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减隔震规则桥梁的模态分析方法研究

铁道标准设计 2023年第7期67卷 100-105页

作者：卢皓中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

为改善模态分析方法应用于减隔震规则桥梁的计算精度,以高速铁路典型简支梁桥为研究背景,基于位移反应谱提出一种能够考虑高阶模态的分析方法。通过选取强震记录调整后进行非线性时程分析,与现有的基于加速度反应谱和基于位移反应谱的... 详细信息

为改善模态分析方法应用于减隔震规则桥梁的计算精度,以高速铁路典型简支梁桥为研究背景,基于位移反应谱提出一种能够考虑高阶模态的分析方法。通过选取强震记录调整后进行非线性时程分析,与现有的基于加速度反应谱和基于位移反应谱的单模态简化分析方法进行计算精度的比较。分析结果表明,相比常规的单模态分析方法,考虑了高阶模态后的基于位移反应谱多模态分析方法更为准确。基于加速度谱的单模态分析方法严重低估了墩顶位移,误差超过60%;仅考虑基阶模态的基于位移反应谱的分析方法将低估墩底剪力,误差超过30%,造成设计偏于不安全;而基于位移反应谱的多模态分析方法能够更为准确地估算各项地震响应参数。

关键词：减隔震规则桥梁简支梁桥强震记录模态分析方法非线性时程分析方法

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超大跨度斜拉桥的横向约束体系

中国公路学报 2007年第2期20卷 63-67页

作者：叶爱君范立础同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

为了确定超大跨度斜拉桥的合理横向抗震约束体系,以苏通长江公路大桥为研究对象,采用非线性时程分析方法,分析了3种边墩、梁横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系和减隔震体系(流体黏滞阻尼器连接体系)对超大跨度斜拉桥地震反应的影... 详细信息

为了确定超大跨度斜拉桥的合理横向抗震约束体系,以苏通长江公路大桥为研究对象,采用非线性时程分析方法,分析了3种边墩、梁横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系和减隔震体系(流体黏滞阻尼器连接体系)对超大跨度斜拉桥地震反应的影响,重点研究了阻尼器的合理设置方式及阻尼器参数。结果表明:对于超大跨度斜拉桥,横向滑动体系和全限位体系均不是理想的抗震体系;而在边墩、梁之间设置横向流体黏滞阻尼器可以显著减小边墩的横向内力以及梁端的横向位移,流体黏滞阻尼器应分散设置在各边墩上。

关键词：桥梁工程超大跨度斜拉桥非线性时程分析方法横向约束体系隔震流体黏滞阻尼器

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隔震结构子结构实振型分解反应谱方法

建筑结构学报 2023年第6期44卷 235-245页

作者：李世渊谭平杨奎王静辉广州大学土木工程学院广东广州510006 广州大学教育部工程抗震减震与结构安全重点实验室广东广州510006 广州大学广东省地震工程与应用技术重点实验室广东广州510006

隔震结构的阻尼分布具有典型的非比例阻尼特性,因此经典实振型叠加反应谱法已不再适用,而现有隔震结构振型叠加反应谱法存在着计算精度低或计算复杂等缺点。为提高计算精度和效率,提出基于实振型分解的隔震结构子结构反应谱方法。采用... 详细信息

隔震结构的阻尼分布具有典型的非比例阻尼特性,因此经典实振型叠加反应谱法已不再适用,而现有隔震结构振型叠加反应谱法存在着计算精度低或计算复杂等缺点。为提高计算精度和效率,提出基于实振型分解的隔震结构子结构反应谱方法。采用隔震结构剪切型模型,给出结构矩阵的解析表达式,考虑人工地震动和天然地震动工况,对比分析非线性时程分析方法的计算结果,验证子结构反应谱法在隔震结构地震响应分析中的有效性。研究结果表明,隔震结构子结构实振型反应谱方法可提高隔震结构地震分析结果的计算精度,与非线性时程分析结果相比,上部结构层间位移最大相对偏差为13.64%,实振型分析计算简单,更便于工程设计人员应用。采用强迫解耦反应谱法会严重低估上部结构响应,与非线性时程分析结果相比,上部结构层间位移最大相对偏差可超过70%。

