基于地震易损性的斜拉桥斜置式黏滞阻尼器参数优化

为获得超大跨径斜拉桥斜置式黏滞阻尼器的合理参数,提出将基于全概率理论的斜拉桥地震易损性分析方法应用于该类阻尼器参数优化设计中。该方法综合考虑桥梁结构地震动的随机分布特点,同步建立斜拉桥顺桥向、横桥向的黏滞阻尼器参数-地震易损性曲面,以桥梁体系地震易损性最小为目标函数,分析顺桥向与横桥向的易损性曲线变化规律及优化参数,并综合顺桥向及横桥向参数优化结果,得到斜置式黏滞阻尼器的合理参数。以主跨806 m的芜湖长江公路二桥为背景,进行斜置式黏滞阻尼器参数优化设计。结果表明：基于全概率理论的斜拉桥地震易损性分析方法能够综合考虑桥梁结构的地震响应因素,并能根据设计目标对斜置式黏滞阻尼器进行参数优化设计;芜湖长江公路二桥优化后的斜置式黏滞阻尼器与主梁之间的夹角宜设定为26.3°,阻尼系数为3 213 kN·(m/s)^-0.26。     

基于前端处理的斜拉索索力智能监测系统研究

为提高斜拉索索力监测的效率及精度,研发了一种基于前端处理的拉索智能监测系统。该系统具有索力监测、振动监测及异常报警的功能,采用唤醒模式供电方式,大幅降低了传感器及CPU的耗电量;采用6LoWPAN技术,实现了监测数据低功耗、小成本的无线传输;采用可编程测MEMS加速度传感器对拉索的振动时域和频域特征值进行前端处理,仅将经过分析后少量有价值的数据传输至健康监测系统,大幅减低了健康监测系统的数据传输量;采用大动态弱信号数据采集方法,提高信号测量分辨率和测量系统峰值信噪比,有效识别微弱振动信号中的有效频率成分,提高了索力测量的精确度。实验室及实桥测试表明,该拉索智能监测系统显著提高了斜拉索监测的效率及精度,具有较强的实用性。     

黄土隧道结构的振动台模型试验研究

为了研究黄土隧道结构在不同地震波及降雨条件下的地震响应和橡胶减震层的减震效果,按相似理论分别设计制作了缩尺比为1∶40的减震黄土隧道及非减震黄土隧道,在总降雨量50 mm,降雨强度10 mm·h^-1的条件下,分别加载近、远场地震波El-Centro波和Taft波,对比了地震波不同加速度条件下黄土隧道各测点的地震响应情况及土压力变化情况,通过减震模型和非减震模型各测点的应变变化情况分析了黄土隧道的减震效率。结果表明：在调幅和持时一致的情况下,黄土隧道结构对于不同的地震动具有明显的选择性,El-Centro地震动条件下的动力响应大于Taft地震动条件下的动力响应,说明黄土隧道结构的动力响应不仅取决于地震动的强度及持时,也与地震波的频谱特性有关,黄土隧道结构对近场地震波的响应大于远场地震波;对模型横向加载,模型各点的横向加速度和竖向加速度均有变化,横向的加速度响应大于竖向的加速度响应;拱顶位置的土压力较大,拱脚位置虽然土压力较小,但应变变化较大,应力集中现象明显;通过设置减震层可使衬砌不同部位的应变值均有所减小,且应变越大的部位减震率越高,不同工况下拱顶及拱脚的应变减震率接近50%,设置减震层不但可以减小衬砌结构的变形,而且能吸收地震能量,发挥围岩结构和衬砌结构的协同作用,减小土体的裂缝宽度及深度。