非规则梁桥横桥向地震碰撞反应分析
地震下城市高架桥横向偏心碰撞响应与防撞效果分析
橡胶 支座 ， 寸为 ３５ｍｍ× ８ｍｍ， 尺 ２ ８ 单个 支座 的水 平 刚度为 １３×１ ｋ ／ ． ０ Ｎ ｍ。盖梁两 端均 设置 了钢 筋混 凝
收稿 日期 ：０ １ ０ １ ２ １ —６— ４ 作者简介 ： 岩 石 男 １８ ９５年 出 生 助 教
石 家庄 铁道 大 学学报 （自然科 学版 ）
第２ ４卷
土 抗震 挡块 ， 块长 ×宽 ×高为 ２ ０ｅ ３ ｍ × ０ｅ 挡 ０ ｍ× ０ ｅ ５ ｍ。地震 响 应分 析时 将结 构 体 系简 化 为 图 １ 示 的 所
单 墩横 向偏 心 碰撞模 型 ， 中 ， 其 ｍ为 上部 结构 质量 ， ｅ＝１２ｍ 为梁体 与抗 震挡 块 间偏心 距 ， 为 结 构碰 撞 ． Ｃ 阻 尼 ， 为碰撞 刚度 （ ５Ｘ１。 Ｎ ｍ） Ａ 为初始 间隙 ， 身高 度 为 ５ｍ； 了考 虑板 式橡 胶支 座 与墩顶 和 ｋ 取 ０ ｋ ／ ， 。 墩 为 梁 底接 触 面之 间产 生 的滑动 ， 采用 双线 性模 式来 模 拟支 座 的力学 特性 ］其水 平 方 向的恢 复力 模 型如 图 ２ ， 所 示 。假设 桥梁 位 于地震 烈度 ９度 区 ， 取 表 １中 的 １ 地震 波 ， 用 结构 分 析 软件 Ｓ Ｐ ００将 每条 地 选 ０条 应 Ａ ２０ 震 波 的加速 度 峰值调 整 为 ０４ｇ， 结构 横 向输入 ； 墩 采 用 弹 塑性 梁 柱 单元 模 拟 ， 座 采用 非 线 性 Ｗｅ ． 沿 桥 支 ｎ
表 现 为非线 性 ， 略该 间 隙可能会 导 致 非 常不 保 守 甚 至错 误 的结 果 。汶川 大 地 震 中 ， 梁 结 构 横 向抗 震 忽 桥
挡 块遭 到 严 重破 坏 引 ， 中部分 是 由于梁 体与 其发 生 碰撞 而 引起 。 目前 ， 国规 范 仅对 挡块 进行 构 造设 其 我 计 ， 其强 度 、 对 刚度及 其 与梁 体 间距等 均未 得 到足够 的 重视 。 国 内外 学 者 引分 别 建立 考 虑初 始 间 隙 的 横 向碰 撞模 型进 行 了地 震 响应 研 究 ， 结果 表 明横 向间 隙处 的碰撞 对 结 构 的抗 震 性 能 有 很 大影 响 ， 以上 但 研 究 皆基 于对 心碰撞 ， 有考 虑桥 梁 上部 结 构 的质心 与挡 块 质心 的竖 向间距 ， 没 即横 向 间隙 处 的碰 撞 实 际
地震作用下横向碰撞对连续梁桥地震反应的影响
ｐ ｃ ｆｅ ｔ． ａ ｔｅｆｃ ｓ
Ｋｅ ｗｏｒ ｅ ｒｈ ｕ ｋ ｆｅ ｔ ｏ ｌｎ ａ ，ｃ ｎ ｉ ｕ ｕ ｉｄｅ ｒｄ ｅ，ｐ ｕｎ ｉ ｇ ｅｆ ｃ ｙ ｄｓ ａ ｔ ｑ ａ ｅ ｅ ｃ ，ｎ ｎ ｉ ｅ ｒ ｏ ｔｎ ｏ ｓｇ ｒ ｒｂ ｇ ｉ ｏ ｄ ｎ ｆｅ ｔ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｐ ｕ ｄ ｎ ｅｗｅ ｎ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｏ ｔ ｃｕ ｅ ｈ ｓ ｓ ｎ ｆ ａ ｔ ｎ ｌ ｅ ｃ ｓ ｎ ｔ ｅ ｔ ｃｕ ａ ｓ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｉ ｇ ｂ ｔ ｅ ｏ ｏ ｅ ｔ ｆ ａ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｉ ｃ ｎ ｉｆ ｎ ｅ ｏ ｈ ｓ ｕ ｒ ｇ ｉ ｕ ｕ ｒ ｔｒ ｌ
