大跨度钢管混凝土桁式拱桥结构非线性分析

同时考虑了几何非线性和材料非线性等因素对大跨度钢管混凝土桁式拱桥进行结构非线性分析，结果表明对这种大跨(跨径大于300m)、宽跨比小(接近1／20)的钢管混凝土桁式拱桥，几何非线性和材料非线性的影响均较大，在设计和施工时不应忽略。     

大跨度钢管混凝土拱桥非线性抗震性能研究

基于OpenSees平台建立钢管混凝土拱桥动力分析模型,并与Midas Civil模型结果进行比对。通过一条强震记录下的IDA分析,得到钢管混凝土拱桥拱肋横桥向非线性地震性能,比较拱肋采用弹性梁单元和纤维梁单元两种模型的拱脚弯矩时程曲线和拱顶位移时程曲线,分析拱肋关键截面屈服机理,绘制它们的曲率IDA曲线和拱顶位移IDA曲线。研究结果表明:横桥向在强震作用下拱脚和拱顶不一定先屈服,而是在拱肋截面突变或有集中质量连接处,在设计时需重点考虑;随着地震动增大,先是与横撑连接处拱肋首先屈服,然后是拱脚和拱顶位置,最后向整个拱肋扩展,拱肋非线性性能良好,仍有一定的抗震储备能力。     

大跨度悬索管道桥的ANSYS有限元分析综述

综述了管道跨越结构的种类,针对悬索式管道跨越结构,介绍了其受力特点以及其计算分析理论的发展,同时介绍了如何利用大型通用软件ANSYS对大跨度悬索管道桥进行有限元建模,提出了建模的相关步骤以及一些注意事项。最后介绍了利用ANSYS对悬索管道桥进行有限元分析的方法和步骤,指出在进行风荷载作用下的相关计算时如何利用ANSYS的二次开发来完成计算分析。     

大跨度钢管混凝土拱桥抗震性能指标研究

高轴压比钢管混凝土墩柱的试验结果对钢管混凝土拱肋具有较大的借鉴意义。为明确大跨度钢管混凝土拱桥的抗震性能指标,研究了高轴比钢管混凝土构件的破坏过程及延性性能。以弯矩作为性能指标将高轴压比钢管混凝土构件的试验破坏过程分为轻微损伤、有限损伤与严重损伤3个阶段,结合钢管混凝土截面性能状态的数值分析,探讨了高轴压比钢管混凝土构件的破坏机理。结果表明:高轴压比钢管混凝土构件具有一定的可用延性;提出了以计算等效屈服弯矩作为抗震性能指标,适当利用延性和实现钢管混凝土拱桥的有限损伤抗震设计,并给出了与有限损伤相关的截面性能状态及参数。研究成果弥补了规范在此方面的不足,可供高烈度地震区大跨度钢管混凝土拱桥抗震设计时参考。     

大跨度拱桥地震动输入模式研究

地震动输入是大跨度桥梁地震反应分析的重要一环。从明确大跨度拱桥的临界跨度入手,探讨了大跨度拱桥地震动输入模式中的行波效应、三向输入及其地震动选取问题。基于某大跨度钢管混凝土拱桥,建立了有限元分析模型,考查了行波效应及三向地震动输入对拱关键截面内力、减隔震支座位移及粘滞阻尼器冲程的影响。结果表明:给出的大跨度拱桥临界跨度确定方法合理,行波效应对拱顶轴力有重要影响,不考虑三向地震动同时作用会明显低估大跨度拱桥的地震反应。确定大跨度拱桥地震动输入模式时需考虑行波效应与三向地震动同时输入。     

大跨度上承式钢管混凝土拱桥抗震韧性评估

为评估大跨度上承式钢管混凝土(Concrete-filled Steel Tube, CFST)拱桥在不同地震动强度下的抗震韧性，以一座320 m上承式CFST拱桥为研究对象，利用Midas/Civil软件建立结构有限元模型并进行非线性结构响应分析，定义了拱桥的易损性组和性能组，开展地震易损性分析，分别评估在不同地震动强度作用下拱桥结构的维修费用和维修时间等抗震韧性指标，给出拱桥的抗震韧性评级方法和依据。结果表明：该结构最终抗震韧性评级为一星，其中维修时间是影响拱桥结构综合抗震韧性等级的关键指标，结构构件对拱桥结构的抗震韧性有较大的影响。     

既有大跨度混凝土拱桥震害机理分析

以汶川地震中遭到严重破坏的金花大桥作为工程实例,基于现场震害调查资料和数值分析来研究金花大桥地震破坏机理。现场震害调查发现,金花大桥震害主要集中在主拱肋和拱上立柱,表现为混凝土开裂和拱上立柱环向裂缝等。数值分析结果表明,在地震荷载作用下主拱肋的拱脚截面抗弯能力比地震需求小,会出现弯曲破坏,拱顶截面抗震能力满足抗震需求;8#拱上立柱在柱底会发生弯曲开裂。数值分析结果与震害调查具有一致性,可为大跨度拱桥抗震设计提供参考。     

钢管混凝土拱桥的材料非线性地震反应分析

采用组合单元和双单元法对钢管混凝土进行材料非线性分析,给出两种方法的恢复力模型曲线,并分别用这两种方法对某大跨度钢管拱桥进行非线性地震反应分析,结果表明,两种元法的分析结果比较接近,故都是非线性分析的有效方法;同线性分析结果相比较表明材料非线性对钢管混凝土拱桥的抗震性能影响足显著的。     

