铁路桥梁混凝土盖梁门式墩抗震设计分析

为了研究铁路桥梁混凝土盖梁门式墩的抗震性能,结合高速铁路32.6m标准跨度简支梁,基于Midas建立空间有限元模型,按照《铁路工程抗震设计规范》要求,通过反应谱法分析了墩柱和基础在多遇地震和设计地震作用下的响应,验算了多遇地震作用下墩柱的强度、稳定性及承台和桩基的强度,以及设计地震作用下支座的强度;并通过非线性时程分析法分析了门式墩在罕遇地震作用下纵桥向和横桥向的延性比。结果表明,门式墩在多遇地震作用下墩柱、承台及桩基仍处于弹性工作阶段;在设计地震作用下,支座水平承载力满足抗震设计的连接构造要求;在罕遇地震作用下,门式墩纵桥向和横桥向均满足延性设计要求;在多遇地震和设计地震作用下,有车组合工况比无车组合工况更不利;支座抗震型号应结合地质条件、结构形式、二期恒载和活载等具体计算选取。     

无伸缩缝桥梁动力特性与抗震性能研究

以福建某简支梁桥为研究背景(该桥在实际工程中已被改造为半刚性整体桥),采用MIDAS/Civil软件将原简支梁桥改造为整体桥、半整体桥与延伸桥面板桥,分别建立了5座桥的全桥有限元模型,分析了它们在地震荷载下的受力差异。结果表明:简支梁桥在地震荷载作用下易引起主梁在桥台处的落梁现象,而无缝桥可有效防止该现象的发生,其中的整体桥表现出更优的抗震性能,更适用于强震区; 在地震荷载作用下,无缝桥与简支梁桥的桩基有效作用长度均在0～10D(D为桩径)埋深范围; 整体桥桩基在大震作用下的受力性能较好,可更好地保护桩基不被破坏; 延伸桥面板桥与传统简支梁桥台底桩身受力相近,其设计可参考现行有缝桥设计规范; 无缝桥与传统简支梁桥的墩底弯矩均最大,在该处易形成塑性铰; 纵桥向地震荷载作用下,简支梁桥与延伸桥面板桥的主梁受力最不利位置分别出现在跨中与墩顶处,而整体桥、半刚性整体桥与半整体桥出现在台顶处,其受力不利部位在设计中应引起重视; 该研究结果可为无缝桥的设计计算与相关规范的制定提供参考。     

城市高架曲线桥不同水平地震作用下位移响应对比研究

为明确地震作用下城市高架曲线桥上部梁体位移响应规律,基于ANSYS软件有限元分析,开展了不同水平、不同类型地震作用下上部梁体位移对比研究。研究表明:地震作用下曲线梁桥上部梁体主要表现为切向位移,罕遇地震作用下最大切向位移较最大径向位移增加约1.45倍,出现在端跨桥台位置,该位置应加设纵桥向防落梁装置;最大径向位移出现在中跨位置,应加设横桥向防落梁装置,多遇地震作用下无需加设防落梁装置。罕遇地震作用下,每联桥梁中部墩底截面曲率易超出屈服曲率值而进入塑性,选取的日本海中部T1-111-1地震波振动频率大,各点地震强度强烈,墩底滞回曲线密集。地震作用下曲线梁桥结构上部梁体位移响应规律研究有助于分析地震作用下曲线梁桥结构的损伤特点,在明确城市高架曲线桥防落梁装置研究方面具有重要作用。     

双薄壁高墩横系梁厚度对连续刚构桥地震响应的研究

为了研究横系梁厚度对高墩连续刚构桥地震响应的影响,依托重庆市江津区灵仙河特大桥,通过反应谱法研究了顺桥向地震作用、横桥向地震作用以及竖向地震作用下改变横系梁厚度对地震响应的影响。研究表明在顺桥向地震荷载作用下,连续刚构桥的内力随着横系梁厚度的增加而增加;在横桥向地震荷载作用和竖向地震荷载作用下,横系梁厚度对连续刚构桥的位移和内力影响较小;从连续刚构桥抗震的角度上看,横系梁的厚度不宜过大。     

