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适用于中小跨径梁桥的组合橡胶支座减震性能

同济大学学报（自然科学版） 2022年第8期50卷 1136-1144页

作者：钟海强袁万城党新志邓小伟同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司市政工程设计院上海200092

中小跨径梁桥常用的板式橡胶支座位移能力不足,地震中容易发生支座滑动,导致墩梁相对位移过大。为此提出一种新型组合橡胶支座,支座截面由叠层区和滑动区组成,支座内部能够发生滑动从而减小水平刚度、提高位移能力并耗散地震能量。对6... 详细信息

中小跨径梁桥常用的板式橡胶支座位移能力不足,地震中容易发生支座滑动,导致墩梁相对位移过大。为此提出一种新型组合橡胶支座,支座截面由叠层区和滑动区组成,支座内部能够发生滑动从而减小水平刚度、提高位移能力并耗散地震能量。对6块支座试样开展了拟静力试验探究压力、胶料性能、滑动区刚度占比的影响,并选择典型简支梁桥进行有限元分析,对比了组合橡胶支座和板式橡胶支座的地震响应。结果表明,组合橡胶支座等效刚度小、位移和耗能能力强,能够避免支座滑动,并显著减小支座位移和桥墩弯矩。

关键词：中小跨径梁桥组合橡胶支座拟静力试验支座滑动减震性能

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装配式桥墩连接形式抗震性能研究进展

东南大学学报（自然科学版） 2022年第3期52卷 609-622页

作者：袁万城钟海强党新志邓小伟同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092

为了揭示装配式桥墩连接形式的抗震性能,系统回顾和分析了相关研究进展.根据力学行为将装配式桥墩体系区分为等同现浇体系和非等同现浇体系,对相应的连接形式、性能、施工特点、工程实例进行了介绍,总结了常用的抗震性能提升手段和研究... 详细信息

为了揭示装配式桥墩连接形式的抗震性能,系统回顾和分析了相关研究进展.根据力学行为将装配式桥墩体系区分为等同现浇体系和非等同现浇体系,对相应的连接形式、性能、施工特点、工程实例进行了介绍,总结了常用的抗震性能提升手段和研究方法.结果表明:等同现浇体系与现浇体系接近,耗能能力强,应用广泛,非等同现浇体系具有自复位功能,但实现较为复杂;应用高强材料、新装置和混合体系能够有效避免接缝处过早破坏,提高抗震性能;理论分析、模型试验和数值模拟均能有效反映装配式桥墩的力学行为.最后,提出了推广装配式桥墩应用所面临的新挑战,阐述了体系层面分析、全寿命周期设计、韧性抗震3个方面的发展前景,为新的研究方向提供参考.

关键词：桥梁工程装配式桥墩连接形式施工特点抗震性能

车辆撞击下预制节段拼装桥墩的损伤分析与评估

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振动与冲击 2022年第24期41卷 150-158,209页

作者：张于晔李清华樊伟袁万城南京理工大学理学院南京210094 湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室长沙410082 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

为合理评估车辆撞击下预制节段拼装桥墩的损伤状态,研究适用于预制拼装桥墩的受撞损伤评估方法。建立车辆撞击桥墩三维有限元模型并进行桥墩损伤分析,通过与试验结果对比验证桥墩与车辆模型的准确性。分析不同参数下预制节段拼装桥墩受... 详细信息

为合理评估车辆撞击下预制节段拼装桥墩的损伤状态,研究适用于预制拼装桥墩的受撞损伤评估方法。建立车辆撞击桥墩三维有限元模型并进行桥墩损伤分析,通过与试验结果对比验证桥墩与车辆模型的准确性。分析不同参数下预制节段拼装桥墩受撞的位移响应和损伤破坏特征,并研究残余位移与截面损伤的变化规律。提出考虑残余位移和截面损伤的预制节段拼装桥墩受撞损伤评估指标,对桥墩进行损伤等级划分并确定各损伤等级指标界限值。研究结果表明:试验范围内桥墩位移响应对车辆初始撞击能量和轴压比变化最为敏感;车撞下预制节段拼装桥墩损伤集中于直接受撞击节段;桥墩受撞处残余位移和截面损伤率越大,其受撞后损伤越严重;考虑残余位移和截面损伤的桥墩损伤评估方法可准确评估车辆撞击下预制节段拼装桥墩的损伤状态。

关键词：预制节段拼装桥墩车辆撞击损伤评估残余位移截面损伤

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采用拉索模数伸缩缝的斜交桥减隔震参数优化

振动与冲击 2022年第9期41卷 120-127,166页

作者：张鹏辉冯睿为郭军军袁万城同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

为解决减隔震参数优化过程中参数个数增加后计算量剧增和单一构件响应量作为优化目标优化效果不理想的问题,借助响应面方法提高最优解搜索效率,提出了以桥梁结构在E2水平设防地震下的震后维修费用为优化目标的减隔震参数优化方法。首先... 详细信息

