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考虑动力相互作用的桥梁沉井基础地震响应分析

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考虑动力相互作用的桥梁沉井基础地震响应分析

第五届全国在役桥梁安全运营保障技术大会

作者：邹浩宇彭天波同济大学土木工程学院吉林省住房和城乡建设厅

本文以泰州长江公路大桥沉井基础为原型建立有限元模型,研究了考虑动力相互作用的的沉井基础在水平地震荷载作用下的动力响应。首先提出了在水平地震荷载作用下沉井基础转动中心的确定方法,通过转动中心分析了不同参数工况下的沉井基础... 详细信息

本文以泰州长江公路大桥沉井基础为原型建立有限元模型,研究了考虑动力相互作用的的沉井基础在水平地震荷载作用下的动力响应。首先提出了在水平地震荷载作用下沉井基础转动中心的确定方法,通过转动中心分析了不同参数工况下的沉井基础水平位移响应。分析表明,在水平地震荷载作用下,沉井基础平动位移相较于转动位移占主导。当土体弹性模量越小或地震动峰值越小时,沉井基础越容易出现转动位移占主导的运动状态。其次研究了沉井基础最大转角位移和基底接触压力的分布规律,当沉井基础出现最大转角时,基底产生最大接触压力。基底角点受基础侧壁和基础底面土体的多重约束作用,会出现应力集中现象,这种现象随土体弹性模量的增大而更加明显。最后分析了沉井基础基底接触压力与竖向位移的关系,随着沉井基础埋深、土体弹性模量的减小以及地震动峰值的增大,土体更容易进入塑性,接触压力与竖向位移关系曲线的非线性特征越明显。

关键词：沉井基础水平地震荷载转动中心位移响应基底接触压力

来源： cnki会议评论

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先简支后桥面板连续体系桥面板抗裂性能研究

结构工程师 2024年第3期40卷 107-117页

作者：刘安彭天波闫博洋习明星胡成志林昱林道锦江西省交通投资集团有限责任公司南昌330025 江西交通咨询有限公司南昌330025 同济大学桥梁工程系上海200092 中交公路规划设计院有限公司北京100010

先简支后桥面板连续体系是一种新型钢混组合结构,在该体系的中支点处设置一定长度的钢梁-混凝土桥面板分离段,可以改善桥面板负弯矩区的受力状态。目前对于该体系桥面板负弯矩区这一薄弱环节的试验研究尚属空白。本研究首先根据实际一... 详细信息

先简支后桥面板连续体系是一种新型钢混组合结构,在该体系的中支点处设置一定长度的钢梁-混凝土桥面板分离段,可以改善桥面板负弯矩区的受力状态。目前对于该体系桥面板负弯矩区这一薄弱环节的试验研究尚属空白。本研究首先根据实际一座先简支后桥面板连续的钢混组合梁桥,设计制作了两跨1/4比例的缩尺模型,并通过安装、拆除带套筒剪力钉对中支点处的分离段长度进行调节。然后通过在两跨桥面上模拟单轮重轴荷载进行逐点加载试验,研究了分离段长度对桥面板受力状态和抗裂性能的影响。最后对原桥的抗裂性能进行了分析。结果表明,中支点处设置分离段的先简支后桥面板连续体系可显著改善结构的抗裂性能。本研究有助于推广先简支后桥面板连续体系在钢混组合结构中的应用、推动桥梁结构预制装配技术的发展。

关键词：钢混组合结构先简支后桥面板连续抗裂性能分离段长度最不利位置

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塔梁连接方式对大跨斜拉桥地震反应的影响

振动与冲击 2009年第10期28卷 179-184页

作者：焦驰宇李建中彭天波北京建筑工程学院土木与交通工程学院北京100044 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

探讨了塔梁连接方式对大跨斜拉桥地震反应影响的主要规律。对一座斜拉桥实例,利用反应谱分析法对塔梁之间采用弹性连接方式的斜拉桥地震反应进行了参数研究,详细分析了弹性索刚度变化引起斜拉桥地震反应变化的力学机理。利用非线性时程... 详细信息