关键词：隔震结构实振型复振型反应谱方法非线性时程分析方法地震响应

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高阶模态对铁路减隔震桥梁地震响应的影响

铁道工程学报 2020年第6期37卷 46-52页

作者：卢皓中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

研究目的:针对减隔震桥梁的抗震分析,各国规范都提出了单模态的反应谱分析方法,然而在一些条件下高阶模态的参与程度增加将导致单模态的分析方法产生严重的偏差。为分析高阶模态对减隔震桥梁地震响应及简化抗震分析方法的影响,本文以高... 详细信息

研究目的:针对减隔震桥梁的抗震分析,各国规范都提出了单模态的反应谱分析方法,然而在一些条件下高阶模态的参与程度增加将导致单模态的分析方法产生严重的偏差。为分析高阶模态对减隔震桥梁地震响应及简化抗震分析方法的影响,本文以高速铁路典型简支梁桥为例,采用模态时程分析方法探讨基阶模态对减隔震桥梁墩顶位移、墩底剪力等各项不同地震响应参数的贡献程度,并采用直接积分的非线性时程分析方法研究罕遇地震作用下墩顶位移峰值时刻、墩底剪力峰值时刻等多个关键时刻桥墩-减隔震装置-主梁体系的变形特点,最后采用一种单模态反应谱分析方法说明高阶模态对该类方法计算精度的影响。研究结论:(1)在墩高较高或减隔震装置设计位移较大的情况下,高阶模态将极大影响减隔震桥梁的地震响应;(2)基阶模态对于减震榫变形和主梁位移的贡献较大,而对墩顶位移和墩底弯矩的贡献较小,对墩底剪力的贡献程度最低;(3)高阶模态的影响会降低单模态反应谱分析方法的计算精度,尤其是墩底剪力;(4)本研究成果可应用于高铁桥梁的减隔震设计。

关键词：高阶模态减隔震桥梁地震响应简支梁桥单模态反应谱方法非线性时程分析方法

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高烈度区斜拉桥横向约束方案优化分析

土木建筑与环境工程 2015年第4期37卷 36-44页

作者：童申家谢祥兵袁世营姜浩西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室西安710055 交通部公路科学研究院北京100088

为了确定强震作用下斜拉桥合理的横向抗震约束体系,以可克达拉大桥为工程背景,采用非线性时程分析法,分析了4种横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系、位移相关型减震体系和速度相关型减震体系对强震区大跨度桥梁地震响应的影响,重... 详细信息

为了确定强震作用下斜拉桥合理的横向抗震约束体系,以可克达拉大桥为工程背景,采用非线性时程分析法,分析了4种横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系、位移相关型减震体系和速度相关型减震体系对强震区大跨度桥梁地震响应的影响,重点对钢阻尼器的屈服荷载和黏滞阻尼器的位置及相关参数进行优化分析,并与其他体系的地震响应进行了对比。结果表明:在强震作用下,对于大跨度桥梁横向滑动体系和全限位体系均不是理想的抗震体系;而在墩梁、塔梁之间设置减隔震装置可以有效减少横桥向的墩梁、塔梁的相对位移及地震剪力和弯矩;然而,从桥梁正常使用的角度来看,塔梁之间布设横向钢阻尼器装置优于黏滞阻尼器装置。

关键词：斜拉桥非线性时程分析方法横向约束体系钢阻尼器黏滞流体阻尼器

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超大跨径三塔斜拉桥横向抗震结构体系研究

公路交通科技（应用技术版） 2020年第4期16卷 202-206页

作者：赵磊徐源庆张精岳中交公路规划设计院有限公司北京100088 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司北京100088

以琼州海峡跨海工程2×1500m三塔斜拉桥设计方案为背景,采用非线性时程分析方法,基于利用附加装置改善大跨径桥梁结构性能的设计思想,研究超大跨径三塔斜拉桥适宜的横向抗震结构体系。首先针对附加刚度和附加阻尼的设计参数进行优化分析... 详细信息

以琼州海峡跨海工程2×1500m三塔斜拉桥设计方案为背景,采用非线性时程分析方法,基于利用附加装置改善大跨径桥梁结构性能的设计思想,研究超大跨径三塔斜拉桥适宜的横向抗震结构体系。首先针对附加刚度和附加阻尼的设计参数进行优化分析,然后分析不同横向约束结构体系对超大跨径三塔斜拉桥横向抗震性能的影响。结果表明:对于超大跨径三塔斜拉桥,选择适宜的横向弹性+阻尼组合体系能够更经济有效地改善结构受力性能,在降低主塔地震响应和主梁地震应力的同时还能较好地控制塔梁间横向相对位移,是超大跨径三塔斜拉桥较为理想的横向抗震结构体系。