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第２ ３卷第 ２期 ２０ ０ ７年 ４月
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地震作用下桥梁动态响应分析
地震作用下桥梁动态响应分析地震是一种破坏力极大的自然灾害，对桥梁等基础设施的安全构成严重威胁。
桥梁作为交通运输的关键节点，其在地震作用下的动态响应特性直接关系到人员生命和财产安全。
因此，深入研究地震作用下桥梁的动态响应具有重要的理论和实际意义。
一、桥梁在地震中的受力特点桥梁在地震作用下主要受到水平地震力和竖向地震力的影响。
水平地震力通常是导致桥梁结构破坏的主要因素，它会使桥梁产生水平位移、弯曲变形和剪切破坏。
竖向地震力虽然相对较小，但在某些情况下也可能引起桥梁的墩柱破坏、支座失效等问题。
此外，地震波的传播特性也会对桥梁的受力产生影响。
地震波包括纵波、横波和面波，它们的传播速度和振动方式不同，使得桥梁在不同部位受到的地震作用存在差异。
例如，面波在地表附近传播，其能量较大，对桥梁基础的影响较为显著。
二、桥梁结构对地震响应的影响1、桥梁的类型和跨度不同类型的桥梁（如梁桥、拱桥、斜拉桥等）在地震作用下的响应有所不同。
一般来说，梁桥的结构相对简单，但其跨度较小，在地震中的变形能力有限；拱桥具有较好的抗压性能，但对水平地震力的抵抗能力相对较弱；斜拉桥由于其复杂的结构体系，地震响应较为复杂，需要进行详细的分析。
桥梁的跨度也是影响地震响应的重要因素。
跨度越大，桥梁的自振周期越长，与地震波的共振可能性就越大，从而导致更大的地震响应。
2、桥墩和桥台的形式桥墩和桥台是桥梁的重要支撑结构，它们的形式和尺寸对地震响应有显著影响。
实心桥墩的抗弯和抗剪能力较强，但在地震作用下容易产生较大的内力；空心桥墩则具有较好的延性，但在强震作用下可能发生局部屈曲。
桥台的类型（如重力式桥台、轻型桥台等）也会影响桥梁与地基的相互作用，进而改变地震响应。
3、支座和伸缩缝支座是连接桥梁上部结构和下部结构的关键部件，其力学性能直接影响桥梁在地震中的变形和受力。
常见的支座类型如板式橡胶支座、盆式支座等，它们在地震中的滑移和变形特性不同，会导致桥梁的地震响应有所差异。
桥梁结构的地震响应分析与减震控制
桥梁结构的地震响应分析与减震控制地震是世界各地广泛存在的自然灾害，造成了巨大的人员伤亡和财产损失。
对于桥梁结构而言，地震响应是一个重要的研究领域。
本文将就桥梁结构的地震响应分析和减震控制进行探讨。
一、桥梁结构的地震响应分析地震对桥梁结构的影响是通过结构的动力响应来反映的。
地震激励作用下，桥梁结构会发生振动，并且会带来很大的变形和应力。
为了对桥梁结构的地震响应进行分析，需要考虑以下几个因素：1. 地震输入：地震输入是指地震波的特征参数，包括地震波的频谱特性、持时和地震波的峰值加速度等。
