桥梁地震反应分析
斜交桥梁地震响应特点探讨

斜交桥梁地震响应特点探讨我国山区公路建设,由于其地形、地貌条件,呈现出弯多、坡陡、斜交、墩高等特点,这些桥梁大多数采用跨径20~50米不等的简支梁桥或者2~7跨一联的连续梁桥[1]。
当桥梁位于弯道上时,其地震响应,特别是在高烈度地震作用下的响应,有着其自身的特点,其空间作用特别突出,如果简单地对桥墩按规范里面的反应谱法進行平面计算,而不考虑空间作用,这样计算有很多问题考虑不到,其计算结果与空间地震响应有着很大的区别[2,3]。
山区桥梁大多数处于弯道上,而且很多位于高烈度地震区,对这种桥梁进行地震响应分析和研究,在此基础上提出抗震措施,是非常必要的。
1.地震中梁桥的损伤形式[3-11]地震作用下,上部结构的损坏形式可归纳为三种:自身损伤、位移损伤和碰撞损伤。
由于上部结构刚度大,结构整体性好,所以自身损伤发生的概率极小。
大多数损伤是由位移和碰撞导致。
曲线桥在地震作用下,由于受力的不均衡,桥面系有扭转的趋势,从而导致其弯扭耦合作用,造成桥梁上部结构与支座发生部分脱空,引起落梁或者上部结构的破坏[12]。
其中伸缩缝是上部结构的薄弱点,它虽然能满足预计地震下产生的位移,但是相邻梁体、梁体与桥台间位移变化从而引起碰撞,一系列因素的相互作用最终可能导致落梁。
支座的破坏形式主要表现为:支座位移、锚固螺栓拔出、剪断、活动支座脱落、支座本身构造上的破坏[7]。
支座的震害是地震中较为普遍的现象[3-7]。
结构间的支承连接通常是结构稳定的基础,由于支承连接的破坏引起桥梁坍塌的例子不在少数。
支座损害是由于桥梁结构非同向运动,使得上、下部结构的支承连接件产生了不能承受的相对位移而失效,出现这种情况的原因是支座在设计时没有充分考虑抗震的要求,支座形式选择不当和支挡措施不足引起的。
下部结构失效是指桥墩、桥台和基础的失效,它的损坏使桥梁失去承受竖向承载力的能力,所以下部结构的失效往往是桥梁倒塌的直接原因。
2.结构的有限元模拟本文中,对桥梁进行有限元建模时,根据不同的构件属性选择不同的单元类型进行模拟:上部结构梁体和下部结构桥墩采用梁单元模拟,伸缩缝采用连接单元中的间隙元模拟,图1为间隙元示意图。
高速铁路隔震桥梁弹塑性地震反应分析

温
建
筑
技
术
2 0 1 3 年第 9 期( 总第 1 8 3 期)
高 速铁 路 隔震桥 梁弹 塑性地 震 反应 分 析
杨岳斌
( 浙江方圆检测集团股份有限公司 , 杭州 3 1 0 0 1 3 )
【 摘
要】 以我国在建 的某高速铁路 客运 专线 上采用摩擦摆式支座 的 3 2 m简支 梁桥为对象 , 根据结构 的特
地震 作为 自然灾 害 , 严重危害到人 们 生命 及 国家 财产安 全。历次地震灾 害表明 , 地震将 导致 大量桥 梁 倒塌 , 给抢 险救 灾带 来严重 的影 响 。 随着客 运专 线 建设的全面推进 , 中国高速铁路桥 梁建 设取得 了实
影响 , 本文计 算分 析 以全桥 为对 象 。根 据设 计意 图 , 在地震作用下箱梁 和桥墩保 持弹性状态 , 故桥墩 和主 梁均采用线性梁单 元模 拟。桥墩下 端采用 固定 约束 ,
3 地 震 动选 择
本文在进行非线 性地震 反应 分 析时 , 地 震荷载 沿
桥 的纵 向分别施加在每个 桥墩的底部节点上 。图 6给
出了输入地震动 的加速度 时程 图 , 其 加速度 反应谱 曲
线与设计 目标反应 谱 的对 比如 图 7所示 , 从 图 7可 以 看 出, 计算采用 的地震 动与设计 目标反应谱基本吻合。
宝 :
曲线如 图 5所示 。图 中, , 。 表示支座 屈服力 , 、 分 别为支座 的一 次和二次 刚度 。
墩 号n
图8 墩 顶 纵 向位 移计 算 结 果
同结构的墩 底最 大剪 力计 算 结果 。图 中竖 坐标 为 采 用 减隔震 支座 的结 构墩 底最 大剪 力 与采 用非 减 隔震
某隔震桥梁非线性地震反应分析