探讨了塔梁连接方式对大跨斜拉桥地震反应影响的主要规律。对一座斜拉桥实例,利用反应谱分析法对塔梁之间采用弹性连接方式的斜拉桥地震反应进行了参数研究,详细分析了弹性索刚度变化引起斜拉桥地震反应变化的力学机理。利用非线性时程分析法对塔梁之间采用阻尼器连接的地震反应进行了参数研究,总结了阻尼器参数变化对斜拉桥地震反应的影响规律。此后,针对弹性索与阻尼器联合使用的方式进行了参数研究,总结了三种参数变化对地震反应的影响。综合比较各种塔梁连接方式的减震效果表明:在本文研究范围内单独使用阻尼器是大跨斜拉桥减震的最优连接方式。

关键词：斜拉桥减震弹性连接装置阻尼器混合体系

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行波效应对大跨度多塔斜拉桥地震反应影响

振动与冲击 2010年第10期29卷 148-152,235页

作者：方圆李建中彭天波邓育林同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 江西省高等级公路管理局南昌330046

结合一座大跨多塔斜拉桥工程设计实例,采用动态时程分析方法,对比研究了桥塔、主梁之间纵向固定以及纵向活动两种约束方式下,行波效应对各自结构体系纵向地震反应的影响。分析表明:对于多塔斜拉桥,行波效应对结构各桥塔塔底内力,以及各... 详细信息

结合一座大跨多塔斜拉桥工程设计实例,采用动态时程分析方法,对比研究了桥塔、主梁之间纵向固定以及纵向活动两种约束方式下,行波效应对各自结构体系纵向地震反应的影响。分析表明:对于多塔斜拉桥,行波效应对结构各桥塔塔底内力,以及各联梁端、各桥塔塔顶位移响应的影响不同。对于不同桥塔、主梁纵向约束体系的多塔斜拉桥,行波效应对其地震响应的影响程度也不同;塔、梁纵向固定的情况下,行波效应的影响较大,反之,塔、梁纵向活动的情况下,行波效应的影响较小。

关键词：多塔斜拉桥行波效应地震反应

局部集中质量接触单元法在梁式桥梁体与桥台碰撞问题模拟中的应用

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工程力学 2015年第9期32卷 49-57页

作者：彭天波唐伟亚韩磊同济大学土木工程防灾国家重点试验室上海200092

近年来,模拟碰撞问题的接触单元法已经广泛运用于桥梁碰撞问题当中。其中集中参数接触单元法把碰撞两物体各自简化成质点,无法表达出碰撞应力波的传播现象;另一类Watanabe和Kawashima接触单元法,其碰撞单元的刚度是一种仅为满足精确模... 详细信息

近年来,模拟碰撞问题的接触单元法已经广泛运用于桥梁碰撞问题当中。其中集中参数接触单元法把碰撞两物体各自简化成质点,无法表达出碰撞应力波的传播现象;另一类Watanabe和Kawashima接触单元法,其碰撞单元的刚度是一种仅为满足精确模拟碰撞过程而采用的虚拟刚度,并无物理意义。针对梁式桥梁体与桥台的碰撞问题,该文首先提出一种新的碰撞问题模拟方法—局部集中质量接触单元法,然后详细地介绍了其在梁式桥梁体与桥台碰撞问题模拟中的应用,并通过试验验证了该方法模拟梁体与桥台碰撞的合理性。最后将该方法与两种接触单元法进行了比较,说明了该方法在模拟梁体与桥台碰撞问题中的优势。

关键词：梁式桥梁、台碰撞碰撞问题模拟局部集中质量接触单元法一维波动理论

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连续梁桥缆索限位器设计方法

东南大学学报（自然科学版） 2013年第1期43卷 209-215页

作者：张华李建中彭天波同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 内华达大学土木与环境工程学院里诺89557

首先提出了梁桥有效搭接长度的确定方法.在参考国外缆索限位器设计方法的基础上,针对采用板式橡胶支座的连续梁桥,根据不同伸缩缝位置的约束特点,提出了对应的简化力学分析模型.简化模型考虑了板式橡胶支座滑动、缆索限位器和伸缩缝约... 详细信息

首先提出了梁桥有效搭接长度的确定方法.在参考国外缆索限位器设计方法的基础上,针对采用板式橡胶支座的连续梁桥,根据不同伸缩缝位置的约束特点,提出了对应的简化力学分析模型.简化模型考虑了板式橡胶支座滑动、缆索限位器和伸缩缝约束作用的非线性特性,在此基础上提出了不同伸缩缝位置处相应的缆索限位器设计方法.采用该方法对某桥进行了缆索限位器设计,并用非线性时程分析方法对限位器设计方法的有效性进行了评估.结果表明,所提设计方法能够有效地设计约束伸缩缝处墩梁相对位移的缆索限位器刚度,但设置缆索限位器后过渡墩的抗震要求有一定的增加.