关键词：三塔斜拉桥横向结构体系附加装置抗震性能非线性时程分析方法

罕遇地震作用下高速铁路简支梁桥抗震性能分析

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铁道标准设计 2015年第8期59卷 102-107页

作者：卢皓中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043 同济大学桥梁工程系上海200092

简支梁桥在高速铁路中占到了极高的比例,其抗震性能值得深入研究。结合西部高速铁路中典型的简支梁桥结构形式,建立不同墩高的高速铁路多跨简支梁桥的全桥空间分析模型,在模型中采用纤维单元模拟桥墩,并对固定支座锚固螺栓在罕遇地震作... 详细信息

简支梁桥在高速铁路中占到了极高的比例,其抗震性能值得深入研究。结合西部高速铁路中典型的简支梁桥结构形式,建立不同墩高的高速铁路多跨简支梁桥的全桥空间分析模型,在模型中采用纤维单元模拟桥墩,并对固定支座锚固螺栓在罕遇地震作用下可能被剪断的力学特性予以适当的模拟,采用非线性时程方法分析高烈度地震区内该类桥梁在罕遇地震作用下的弹塑性地震响应,讨论该桥的损伤模式。分析结果表明:相比纵桥向地震作用,墩高20 m以内的高速铁路大跨度简支梁桥在横桥向地震作用下的桥墩损伤程度更大;整体看来桥墩具有较好的抗震性能,而合理控制支座锚固螺栓被剪断后主梁所产生的较大位移将成为铁路简支梁桥抗震设计中的重点。

关键词：高速铁路简支梁桥抗震分析非线性时程分析方法纤维模型

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弹性索和阻尼器对斜拉桥横向抗震性能的影响

工程抗震与加固改造 2009年第4期31卷 24-28,54页

作者：冯云成燕斌牟宗军中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075

依据减隔震原理,分别在主梁与索塔连接处设置横向弹性索、在主梁与过渡墩连接处设置横向液体粘滞阻尼器,采用非线性时程分析方法,研究其对斜拉桥横向抗震性能的影响。分析发现:合理选用弹性索,可适当降低控制截面的地震响应;限位体系和... 详细信息

依据减隔震原理,分别在主梁与索塔连接处设置横向弹性索、在主梁与过渡墩连接处设置横向液体粘滞阻尼器,采用非线性时程分析方法,研究其对斜拉桥横向抗震性能的影响。分析发现:合理选用弹性索,可适当降低控制截面的地震响应;限位体系和滑动体系对于横向均非理想的抗震体系,当与阻尼器共同使用时则可有效提高过渡墩及其桩基的抗震性能,但阻尼器+滑动体系会增大索塔及其桩基的地震响应,同时还会产生梁端与过渡墩顶的相对位移。

关键词：斜拉桥横向抗震性能弹性索液体粘滞阻尼器非线性时程分析方法

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高烈度区大跨斜拉桥横向约束方案优化分析

公路工程 2017年第1期42卷 39-45页

作者：童申家袁世营谢祥兵姜浩西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055 交通部公路科学研究院北京100088

为了确定强震作用下斜拉桥的合理横向抗震约束体系,以可克达拉大桥为工程背景,采用非线性时程分析法,分析了4种横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系、位移相关型减震体系和速度相关型减震体系对强震区大跨度桥梁地震响应的影响,重... 详细信息

为了确定强震作用下斜拉桥的合理横向抗震约束体系,以可克达拉大桥为工程背景,采用非线性时程分析法,分析了4种横向约束体系即横向滑动体系、全限位体系、位移相关型减震体系和速度相关型减震体系对强震区大跨度桥梁地震响应的影响,重点对钢阻尼器的屈服荷载和黏滞阻尼器的位置及相关参数进行优化分析,并与其他体系的地震响应进行了对比。结果表明:在强震作用下,对于大跨度桥梁,横向滑动体系和全限位体系均不是理想的抗震体系;而在墩、梁之间设置减隔震装置可以显著减少横桥向的墩梁相对位移及地震剪力和弯矩;桥塔底的地震剪力和弯矩对减震装置参数的变化不敏感。

关键词：斜拉桥非线性时程分析方法横向约束体系钢阻尼器黏滞流体阻尼器