( ) ( ) 中 可知 , 于 限位 器 增 加 了橡 胶 支 座 的 a 、b 图 由
摩 擦耗 能 作用 , 况 1比工 况 3具 有 较大 的位 移 , 工 这 种 差 别 随着地 震 强度 的增 大 而 增 大 。从 ( ) 中可 c 图 以看 出 , 当地震 强 度较 小 时 , 况 1 工 况 2的地 震 工 、 反 应 相差 不大 。 随着 地 震 强 度 增 大 , 况 2的位 移 工
支 座 的非 线 性 性 能 及 作 用 , 桥 梁 结 构 非 线 性 弹 塑 性 动 力 反 应 进 行 了研 究 ; 用 结 构 分 析 软 件 Z U 对 采 E S—N , 合 算 例 分 析 得 出 L结
了隔 震 桥 梁 震 害及 上部 结 构 扭转 的 原 因 , 为隔 震 桥 梁 的设 计 提 供 参 考 依 据 。 [ 键 词 ] 隔 震 桥 梁 ; 线 性 分 析 ; 震 ; 震 技 术 关 非 地 隔 [ 图分类号] T 425 中 U 4 . 5 [ 献标识码 ] A 文
桥 梁 作 为 重 要 的 生命 线 工 程 在 地 震 中 一 旦 破 坏 , 致交 通 中断 , 误 救 援 时 间 , 导 延 由此 造 成 的 问接 损 失难 以估 量 。近 年来 , 随着 隔震 技术 的广 泛应 用 ,
上 部结 构脱 落 的原 因 , 隔震 桥 梁 的设 计 提 供参 考 为
输 入地震 动峰值() g
() a
输入地震动 峰值() g () b 源自输 入地震动 峰值() g
(1 c
图 1 各 种 工 况 A 点 的 最 大 位 移 3
Fi 1 M ax m um s a e e de A o a i usc e g. 3 i dipl c m ntofno f r v r o as s
多维地震作用下隔震桥梁地震反应(Ⅱ)——理论分析与试验结果比较

关于 铅芯 橡胶 支座 隔 震桥 梁 地 震 反应 研 究 已做 了 很 多 工作 。G o aa n l l 虑 下 部 结 构 屈 服 , h brh a d Al _考 一
座三 跨 隔震桥 和非 隔震 桥 的地 震 反 应 。A e等 使 用 b 19 9 5年 K b oe地震 的地 震 时程 记 录 , 研究 了隔震 桥 梁在 地 震作 用 下 的性能 。P g ii ann 等 使 用 等价 线性 化 方法 对 铅 芯橡 胶支 座和滞 后 耗 能器 组 成 隔 震 系统 的三 跨 连
东 生等 在输 入多 条具 有相 同反应 谱 和 时域 内强 度包
线形 状 相似 的 地 震 波 的 条 件 下 , 铅 芯 隔震 支 座 桥 梁 对
进行 了非线 性 时 程 分 析 , 得 了铅 芯 隔震 桥 梁 地 震 反 获 应 的离 散性 很 大 、 最 大 响应 对 地 震 动 输 入 时程 十 分 其 敏感 的认识 。王 丽等 也利 用 非线 性 水 平 和转 动 弹 簧 分别 来模 拟减 、 隔震支 座 和桥 墩 延性 的非 线 性行 为 , 分 析 了铅 芯橡 胶 支 座 隔 震 桥 梁 的 减 震 性 能 , 讨 论 了铅 并 芯橡 胶支 座在 桥 墩 线 性 范 围 内时 的 减 震 效 果 , 步研 初 究 了屈 服强度 和 屈服 比对 隔震效 果 的影 响 。
验 研究 了一个 中 问柔 性 墩 的两 跨 连 续 桥 梁 的 反应 , 分 析 了桥 墩柔 性 对 隔 震 桥 梁 反 应 的影 响 , 而 没 有 考 虑 然
地震 反应 方 程及 求 解 方 法 ; 通 过 隔 震 连 续 梁 桥 结 构 并 模型 振动 台试 验证 实所 建 立 双 向多 自由度 计 算模 型 的 合理性 和在多 维地 震作 用 下 考虑 铅 芯橡 胶 支 座 两水 平
桥梁地震危险性分析的原理和方法