为解决减隔震参数优化过程中参数个数增加后计算量剧增和单一构件响应量作为优化目标优化效果不理想的问题,借助响应面方法提高最优解搜索效率,提出了以桥梁结构在E2水平设防地震下的震后维修费用为优化目标的减隔震参数优化方法。首先对基于构件的桥梁结构震后直接经济损失计算方法和结合中心复合设计的响应面方法进行了介绍;然后以一座设置拉索模数伸缩缝和板式橡胶支座的斜交连续梁桥为例,构建基于OpenSees数值平台的非线性有限元模型,选取与规范反应谱相匹配的原场地震动时程作为输入,对板式橡胶支座的刚度、拉索模数伸缩缝的自由程和拉索刚度进行了优化设计,验证所提方法的正确性和可靠性;最后建立了不同斜交角下分别采用拉索模数伸缩缝和普通模数伸缩缝的斜交桥模型,对比分析了拉索模数伸缩缝的减震效果。结果表明:所提的斜交桥减隔震参数优化方法具有较好的计算效率和准确性;斜交桥震后维修花费受支座刚度的影响最大,拉索自由程次之,受拉索刚度的影响最小;拉索模数伸缩缝的设置可以平衡支座损伤和桥台损伤,使桥梁的震后维修费用显著减少;设置普通模数伸缩缝的斜交桥,其震后维修费用随斜交角的增大而增加,而设置拉索模数伸缩缝的斜交桥,其震后维修费用受斜交角影响较小。

关键词：桥梁工程参数优化响应面法斜交桥地震损失减隔震

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跨走滑断层斜拉桥地震响应特性研究

振动与冲击 2022年第17期41卷 81-92页

作者：何康文张常勇李怀峰袁万城党新志同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 山东省交通规划设计院集团有限公司济南250000

为揭示跨走滑断层斜拉桥的地震响应规律,以一座主跨360 m的斜拉桥为对象,采用OpenSees建立全桥三维非线性动力分析模型,以3组带有永久位移的走滑断层地震动作为输入,重点关注跨断层地震动作用下不同构件的响应特点。通过对比跨断层和近... 详细信息

为揭示跨走滑断层斜拉桥的地震响应规律,以一座主跨360 m的斜拉桥为对象,采用OpenSees建立全桥三维非线性动力分析模型,以3组带有永久位移的走滑断层地震动作为输入,重点关注跨断层地震动作用下不同构件的响应特点。通过对比跨断层和近断层斜拉桥的地震响应以研究断层跨越效应的影响,同时分析斜拉桥在不同永久位移幅值和断层跨越角度时的响应规律。研究结果表明:相比于近断层斜拉桥,跨断层斜拉桥的地震响应显著增大,这主要体现于下塔柱横向响应、桥墩的纵向和横向响应、主梁的横向弯矩和扭矩,同时桥塔和主梁在震后还会有很大的残余变形;永久位移幅值和断层跨越角度是影响结构响应的重要因素,当跨越角度不为90°时,桥塔的纵向和扭转响应随永久位移呈增大趋势,桥塔也表现出纵向大残余变形,因此垂直跨越对桥塔一般较为有利,但此时主梁的横向及扭转响应又较非垂直跨越时更大,且对永久位移的大小很敏感;此外,受索、塔、梁之间耦合效应的影响,主梁的竖向响应和索力在非垂直跨越断层时也会发生较大改变。

关键词：跨断层斜拉桥走滑断层断层跨越效应永久位移幅值断层跨越角度

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多级设防SMA减震装置力学性能试验研究

工程力学 2022年第S1期39卷 50-57页

作者：纪泓言曹飒飒邵晨曦袁万城广州大学土木工程学院广州510006 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

地震考验表明,减隔震桥梁具有良好的隔震性能,可大幅减小桥梁下部结构的内力。但是,在速度脉冲型地震动作用下,减隔震支座往往会产生过大变形,造成支座残余变形、梁体碰撞和落梁等震害。为满足桥梁在不同地震水准作用下的不同性能需求,... 详细信息

地震考验表明,减隔震桥梁具有良好的隔震性能,可大幅减小桥梁下部结构的内力。但是,在速度脉冲型地震动作用下,减隔震支座往往会产生过大变形,造成支座残余变形、梁体碰撞和落梁等震害。为满足桥梁在不同地震水准作用下的不同性能需求,拟提出一种多级设防SMA减隔震装置(Multi-level SMA lead rubber bearing,简称MSLRB)。数值模拟与拟静力试验表明:MSLRB不仅具有变形自恢复,还具有中小震隔震效率高和强震限位能力强等优点。