考虑冲刷效应的钢筋混凝土拱桥桩基地震易损性分析

冲刷将侵蚀桥梁桩基周围的土体，致其侧向约束减弱，影响桥梁结构的受力行为，这对于拱桥结构而言更甚。鉴于此，以某三跨连拱坦拱桥为例，依托SAP2000软件建立全桥有限元模型，通过m法模拟桩土相互作用，采用曲率延性作为桩基的损伤指标，基于增量动力分析方法，计算出不同地震等级下的曲率响应峰值，进而给出不同冲刷深度时，主拱桩基对应轻微损伤、中等损伤、严重损伤和完全破坏状态的地震易损性曲线。研究表明：在一定冲刷深度范围内，拱桥桩基的损伤概率随冲刷深度增加而加剧；当冲刷深度超过一定值后，桩基的地震损伤概率明显减小。同时，拱桥桩基冲刷深度达到3m后，恒载作用下，主拱承台的顺桥向变形略微增大，其在地震下的位移响应也随PGA增加而非线性增大。可见，桩基础冲刷至一定深度时，静/动力荷载均可能影响桥梁结构的安全性。因此，拱桥桩基需合理考虑桩基防冲刷措施，且抗震设计时需考虑冲刷深度对拱桥桩基地震易损性的影响。     

单拱面预应力混凝土系杆拱桥抗震性能分析

采用SAP2000有限元软件建立某单拱面预应力混凝土系杆拱桥的动力分析计算模型,并对结构进行E1、E2水准地震作用下的反应谱分析,对拱肋、吊杆、支座等构件和桩基进行抗震性能校核,结果表明除支座在E2地震作用下发生剪切破坏外,其他构件均满足抗震性能要求。     

单塔单索面斜拉桥地震荷载下时程反应数值模拟研究

文章以涪江四桥为工程背景,利用Midas Civil结构分析程序对涪江四桥的在四种地震时程载荷作用下的反应进行了分析研究,计算了顺桥向、横桥向、竖向及三向组合下结构的地震时程反应分析,获得该桥地震时程反应的规律。计算结果表明,在顺桥向、横桥向、竖向及三维地震波输入地震作用下,其内力计算结果非常接近,三维耦合效应可以忽略。但是在三维地震波激励下,主梁的轴力、竖向弯矩和竖向剪力和位移呈现一定的空间耦合特征,内力和位移数值比单向输入时有一定增大,但幅度有限,故三维地震波激励模型分析是很有必要的。     

基于ANSYS的大跨斜拉桥地震响应分析及性能评估

为研究西部高烈度地区大跨度斜拉桥的地震响应特点,以兰州市南绕城高速公路上一座跨径为177 m+360 m+177 m的结合梁斜拉桥为研究对象,利用有限元软件ANSYS建立其空间计算模型,分析了该桥的动力特性。运用非线性时程分析法计算桥梁结构在50年超越概率10%和2%两种地震水平作用下的地震响应,并以构件的能力需求比评估了该桥的抗震性能。结果表明:地震作用下主梁纵向振动与横向振动基本不耦合,其竖向位移受纵向地震作用影响较大;由于结构的非对称性,5#塔（南桥塔）的塔顶位移及塔底弯矩均大于4#塔（北桥塔）;在E1和E2两种水平地震作用下,各桥墩和桥塔关键截面以及斜拉索最小能力需求比均大于1,满足抗震性能要求;各桥墩纵桥向能力需求比小于横桥向,而桥塔纵桥向能力需求比大于横桥向,建议在过渡墩和辅助墩上安装减隔震装置,加强其纵桥向抗震性能。     