连续刚构桥地震反应分析研究

基金项 目: 广西 自然科学基金资助项 目( 桂科 自0 2 0 5 ; 7 8 4 )广西工学院基金资助项 目( 院科 自 0 4 2 8 资助 800 )
作者简介 : 咸远 。 究方向 : 唐 研 公路 与 桥 梁 工 程 。— i:h l8 @16cr. E malT y 18 2 . n o
时应着重于结构的刚度 、质量和边界条件 的模拟 ,主要根据 《 公路桥梁抗震设计 细则}JG T 2 0 — ( / B0 - 1 T
20 ) 0 8 的规定 , 采用 M D SCv 软件进行分析计算. IA / i l i 在建 立某 大桥 的模 型 时 , 桥 按 直 线 桥 进 行考 虑 , 梁 与各 桥 墩 均 采 用 了梁 单 元 : 梁 与 桥墩 之 间 的 主 主 主
2 有 限元模 型 的建 立 及 自振 特 征 分 析
2 大桥动力学有限元模型 的建立 . 1
结构分析 动力问题 必须建 立并求解 动力方程 . 建 立 动力 方 程 的方 法 很 多 ,本 文 只运 用 了动 力 问题 图
1 主 桥 立 面 图/ i n
收 稿 日期 :00 0 — 5 2 1— 9 0
连 接 采 用 刚性 连 接 ; 墩 与承 台相 连 处 采 用 固结 ; 有 考 虑 桩一 的 相 互 作 用 . 标 采 用 全局 坐标 系 ( 手 桥 没 土 坐 右 法 则 、 Z轴 垂 直 坐标 系 )整 座 主 桥 共 划 分单 元 29个 , 点 2 8个 . 立 的有 限元 计 算 模 型 如 图 2所 y、 , 1 节 2 建
了越来 越 大 的 比重 …. 我 国近 年 来 处 于地 震 相 对 活跃 时 期 , 强 连 续 刚 构桥 桥梁 的抗 震 性 能 研究 、 而 加 防止 桥
大跨度桥梁地震反应分析时阻尼的取值

2 0 10年 1月
山 西 建 筑
S A H XI ARCHI TECTURE
Vo _ 6 No 2 I3 .
Jn 2 1 a. 00
・39 ・ 3
文 章 编 号 :0 96 2 {0 0 0 —3 90 10 .8 5 2 1 }20 3 .2
055 .3 6 0 5 15 .0
则有:
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瑞 利 阻 尼 矩 阵假 定 阻 尼 矩 阵 为 刚 度 矩 阵 和 质 量 矩 阵 的 线 性
第 1阶振型为全桥纵 向侧移 , 表明高墩 的纵向水平抗 推刚度
高墩连续刚构桥梁属于较柔性的结构。第 1 阶振型在前 1 0阶 组合。为了考虑 由结 构非 均质 性和 各部分 耗能 机理 不 同而引起 较小 , 振型中的贡献率约为 8 .%, 04 其次是第 3 振型, 贡献率约为 73 .%。 的阻尼非 均质性 , l g Co h提 出 了非 比例 阻 尼 理 论 , 理 论 认 为 总 u 该
C=a 或 C= M () 1
其 中, , 均为 比例常数 。 a
.
6 7 8
9 1 0
12 04 .o 12 3 .4 4 14 54 0
18 70 6 19 4l .9
0 8 3l .3 084 0 2 07 1 .l 6
阻 尼 矩 阵 可 由分 块 的 瑞 利 阻 尼 矩 阵 叠 加 而 成 。
4 阻 尼在 A S S中的实现 NY
地震反应分 析中要考虑阻尼 的影 响 , 必须要确定 桥梁结构的
( 3)
采用瑞利阻尼假设 :
C=a + M
大跨度连续梁桥地震反应谱一致激励分析

反应谱法是当今结构抗震设计中使用比较广泛的分 析方法。反应谱法从地震动出发,然后对结构体系的最 大地震响应进行求解,同时将地面运动与结构体系的动 力特性考虑进来,相对静力法进步了很多。反应谱法是
在具有不同的固有频率的结构单个质点体系在某个特定 的阻尼比的情况下输入不同的地面运动之后得到其相应 的速度、位移以及加速度的最大的包络曲线。
2 工程概况
本文以六库怒江桥为工程背景,此桥为大跨度预应 力混凝土连续箱梁。采用 3 跨变截面箱形梁,分跨为 85m+154m+85m,箱梁为单箱单室截面,箱宽 5.0m,两侧 各挑出伸臂 2.5m。支点处梁高 8.5m,合跨度的 1/18;跨中 梁高 2.8m,合跨度的 1/55;全桥仅在#0 块内设置 2 道横隔 板。采用三向预应力配筋,纵向采用大吨位钢绞线群锚 体系,仅于顶底板内配筋而无下弯索和弯起索,既简化了 施工,又不为布索而增厚腹板;竖向预应力筋采用四级 32 高强度精轧螺纹钢筋,兼作悬浇挂蓝的后锚钢筋。图 1
WANG Wenye
(Liaoning Railway Vocational and Technical College,Jinzhou Liaoning 121000)
Abstract: In recent years, earthquakes have caused serious threats to the lives and property of our people. Bridge structure is an important structure of road traffic system, and is a hub project of transportation system. The damage of bridge structure will not only lead to greater economic loss, but also affect reconstruction after disaster and recovery of production. Based on the research background of the six Treasury Nu River bridge, the finite element model of three span concrete continuous beam bridge was established by using the finite element software MIDAS/CIVIL, and the response spectrum was unanimously stimulated. It was concluded that multidimensional seismic input should be considered when analyzing the response spectrum of long-span continuous girder bridges. Keywords: finite element model;the response spectrum in motivation;long span bridge;lti-dimensional seismic input