近断层地震作用下考虑温度和碰撞效应的曲线梁桥地震响应分析

为探究大温差地区曲线梁桥在近断层脉冲型地震动作用下的地震响应和碰撞效应，以西北大温差地区某曲线连续梁桥为工程实例，建立全桥非线性有限元模型并考虑变温作用对支座刚度的影响；分别以桥墩内力、支座位移和邻梁碰撞效应为指标研究曲线梁桥在近断层脉冲型地震动作用下的地震反应特性。结果表明:温度越低，地震波作用于结构的内力响应越大；曲线梁桥在地震动作用下邻梁间碰撞为面-面碰撞，且温度越高，碰撞效应越强；高阻尼橡胶支座在低温下体现出较强的耗能能力，在大温差地区的桥梁抗震设计中可作为参考；近断层脉冲地震动相较于远场地震动，结构地震响应更大，对结构的破环性更强，故在近断层地区的桥梁抗震设计中应予以重视。     

高矮塔斜拉桥横向减震体系关键参数联合优化

为探究由钢阻尼器与抗风支座组成的横向减震体系关键参数对斜拉桥横向地震响应的影响,以某高矮塔斜拉桥为例,基于结构内力与位移响应相平衡的原则,运用正交试验设计法设定参数联合优化的分析工况,分别以结构内力与位移响应、钢阻尼器耗能为优化指标,探究算例中减震体系关键参数钢阻尼器屈服力及抗风支座初始间隙对优化指标的影响。结果表明:辅助墩内力及高塔侧边跨主梁梁端位移响应的控制因子具有显著的参数耦合效应,参数优化时需联合考虑;在墩台设置钢阻尼器可显著降低辅助墩内力及梁端位移响应,但不能有效降低桥塔内力响应。     

基于差值迭代法的矮塔斜拉桥施工索力计算和影响因素研究

为计算某矮塔斜拉桥的合理施工索力和探究不同状态参数对索力的影响,借助Midas/Civil建立有限元模型,基于差值迭代法进行施工索力优化计算,并分析了主梁混凝土容重、混凝土弹性模量、预应力筋张拉应力对索力的影响程度。研究结果表明：该桥经过4次差值迭代可获得合理施工索力;成桥阶段的弯矩、位移和应力满足规范要求;在3个状态参数中,主梁混凝土容重对索力的影响敏感性最大。     

不同墩高下连续刚构桥抗震性能分析

以某大跨连续高墩刚构桥为依托,采用Midas/civil软件建立仿真模型,通过时程分析方法研究双肢薄壁墩参数在地震响应下对高墩连续刚构桥抗震性能的影响。以桥墩高度为主要参数,以模型阵型频率、桥墩墩顶、墩底位移及内力变化三个方面对其抗震性能进行评价。研究结果表明,随着其中一个桥墩高度的增加,桥梁频率不断减小,矮墩墩底及矮墩主梁根部出现内力最大值。随墩高的增加,矮墩内力越来越大,高墩内力逐渐减小。     

矮塔斜拉桥单侧断索和双侧对称断索影响效应分析

为研究断索现象对矮塔斜拉桥力学性能和安全性的影响，以浙江某实际工程为背景，使用Midas/Civil建立有限元模型，研究单侧单束断索和双侧对称断索两种工况分别对斜拉索索力、塔顶DX位移和主梁跨中弯矩的影响。研究发现：单侧断索对断索侧索力和跨中弯矩、主塔塔顶DX位移的影响较大；双侧对称断索对主塔两侧索力和跨中弯矩影响趋势相同，对边塔塔顶DX位移影响较大；最外侧斜拉索断裂对3个力学指标的影响均为最大，故实际运营中应重视对外侧斜拉索的保护。     

大跨径悬索桥液体黏滞阻尼器参数敏感性研究

为研究液体黏滞阻尼器参数变化对大跨径悬索桥地震响应的控制效果,以某悬索桥为例,基于ANSYS有限元软件建立梁端设置液体黏滞阻尼器的结构有限元分析模型,采用非线性动力时程方法,对液体黏滞阻尼器的阻尼系数和阻尼指数进行参数敏感性分析,并与未设置液体黏滞阻尼器的结构地震响应进行对比,在此基础上研究液体黏滞阻尼器参数变化对结构地震响应的影响。结果表明:对于大跨度悬索桥,液体黏滞阻尼器的设置应以控制地震作用下梁端位移响应为首要目标,阻尼指数对减震效果影响最为显著,其值宜选取在0.8～1.0范围,并根据设计阻尼力来选择适当的阻尼系数值。设置恰当参数的液体黏滞阻尼器,可有效降低悬索桥梁端位移,且不会显著增加结构地震内力响应。     

近断层地震动考虑能量损伤效应的非弹性强度需求

由于靠近断层处地震地面运动中速度脉冲作用的存在,导致传统的基于瞬时加速度反应谱的抗震设计,不能有效考虑由此带来的巨大能量耗散和位移需求。笔者采用代表性的脉冲型实际近场地震记录和人工模拟三角函数地震动时程,在分析累积输入地震动耗能和结构位移间关系基础上,提出了等效速度比的表达式;给出了近场地震动的等效变形需求表达式;提出了等价延性系数的概念,来考虑由于地震动能量耗散对结构的强度需求;经非线性时程分析方法对其稳定性进行了验证比较,有利于增强结构的安全性。     

BP神经网络法在斜拉桥换索施工控制中的应用研究

运用神经网络理论,结合一座双塔三跨混凝土斜拉桥换索施工过程,对斜拉桥换索过程索力和主梁标高进行预测研究。运用平面杆系有限元理论计算出施工状态的理论索力和理论标高,再通过数值计算软件MATLAB7.1建立神经网络仿真模型得出各施工阶段的索力和标高预测值,为具体的换索工程提供参考。通过对比该斜拉桥换索过程中索力及主梁控制点标高的计算值和实测值可知,预测数据与目标数据相近,变化趋势一致,验证了BP神经网络在换索施工控制中进行参数预测的可行性。     