地震作用下宽箱鱼腹式连续梁桥地震响应分析

为了研究宽箱鱼腹式箱梁在地震作用下的动力特性,对哈尔滨市某立交桥进行动载试验,并用Midas Civil建立有限元模型,分析该桥的动力特性。通过对比理论数据与试验数据,验证模型准确性,在此基础上对模型施加地震荷载,进行非线性时程分析,研究宽箱鱼腹式连续箱梁桥在地震作用下的响应。结果表明:地震作用下宽箱鱼腹式连续梁桥主梁横向抗弯及抗扭性能较好,各阶模态变形以主梁竖弯和桥墩侧弯为主,桥梁墩高对结构的振动响应影响较大,矮墩承受较大的水平地震力,主梁在纵桥向刚度较大,导致主梁和桥墩构件纵桥向地震响应同步。该研究可以为相关类型桥梁抗震设计提供参考依据。     

简支梁桥抗震设计的研究--以江苏宿迁桥抗震设计为例

本文介绍了采用橡胶支座的简支梁桥抗震计算的理论、方法及抗震措施 ,并以江苏宿迁桥梁抗震设计为例 ,分析纵桥向、横桥向地震作用计算过程。计算结果表明 ,江苏宿迁桥梁在地震时 ,下部设计由地震作用控制 ,纵桥向、横桥向水平力均较大。研究结果表明 ,桥梁设计应在详细的调查基础上 ,把合理的抗震设计和有效的抗震措施结合起来 ,方可得到好的效果     

冲刷作用对连续梁桥桩基地震响应影响

以一四跨连续箱梁为背景,建立了三维有限元模型,采用m法模拟了土体对桩基的约束作用,计算了不同桩基冲刷深度下结构动力特性和地震响应,研究了冲刷作用对结构地震响应的影响。结果表明:冲刷作用对冲刷桩基纵向地震受力不利,对未冲刷桩基纵向地震内力影响较小;无减隔震支座情况下,冲刷作用减缓未冲刷桩基横向地震受力;采用减隔震支座将加剧冲刷作用对冲刷桩基地震内力的不利影响。     

三跨预应力混凝土连续梁桥抗震分析

结合某一级公路线上在建的三跨混凝土连续箱梁桥的工程背景,依据JTG/T B02-01—2008《公路桥梁抗震设计细则》,首先分析了该桥的动力特性,然后对该桥在E1地震作用下的地震反应进行了分析,通过验算,结果表明该桥在多遇地震作用下强度能够满足规范要求。     

采用UHPC-RC阶梯桩的整体桥试设计

为了增大桥台基础柔度,适应整体桥纵桥向变形需要,提出了上部采用超高性能混凝土（UHPC）材料、下部采用普通混凝土（RC）材料的UHPC-RC阶梯桩,进行了这种新型桩基整体桥的试设计,在桩顶3 m范围内用截面尺寸为30 cm×30 cm的UHPC代替原来的70 cm×50（70） cm普通混凝土,并采用MIDAS软件建立了全桥空间有限元模型。研究结果表明:恒载作用下,试设计桥梁端负弯矩相比于原桥明显减小;在偏载和中载作用下,试设计桥主梁在桥台处的负弯矩分别减小14.2%和22.8%;整体降温作用下,主梁的轴力和弯矩均都有显著减小,桩身的最大剪力和最大弯矩出现在桩顶位置,分别减小52.2%,59.8%;在整体升温作用下,桥台的最大剪力和最大弯矩出现在桥台顶部位置,分别减小32.6%,45.8%;UHPC-RC阶梯桩是一种适合中国国情、有发展前景的无缝桥桩基新结构。     

双柱墩地系梁对梁桥地震响应分析

为分析双柱墩不同道数地系梁对梁桥地震响应的影响,确定合理的地系梁道数。以昆明滇池附近的某连续箱梁桥为研究对象,分别建立桥梁在不同道数地系梁下的有限元计算模型,运用反应谱法在E1,E2地震作用下对桥墩加速度、桥墩顶位移、桥墩塑性铰区强度等进行计算分析。计算结果表明设置地系梁减小了桥墩沿横桥向的位移但同时增加了桥墩加速度和桥墩剪力,在抗剪强度满足要求的前提下,应尽量减小桥墩顶位移,当设置二道地系梁能有效减小桥墩沿横桥向的位移,同时考虑到地系梁越多施工难度越大,技术要求也越高,无特殊要求设置二道地系梁是较合理的。     