2. 桥梁的动力特性：桥梁的动力特性包括自振频率、阻尼比和模态形态等。
自振频率越低，桥梁结构对地震波的响应越明显；而阻尼比越高，桥梁结构的减震效果越好。
3. 结构的非线性效应：由于桥梁结构大变形和应力，会引起结构的非线性行为，如塑性变形、裂缝扩展等。
这些非线性效应对结构的地震响应具有重要的影响。
通过对桥梁结构的地震响应分析，可以评估结构的安全性和破坏性，并为减震控制提供依据。
二、桥梁结构的减震控制为了降低桥梁结构在地震中的响应，减震控制技术被广泛应用于桥梁工程中。
1. 传统的减震控制技术：传统的减震控制技术包括增加结构的刚度和强度、采用隔震支座等。
增加结构的刚度和强度可以提高结构的抗震能力，但也增加了工程成本。
隔震支座可以有效隔离地震输入，减小结构的地震反应。
然而，传统减震控制技术对于大跨度桥梁结构效果有限，难以满足高抗震性能的要求。
2. 新型的减震控制技术：新型的减震控制技术主要包括液压减震装置、摩擦阻尼器和智能材料等。
液压减震装置通过可控的液压阻尼来消耗结构的动能，起到减震的作用。
摩擦阻尼器采用摩擦阻尼力来减小结构的振动，降低地震反应。
智能材料可以根据外界的激励实时调整自身的特性，从而降低结构的振动。
新型的减震控制技术具有很好的效果，能够提高桥梁结构的抗震能力和安全性。
然而，这些技术的应用需要充分考虑桥梁结构的特点和使用环境，以保证其可靠性和经济性。
桥梁结构的地震响应分析与减振控制
桥梁结构的地震响应分析与减振控制地震是一种破坏性极大的自然灾害，对于桥梁结构来说，地震会造成巨大的冲击与振动，进而危及桥梁的安全性。
因此，对于地震响应的分析及减振控制显得尤为重要。
本文将探讨桥梁结构的地震响应分析与减振控制的相关内容。
一、地震响应分析地震响应分析是指通过数学模型及计算方法，对桥梁结构在地震作用下的响应情况进行预测与分析。
通过对桥梁结构的地震响应分析，有助于我们了解结构的抗震性能，并为后续的减振控制提供依据。
1. 结构模型在进行地震响应分析时，需要建立相应的地震桥梁模型。
通常，我们可以采用有限元方法将桥梁结构离散化为节点和单元，通过计算每个节点的运动参数来研究地震作用下的响应情况。
2. 加速度输入地震响应分析需要考虑地震加速度对桥梁结构的影响。
我们可以通过研究历史地震数据或使用合成地震波来模拟实际地震的加速度输入，并将其作用于结构模型，进行地震响应分析。
3. 结构响应通过进行地震响应分析，可以得到桥梁结构在地震作用下的位移、加速度、内力等响应参数。
这些参数可以帮助我们评估结构的抗震性能，并为减振控制提供基础数据。
二、减振控制减振控制是指通过一系列的措施与方法，减少或消除桥梁结构在地震作用下的振动响应。
在进行桥梁结构的减振控制时，我们可以从结构设计、材料选择、减震装置等多个方面入手。
1. 结构设计在桥梁结构的设计阶段，可以采用抗震设计的原则，通过增强结构的抗震能力来降低地震响应。
例如，合理设置剪力墙、增加桥墩的承载能力等，可以提高结构的整体稳定性，减小地震引起的破坏。
2. 材料选择合理的材料选择也是减振控制的重要方面。
在桥梁结构的设计中，可以选用具有较好抗震性能的材料，如高强度混凝土、增强型钢材等。
这些材料在地震作用下具有较好的韧性和延性，能够减少结构受到的破坏程度。
