力减小36.02%,最小主应力减小12.21%,最大剪应力减小51.61%,最小安全系数提高52.45%~65.32%。研究结果可为高烈度地震区跨断层隧道抗震设计提供参考。

高烈度地震区某超高层结构减震分析与设计

相较于传统抗震方案,减震方案通过增设耗能减震装置,有效增加结构体系的耗能防线,提升主体结构抗震性能。基于8度区某310m高实际超高层项目,对减震方案的耗能装置进行了布设比选、参数优化及减震效果分析评价。探讨了传统抗震方案与减震方案两种不同体系的异同,进行了不同设防水准地震下的计算分析,从结构整体指标、抗震性能、经济性等方面对比说明了减震方案的优势。

多点激励下高烈度区接触网系统地震响应分析

以某高烈度区电气化铁路接触网系统为研究对象,建立考虑材料非线性和几何非线性特性的三维柱-线有限元模型.采用SMIQKE-II软件合成与规范反应谱相吻合的空间相关地震动时程,基于相对位移法进行接触网系统在一致激励、相干激励、行波激励和多点激励下的非线性时程分析,对比研究系统关键部件在不同地震激励模式下的响应规律.结果表明,多点激励明显放大接触网系统的地震响应,对接触线横向位移响应的放大最为显著,对支柱底部应力的放大相对较小;接触网系统地震响应的放大程度主要取决于激励方式与视波速的大小;为了得到接触网系统各关键部件的最不利地震响应,应该综合考虑多点激励的影响和场地条件,以选择合适的视波速进行抗震分析.

高烈度震区高速铁路斜拉桥关键技术研究

研究目的:目前国内8度以上高烈度震区高速铁路斜拉桥尚无建成的案例,包银铁路乌海黄河斜拉桥地震烈度为8度,设计、罕遇地震动峰值加速度分别高达0.222g、0.446g,是国内目前设计地震烈度最高的铁路斜拉桥,因此有必要以该桥为工程背景对高烈度震区高速铁路斜拉桥的关键设计参数、主梁梁型及构造、抗震措施及原则等关键技术进行研究,以期为同类桥梁的建设和发展提供参考。研究结论:(1)以多座铁路斜拉桥关键参数的取值规律研究为基础,合理确定了背景桥梁的挠跨比、梁高、索间距、有效塔高等多项关键技术参数;(2)混合主梁方案减轻了梁重,能够兼顾刚度、变形、抗震、施工、经济性等多项指标,是高烈度震区斜拉桥主梁的良好选择;(3)将钢混结合段设置于次边跨跨中,能够降低主梁及钢混结合段的设计难度,同时有利于主桥整体的抗震设计;(4)支座横向剪力销的剪断时刻采用多遇地震时刻,提前释放了梁部传递的剪力和弯矩,降低了支座及下部结构的设计难度;(5)本研究成果可应用于高烈度震区的斜拉桥设计。

高速铁路大跨连续梁-拱组合结构抗震性能研究

大跨连续梁拱组合结构在高烈度震区固定墩设计困难,伴随着大跨连续梁拱组合结构的大量建设,研究其在地震高烈度区的抗震性能具有重要工程应用价值。以一座跨度(110+228+110) m大跨连续梁拱组合结构为背景,为解决其固定墩设计困难的问题,采用普通支座体系、速度锁定器体系、黏滞阻尼器体系、双曲面减隔震支座体系4种不同的抗震方案进行比选分析,分析研究表明采用双曲面减隔震支座优势明显。同时又进一步进行了双曲面减隔震支座参数设计,其在强震作用下减隔震率超过60%,减隔震效果明显。综上可以看出,在强震作用下,大跨连续梁拱组合结构采用双曲面减隔震支座后,可有效降低纵桥向固定墩和横桥向各墩的地震响应,有效防止强震作用下结构的破坏,为结构优化带来较大空间。

高烈度区高墩大跨桥梁抗震设计

以高烈度区一座高墩大跨桥梁为例,采用非线性时程分析法,对其结构动力特性及抗震性能进行分析,得出不同约束情况下的全桥地震响应,从而对该桥提出相对合理的抗震设计理念和思路。同时,探讨了大跨高墩连续刚构桥的延性设计方法。

高烈度震区连续刚构桥抗震性能研究

高烈度震区大跨度高墩连续刚构桥具有地震力强、上部结构质量重、桥墩柔度大等特点,桥墩作为主要延性抗震构件,合理的设计直接关乎桥梁的正常运营与人员生命安全。为确定桥墩结构形式对大跨径高墩连续刚构桥抗震性能影响,以拟建乐山至西昌高速公路马边至昭觉段S1标段为研究对象,采用数值仿真技术对比分析独柱薄壁墩、双肢柔性薄壁墩2种桥墩结构形式对结构抗震性能的影响。得到2种结构形式的优势及应用特点,为相似的工程提供借鉴。

高烈度区铁路桥梁位移型和速度型阻尼器减震对比研究

以川藏铁路雅拉河大桥为研究对象,研究近断层高地震烈度区合理抗震措施。以墩梁连接构造位移为控制指标,比选不同吨位等级的速度型和位移型阻尼器,初步拟定阻尼器合理力学性能参数。通过对比不同减隔震方案桥墩、桩基、连接构造和主梁性能指标,得出合理减隔震方案。研究表明:同等吨位的速度型阻尼器对连接构造限位和对结构内力响应的减震效果均较好;横桥向阻尼器速度响应低于顺桥向,同时120 t屈服力的位移型阻尼器取得了与100 t阻尼力设计值的速度型阻尼器相近的减隔震效果。

高烈度区预应力混凝土管桩应用研究

论述了高烈度区的地层与设计条件．结合工程实际提出了预应力混凝土管桩在高烈度区需要采取的加强措施．以保证预应力混凝土管桩在高烈度区工程上的应用和安全。

地震高烈度地区隧道抗震技术分析

通常隧道工程相比桥梁、房屋等地面建筑的震害轻微。隧道工程相比具有较强的抗震性能,但在强震下,隧道工程震害依然较突出。为获得地震高烈度地区隧道的抗震设计方案,通过分析研究地震后隧道的主要破坏形式,介绍现有隧道抗震计算方法,对高烈度地区隧道施工设计方案提出可靠性建议,为今后地震区域的隧道施工设计提供理论依据。