梁端碰撞对曲线梁桥地震反应的影响

以某曲线梁桥为对象,研究了梁端碰撞对该类型桥梁地震反应的影响。通过有限元软件SAP2000,建立空间杆系模型,采用时程法模拟分析多联曲线桥在地震荷载作用下的碰撞现象。分析结果表明,曲线桥在地震下的梁端纵桥向位移明显大于直线桥。对于多联曲线桥梁,即使各联情况完全相同,相邻联的主梁仍会产生碰撞。另外,随曲率半径的减小,碰撞向梁端的圆弧外侧集中。     

尾道大桥在强震作用下的非线性动力反应研究

采用非线性动力时程分析法对日本尾道大桥的抗震性能进行研究.通过建立该桥三维有限元模型,探讨在地震作用下该桥的受力特点,并对其主要结构构件的弹塑性反应进行分析.经分析得出,在地震作用下,尾道大桥的桥面主梁处于弹性状态,桥墩剪切强度不足,需要进行补强加固.     

多维地震动作用下曲线连续桥梁地震易损性研究

基于OpenSees有限元平台建立三类曲线连续梁桥,对算例桥梁进行三向平动地震动作用下的增量动力分析,并采用概率性地震需求分析方法绘制三类曲线连续桥梁关键构件的地震易损性曲线。结果表明在地震作用下,曲率半径小的单弯曲线连续梁桥比曲率半径大的单弯曲线连续梁桥损伤概率稍大;S型曲线连续梁桥相对于单弯曲线连续梁桥在桥墩横桥向损伤概率更大,且在多遇地震地震动加速度峰值(PGA=0.2g)以内,支座损伤概率较大。     

某轻轨桥梁地震性能分析

结合轻轨桥梁实例,建立了空间有限元仿真模型,对其进行了相应的动力反应谱分析,验算了其在多遇和罕遇地震作用下的抗震性能,结果表明该处桥墩在多遇地震作用下满足规范设计要求,在罕遇地震作用下,顺桥向可能发生损伤,分析结果可为该桥的设计提供指导。     

罕遇地震作用下高架桥抗震性能评估与加固

为了评估罕遇地震作用下高架桥的抗震性能,提出了一套抗震性能评估流程并对一座在役高架桥进行评估。首先建立了高架桥非线性动力时程分析模型;然后进行了模态分析,在综合考虑了有效质量系数和振型图后,选取了用于计算Rayleigh系数的参考振型;最后对动力时程分析结果中各墩的弯曲变形能力和抗剪强度进行评估,并根据评估结果提出了加固方法。结果发现:罕遇地震作用下,各墩变形能力沿横桥向均能满足需求;但在顺桥向上,部分墩的塑性铰区变形能力不足,且各墩的非塑性区均存在变形能力不足的截面。各墩抗剪强度沿顺、横桥向均能满足需求。采用增大截面法对各墩进行加固,首先制定了增大截面内的混凝土和钢筋配置方案,然后确定了能够同时满足各墩沿顺桥向的变形能力和经济性的最优加固高度,为高架桥抗震性能评估和加固工程提供一定的借鉴。     

简支梁桥抗震设计的探讨——以江苏宿迁桥抗震设计为例

提要介绍了采用橡胶支座的简支梁桥抗震计算的理论、方法及抗震措施，并以江苏宿迁桥抗震设计为例，分析纵桥向、横桥向地震作用力计算过程。计算结果显示，江苏宿迁桥在地震时下部由地震作用力控制，纵桥向、横桥向水平力均较大。研究结果显示，桥梁设计应在详细的调查基础上，只有把合理的抗震设计和有效的抗震措施结合起来，才能收到好的效果。