3. 减震装置减震装置是减振控制中常用的一种手段。
通过设置减振器或减震支座等装置，可以将一部分地震能量转化为其他形式的能量，从而减小结构的振动幅度。
地震作用下桥梁结构横向碰撞模型及参数分析
摘 要 ：针对桥梁结构在地震作用下梁体与横向挡块间的碰撞现象， 采用非线性时程积分法， 研究了横向地震作
用下梁体与挡块 问的碰撞效应 。通过 对刚体碰撞模型分析 ， 推导 出阻尼 常数 与恢 复系数 间的关系表达 式 ， 此基础上 建 在 立了能考虑碰撞过程 中能量损失 的桥梁横 向碰撞模型 ， 并对碰撞刚度 、 初始 间隙 、 复系数 以及桥梁跨径等参数进行 了影 恢
Ｄ 大， 可将其视 为刚 体 ， 与挡块 在 发 生 碰 撞 时 ， 于 碰 撞 持 时 很 由 短 ， 向碰 撞过 程 可 以等效 为 图 横 １ 刚体碰撞模型， 其中 ｍ为刚体 质 量 ， 碰撞 刚度 ， ｋ为 Ｃ代表 碰 撞 图 １ 刚体碰撞模型 过程 中的能量 损 失 ， 假定 在 ｔ ０ ＝ 时刻 发生 碰撞 。 建立 系统 的运 动方 程
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第２ ６卷第 ９期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲＡＴＩ ＯＮ ＡＮＤ Ｓ ＨＯＣＫ
地 震作 用 下桥 梁 结构 横 向碰 撞模 型 及 参数 分 析
邓育林 ， 彭天波 ， 李建 中
（ 同济大学桥梁系 ， 上
【 ｏ ＝ｏ （ ） ＝ｔ （ ） ， ０ ， ０
（ １ ）
（） ２
对 于 小阻 尼情 况 ， 式解 为 ： 上
（） ＝Ａ ｘ （ （ ｔｓｎ ｄ ｔ ｅ ｐ 一 Ｅ ）ｉｗ ｔ Ｊ
式中 ＝ ／ ２ ｔ ）＜ ， Ｕ／ ｄ ＝￣ 一 Ｅ， ｃ （ｍｏ １Ａ＝ ０ ， ｄ ／ （ １ Ｊ
在桥梁 工程 中 ， 了 防止 落 梁 的震 害 或 保 证 支 座 为 的抗震 安全 性 ， 常采 用 设 置挡 块 的抗震 措 施 。 目前 ， 通 各 国学 者对 挡块 的抗 震性 能研 究 不 多 ， 国外 ，ｈｒｉ 在 Ｓｅｖｎ Ｍａｅｉ ’ ｌ ｌ 对简支 梁 桥上 部结 构与 横 向约束 挡块 间 碰撞 ｋ６ 效应 进 行 了研 究 ， 析表 明碰撞 刚度 、 始 间隙 和 结 构 分 初 周期 影 响很 大 ， 同时 指 出忽 略 碰撞 效 应 ， 会低 估 挡块 将 及 下部 结构 的地 震 需 求 ， 抗 震 设 计 中造 成 不 安 全 的 在 结果 。其 不 足是 采 用 的是 线 性 碰 撞 模 型 ， 有 考 虑 碰 没 撞过 程 中 的能 量 损 失 。而 在 国 内 ， 目前 的桥 梁 工 程 抗 震规 范仅 把挡 块 作 为 一 种 构 造措 施 ， 际上 挡块 的作 实 用对 主体 结构 的 地震 反 应 有 较 大 的影 响 ， 而 在 地 震 因 反 应 分析 中， 析 挡 块 的作 用 以及 横 向碰 撞 效 应 就 很 分 有 意义 。本 文 通 过 刚 体 碰 撞 模 型分 析 ， 导 出 阻尼 常 推 数 与恢 复系 数 间 的关 系 ， 此基 础上 建 立 了简 支 梁 桥 在 横 向碰撞 简 化模 型 ， 进 行 了参 数 分 析 ， 到 了一些 结 并 得 论 和规律 ， 减轻地 震 作用 下碰 撞效 应提 供依 据 。 为