极端温度对板式橡胶支座连续梁桥地震响应影响研究*

为研究温度对板式橡胶支座连续梁桥抗震性能的影响,以1座两联3×30 m的预应力混凝土连续箱梁为对象,考虑极端温度对桥墩本构关系和橡胶支座力学特性的影响,运用MIDAS/Civil有限元软件对桥梁地震响应进行研究。通过对地震作用时不同温度工况下桥墩墩底弯矩、墩顶位移和支座位移的地震响应分析,得到极端温度对板式橡胶支座连续梁桥地震响应的影响规律。研究结果表明:与常温工况相比,极端温度引起支座刚度、桥墩混凝土材料参数的改变,使地震作用下极端低温工况桥墩内力和位移响应最大增大35.65%和24.78%,极端高温状态支座位移最大增大15.31%;温度变化对橡胶支座力学参数的影响会导致桥墩和上部结构连接刚度发生改变,导致桥墩和支座地震响应变化显著,使桥墩内力和位移响应均与温度呈负相关,支座位移与温度呈正相关;根据现行规范计算的极端低温时桥墩墩底弯矩偏小,极端高温时桥墩弯矩偏大,设计中应予重视;极端低温导致支座和桥墩刚度增大,会使交接墩地震响应较其他桥墩更显著,在设计中应着重关注。     

脉冲参数对CFST拱桥地震反应的影响

为了研究近断层脉冲型地震作用下速度脉冲参数对大跨度CFST（钢管混凝土）拱桥地震反应的影响,基于有限元方法,以1座铁路CFST拱桥为工程背景,提出以脉冲参数对拱肋及桥墩地震反应非线性分析方法。研究结果表明:对于大跨度CFST拱桥,三向罕遇地震作用下,拱肋处于弹性状态,桥墩可能屈服,脉冲参数对CFST拱桥地震反应影响显著;同等PGA（峰值加速度）下,脉冲幅值越大,个数越多,脉冲成分对拱肋及墩地震反应贡献率越大,墩的损伤越严重;脉冲周期0~8 s内,中长周期（2~6 s）脉冲成分对拱肋及墩地震反应贡献率和墩的损伤影响较大,脉冲周期4 s时拱桥地震反应最大。     

近断层强震速度脉冲效应及连续梁桥减隔震特性分析

应用非线性时程分析的方法 ,对于减、隔震连续桥梁在近场地震作用下的有效性和响应特性 ,作了深入的研究。通过有代表性的脉冲型近场强震记录时程分析 ,提出了用速度脉冲峰值及其周期之积来表示速度脉冲能量的方法 ,计算表明近场地震速度脉冲波能近似表征地震动破坏能力的大小 ,它和桥梁结构承受的地震响应大体成正比例关系。铅芯橡胶隔震支座在近场地震作用下仍然适用 ,但对于个别脉冲型强震记录效果不够明显 ,支座参数有必要进行优化。     

基于地震易损性的连续梁桥减隔震方案研究

减隔震措施的合理配置是高速铁路地震经济性目标控制的关键。为了对采用不同减隔震装置的高速铁路连续梁桥抗震性能进行量化研究,基于桥梁系统地震易损性分析,选用4种减隔震方案进行对比分析。4种方案分别为:全桥抗震设计方案（方案1）、全桥双曲面球型隔震支座+粘滞阻尼器方案（方案2）、中墩摩擦摆+边墩普通支座与阻尼器配合方案（方案3）和全桥摩擦摆+边墩阻尼器方案（方案4）。结果表明:高烈度高速铁路桥梁须通过减隔震设计才能满足抗震设防目标,综合经济性和抗震性能2方面因素,方案4有效降低了结构内力响应和位移响应,为所列方案中的最优方案。     

基于F-R-M法的刚构-连续梁桥施工期结构强度风险分析

为了解决刚构-连续梁桥施工过程中的风险问题,提出了一种神经网络与有限元结合的定量风险分析方法（F-R-M法）。以八盘峡黄河特大桥为工程背景建立有限元模型,运用参数敏感性分析确定出最不利施工阶段的结构强度主要风险随机变量,然后以蒙特卡洛原理为基础,通过径向基（RBF）神经网络计算结构失效概率,最后对桥梁施工风险进行定量分析。结果表明:该桥在最大悬臂状态下,结构应力仿真次数超过 1 000 万次时,梁体在最大悬臂端应力失效概率仅约为 1.17×10-5,失效概率极低。基于参数敏感性的F-R-M法可以快速、较高精度地对高速铁路刚构-连续梁桥施工期结构强度风险进行定量分析。     

框架剪力墙结构抗震动力性能与抗侧向倒塌能力研究

为了探讨框架剪力墙结构的抗震动力性能和抗倒塌能力,针对一典型的20层钢筋混凝土框架剪力墙结构展开研究。首先,利用静力弹塑性方法对结构进行推覆分析,得到多遇、设防、罕遇地震下的性能点处相关参数;然后,选定合适的地震动记录和损伤指标,利用增量动力分析方法研究结构的地震反应和抗倒塌能力。结果表明:在小震和大震作用下,结构的层间位移角均满足规范限值要求,Collapse塑性铰主要出现在结构底层,可以实现大震不倒;随着楼层的增加,结构的层间剪力逐渐减小,有个别地震动记录在15层左右剪力会突然增大;结构50%倒塌概率对应的地震加速度为2.41 g,说明该结构的抗倒塌能力较强。