油气集输悬索管桥动特性及地震非线性时程反应分析

悬索管桥具有比传统悬索路桥柔性大、阻尼低、频谱不均匀、自重轻、横向刚度小等的典型特性,动力学行为复杂,更容易引起结构失效和破坏。文中以漾濞江油气集输悬索管桥为研究对象,基于Midas软件建立了地震载荷条件下的悬索管桥有限元模型,开展了悬索管桥的地震响应、抗震性能数值模拟研究,揭示了管桥体系的危险区域和可能存在的破坏形式,发现:合理设置吊杆和拉索分布密度,对悬索桥自身的抗震有利。根据相似原理,搭建了漾濞江悬索管桥的室内实验系统,探究悬索桥动力特性及结构参数对动力特性的影响规律,验证了数值模拟正确性,为漾濞江油气集输悬索管桥的抗震性能设计提供理论指导。     

多维地震激励作用下大跨度钢管混凝土提篮拱桥的随机响应

以某大跨度钢管混凝土提篮拱桥为例,分别研究了大跨度钢管混凝土提篮拱桥的自振特性及其在纵向激励、纵 竖向激励、纵 横向激励、纵 竖 横向激励作用下的地震响应特性。结果表明,横向激励对提篮拱桥地震响应特性有较大影响,对于多维激励情况,提篮拱桥的抗震性能并不优于平行拱,并进一步分析了原因。     

大跨度连续刚架-拱组合结构桥梁的纵向地震响应研究

以广州新光大桥为例，建立了空间杆系模型，利用动态时程分析方法，详细分析了大跨度连续刚架-拱组合结构桥梁在纵桥向地震一致激励和行波效应作用下的地震响应。研究表明除边墩外，行波效应对拱肋上、下弦杆以及V型刚架斜腿地震内力响应均有较大影响；随着剪切波速的增加主拱顶相对拱脚的最大纵向位移呈递减趋势，而边拱顶相对拱脚的最大纵向位移基本不受剪切波速的影响。     

钢管混凝土中承拱桥吊杆横梁受力性能分析

通过足尺寸吊杆横梁试件试验，验证了拱肋为钢管混凝土三角形桁架结构吊杆横梁的设计承载力，并对吊杆横梁的受力及变形进行了分析，提出了吊杆横梁施工的改进技术方案，保证了工程设计和施工质量。     

大跨度钢管混凝土拱桥在多维多点地震激励作用下的平稳随机响应

采用虚拟激励法计算了大跨度钢管混凝土拱桥在纵向、竖向、横向、三维多点激励作用下的均方响应,在此基础上探讨了各方向激励及三维激励的多点输入效应对钢管混凝土拱桥地震响应特性的影响。结果表明纵向和竖向激励的多点输入效应对结构响应有明显影响,而横向激励的多点输入效应可忽略。     

钢管混凝土拱桥弹性动力稳定性能研究

基于运动稳定性理论,以1座实际的钢管混凝土肋拱桥为例,利用改进的时间冻结法(动态特征值法)求得结构在地震波作用下的动态稳定系数时间历程,研究了不同输入方向和阻尼比对动力稳定临界系数的影响,并探讨了地震波作用下拱桥的稳定安全系数,对钢管混凝土拱桥的弹性动力稳定性能作出了评估。     

大跨连续钢桁拱桥动力系数影响因素研究

以南京大胜关长江大桥为研究对象,建立其车桥耦合动力分析模型,采用逐步积分法求解动力方程,以动力系数作评判标准,讨论行车速度、阻尼比、行车方向、车辆数、吊杆布置方式等参数对动力性能的影响.结果表明:动力系数随行车速度的提高而增大;吊杆索力的动力系数与无应力索长成反比;随着阻尼比的增大,各构件动力系数均有所降低;同向行驶时...     

拱坝非线性地震反应分析

以乌东德拱坝为对象,进行了拱坝非线性地震反应分析。结果表明:坝体损伤区域明显大于坝体混凝土按线弹性材料计算时最大主应力超过抗拉强度的区域,说明传统方法低估了拱坝的开裂范围,偏于危险;考虑基岩的非线性后,坝体损伤总体上要有所减小;坝基岩体剪胀角对坝基岩体的屈服和坝体混凝土的损伤都有影响,但是规律不明确,因此应该进行基岩剪胀角的敏感性分析。     

大跨度斜拉桥地震响应非线性时程分析

以有限元分析理论为基础,结合某大跨度斜拉桥工程实例,利用ANSYS软件建立有限元模型,通过修正后的El Centro波分别考虑横向、竖向及纵向输入,采用时程分析方法对其进行地震反应分析.计算分析表明:考虑几何非线性后,结构的内力和位移响应明显增大,且对主梁和索塔内力与位移的影响程度及规律也不尽相同,须区别对待分析.同时表明该桥抗震性能良好,地震荷载不控制设计.由此得出结论,对于斜拉桥这类柔性体系, 不可忽视结构几何非线性的影响.     

大跨径钢筋混凝土拱桥抗震性能分析

结合跨径220米的许沟大桥结构设计,通过对全桥有限元模型动力分析和通车动载试验,对钢筋混凝土拱桥全桥动力特性进行分析,并选用50年超越概率为3%的人工地震波和E l Centro波(调整至7度)进行时程分析。根据抗震分析的结果分析控制截面地震内力,并结合通车动载试验结论,对许沟大桥抗震性能做出综合评价,对大跨径钢筋混凝土拱桥抗震设计提出合理建议。