关键词：连续梁桥缆索限位器有效搭接长度限位器刚度

泰州长江公路大桥振动台试验——试验设计及抗震结构体系试验结果分析

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东南大学学报（自然科学版） 2014年第2期44卷 357-362页

作者：闫聚考彭天波李建中同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

为了研究大跨多塔悬索桥合理抗震体系,以泰州长江公路大桥为背景,设计并制作了1∶40缩尺比例模型,进行了全桥振动台模型试验.通过改变中塔与主梁间的连接方式,建立了无约束体系、阻尼器体系和弹性索体系等3个试验模型,并分别测试了其全... 详细信息

为了研究大跨多塔悬索桥合理抗震体系,以泰州长江公路大桥为背景,设计并制作了1∶40缩尺比例模型,进行了全桥振动台模型试验.通过改变中塔与主梁间的连接方式,建立了无约束体系、阻尼器体系和弹性索体系等3个试验模型,并分别测试了其全桥地震反应.试验结果表明,利用白噪声对结构进行扫频,可以识别3种纵向约束体系的一阶频率和阻尼比.与纵向无约束体系相比,阻尼器体系和弹性索体系能够不同程度地减小塔顶位移和塔、梁相对位移.阻尼器体系可以更均衡地限制在场地人工波激励下中塔和边塔处的塔、梁相对位移;而弹性索体系限制中塔处塔、梁相对位移的能力更优.研究结果对大跨多塔悬索桥抗震设计具有一定的参考价值.

关键词：振动台试验相似比抗震结构体系阻尼器弹性索

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多塔斜拉桥纵向约束体系研究

同济大学学报（自然科学版） 2009年第8期37卷 1003-1009页

作者：彭伟彭天波李建中同济大学桥梁工程系上海200092

为确定多塔斜拉桥纵向合理的抗震约束体系,以我国某六塔斜拉桥为研究对象,分析研究了塔梁纵向四种不同固结约束下的结构动力特性和线性地震反应.计算结果表明,对于多塔斜拉桥,仅从调整塔梁纵向固结约束位置的角度出发,部分塔梁固结体系... 详细信息

为确定多塔斜拉桥纵向合理的抗震约束体系,以我国某六塔斜拉桥为研究对象,分析研究了塔梁纵向四种不同固结约束下的结构动力特性和线性地震反应.计算结果表明,对于多塔斜拉桥,仅从调整塔梁纵向固结约束位置的角度出发,部分塔梁固结体系不是理想的抗震体系;塔梁纵向全固结体系和全漂浮体系都有助于减小结构地震反应在各塔的分配差异,但将纵向全漂浮的多塔斜拉桥应用于软土地基时,需关注边塔的抗震设计和结构的纵向位移.

关键词：多塔斜拉桥纵向约束体系动力特性地震反应

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球型支座转动力矩简化公式的理论研究

桥梁建设 2014年第3期44卷 92-97页

作者：彭天波史先飞同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

针对根据规范《桥梁球型支座》(GB/T 17955-2009)中给出的球型支座转动力矩估算公式算得的转动力矩值与试验值存在较大误差的问题,对球型支座转动力矩公式进行改进。根据2个基本假定(球冠曲面所受压力沿曲面均匀分布,方向指向球心;球冠... 详细信息

针对根据规范《桥梁球型支座》(GB/T 17955-2009)中给出的球型支座转动力矩估算公式算得的转动力矩值与试验值存在较大误差的问题,对球型支座转动力矩公式进行改进。根据2个基本假定(球冠曲面所受压力沿曲面均匀分布,方向指向球心;球冠平面对转动板的压力为梯形分布),建立球型支座转动的理论分析模型,通过理论推导得到球型支座转动力矩的计算公式,并根据实际支座的参数范围对公式进行了一定的简化处理。通过对简化公式的分析及试验可知,简化公式考虑了球冠曲面和平面2个表面摩擦力对转动力矩的影响,与规范公式相比,其计算结果更接近于试验值,证明了其合理性和准确性。

关键词：桥梁支座球型支座转动力矩理论推导简化公式试验