关键词：桥梁抗震多级设防拟静力试验形状记忆合金 OpenSees

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强震区高墩长联连续梁的减震设计研究

公路 2022年第11期67卷 97-103页

作者：贺金海林路宇党新志袁万城同济大学土木工程学院桥梁工程系上海市200092 厦门路桥工程投资发展有限公司厦门市361026

为了给强震区高墩长联连续梁桥的抗震设计提供参考,以一座六跨连续梁桥为工程背景,提出采用摩擦摆支座、拉索减震支座的两种减震体系,采用SAP2000软件建立全桥分析模型,基于非线性时程分析方法,分析比较了减震参数对最大墩梁相对位移、... 详细信息

为了给强震区高墩长联连续梁桥的抗震设计提供参考,以一座六跨连续梁桥为工程背景,提出采用摩擦摆支座、拉索减震支座的两种减震体系,采用SAP2000软件建立全桥分析模型,基于非线性时程分析方法,分析比较了减震参数对最大墩梁相对位移、最大墩底弯矩的影响,给出了不同人工地震波计算下地震响应的离散性,选定合理减震参数比较了两种减震体系的减震效果与耗能特性。结果表明,两种减震体系都可以有效降低结构地震内力,固定墩的减震率分别为64.1%、66.5%;摩擦摆体系的墩梁相对位移响应大,不同地震波离散性大,而拉索减震体系的墩梁相对位移响应小,不同地震波离散性小。拉索减震体系可以更为有效地控制落梁灾害,并且地震响应的离散性应作为减震参数选取的重要依据。

关键词：高墩长联连续梁减震设计非线性时程分析摩擦摆支座拉索减震支座

考虑自复位影响的预应力节段拼装桥墩地震损伤模型

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地震工程学报 2023年第2期45卷 287-295页

作者：张于晔乔宁蒋定之袁万城南京理工大学土木工程系江苏南京210094 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

预应力节段拼装桥墩在地震作用下具有良好的自复位能力,而既有的损伤模型无法准确评估预应力节段桥墩的地震损伤。鉴于此,有必要研究预应力节段拼装桥墩的地震损伤模型。从预应力节段桥墩的自复位特点和损伤机理出发,对自复位性能表征... 详细信息

预应力节段拼装桥墩在地震作用下具有良好的自复位能力,而既有的损伤模型无法准确评估预应力节段桥墩的地震损伤。鉴于此,有必要研究预应力节段拼装桥墩的地震损伤模型。从预应力节段桥墩的自复位特点和损伤机理出发,对自复位性能表征方法进行简化,提出采用自复位修正因子来对桥墩在地震作用下的累积耗能进行修正,从而获得考虑桥墩自复位性能的地震损伤评估模型。在此基础上,划分预应力节段拼装桥墩的损伤状态,最后验证该地震损伤模型及损伤分级方法的适用性。结果表明:预应力节段桥墩的自复位性能与耗能损伤之间呈现明显的相关性,考虑桥墩自复位的地震损伤模型和分级方法适用于不同的预应力节段拼装桥墩,为定量评估预应力节段拼装桥墩在地震作用下的损伤程度打下基础。

关键词：预应力节段拼装桥墩地震损伤评估模型自复位修正因子损伤分级

爆炸冲击作用下节段拼装桥墩反射超压分布规律分析

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防灾减灾工程学报 2023年第6期43卷 1358-1365页

作者：张于晔许凯周广盼袁万城南京理工大学安全科学与工程学院江苏南京210094 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

分析桥墩在爆炸冲击作用下的反射超压是研究其动态响应的基础。采用ANSYS/LS-DYNA建立节段拼装桥墩受爆的三维实体分离式模型,并通过既有试验来验证建模方法的可靠性。以桥墩结构形式、节段数目、爆炸比例距离及爆心高度等为设计变量,... 详细信息

分析桥墩在爆炸冲击作用下的反射超压是研究其动态响应的基础。采用ANSYS/LS-DYNA建立节段拼装桥墩受爆的三维实体分离式模型,并通过既有试验来验证建模方法的可靠性。以桥墩结构形式、节段数目、爆炸比例距离及爆心高度等为设计变量,分析其对节段拼装桥墩冲击波反射超压分布规律的影响。研究结果表明:爆炸冲击作用下节段拼装桥墩的反射超压分布规律与整体现浇桥墩有显著差别;在桥墩节段数目及爆心高度不变的情况下,桥墩反射超压随比例距离的减小而增大;当爆炸高度接近桥墩接缝时,接缝位置处会产生相当大的反射超压;基于分析数据,拟合得到不同比例距离爆炸作用下节段拼装桥墩和整体式桥墩反射超压分布的简化计算公式,可为研究桥墩受爆的动态响应及其抗爆设计提供参考。

关键词：节段拼装桥墩爆炸冲击反射超压分布规律简化计算