非规则高墩曲线桥梁抗震性能及地震灾变机理研究
非规则高墩曲线桥梁抗震性能及地震灾变机理研究非规则高墩曲线桥梁抗震性能及地震灾变机理研究引言：随着城市化进程的不断推进，道路交通的发展和建设成为城市发展的重要组成部分。
在道路交通建设中，桥梁作为连接城市的重要枢纽，其抗震性能和地震灾变机理的研究显得尤为重要。
近年来，随着建筑技术和设计理念的不断创新，非规则高墩曲线桥梁逐渐成为桥梁建设的新趋势。
本文将就非规则高墩曲线桥梁的抗震性能及地震灾变机理进行深入研究。
一、非规则高墩曲线桥梁的定义和特点非规则高墩曲线桥梁是指在设计和施工过程中墩身形状、曲线形状、墩高等不符合传统规则的桥梁结构。
相较于传统直线高墩桥梁，非规则高墩曲线桥梁具有以下特点：1. 高墩形状不规则：非规则高墩曲线桥梁的墩身形状通常不规则，如台阶状、斜坡状等，这种不规则的形状使结构的受力分布更为复杂。
2. 曲线形状曲折：非规则高墩曲线桥梁的曲线形状通常比传统的直线桥梁更曲折，这种曲线形状给结构在地震作用下带来更大的挑战。
3. 墩高不均匀：非规则高墩曲线桥梁的墩高通常不均匀分布，即在桥梁长度方向上存在不同高度的墩。
二、非规则高墩曲线桥梁的抗震性能研究1. 动力特性分析：通过建立非规则高墩曲线桥梁的结构模型，进行地震响应分析，得到结构的固有频率、振型等动力特性参数，以此评估结构的稳定性和抗震性能。
2. 岩土相互作用分析：非规则高墩曲线桥梁在地震作用下，其墩身和桥面与土层之间的相互作用将对结构的抗震性能产生重要影响。
因此，对于岩土相互作用进行深入研究，对于评估结构的抗震性能至关重要。
3. 结构动力响应分析：通过将地震波作用于非规则高墩曲线桥梁结构模型，研究结构在地震作用下的动力响应，包括位移、加速度、应力等，以此评估结构的抗震性能和安全性。
三、非规则高墩曲线桥梁的地震灾变机理研究1. 桥梁结构破坏机理：地震作用下，非规则高墩曲线桥梁的结构将产生各种破坏形态，如桥面变形、墩身倾覆等。
通过对桥梁结构破坏机理的深入研究，可以为提高桥梁的抗震性能和减灾提供依据。
碰撞效应对非规则梁桥横向地震反应的影响
Ａ ｂｓｒ ｔ ｔ ａｃ ： Ｔ ｋ ｎ ｐ ｕｎ ｉ ｇ ｆｅ ｔ ｂ ｔ ｅ ｇｒ ｅ ｓ ｎ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｎ ｏ ｃ ｏ ｎ ， ａ ｏ ａ ａ ｉｅ ｔ ｄ ｏ ｔｅ ａ ｉ ｇ ｏ ｄ ｎ ｅｆｃ ｓ ｅｗｅ ｎ ｉｄ ｒ ａ ｄ ｅａ ｎ ｒ ｉ ｔ ａ ｃ ｕ ｔ ｃ ｍｐ ｒ ｔ ｓｕ ｙ ｎ ｈ ｖ
Ｉ ｆｕ ｎｃ ｆ ｐ ｕｎ ｎｇ ｅ ｅ ｔ ｎ ｔ ａ ｖ ｒ ｅ ｓ ｉｍｉ ｅ ｐ ｎｓ ｆａ ｎｏ ｓ ａ ｄａ ｄ ｇ ｒ ｒ ｂ ｉ ｇ ｎ ｅ ｅ ｏ ｏ ｄｉ ｆ ｃ ｓｏ ｒ ｎｓ ｅ ｓ ｅｓ ｃ ｒ ｓ ｏ ｅ ｏ ｎ ｔ ｎ ｒ ｉｄｅ ｒ ｄ ｅ ｌ
ｄ ｓｒｂ ｔｏ ｆ ｔａ ｓ ｅ ｓ ｓ ｉｍ ｉ ｆ ｒ ｅ ｍｏ ｇ ｉｒ ｗａ ｃ ｎ ｕ ｔｄ ｉｔｉ ｕ ｉｎ ｏ ｒ ｎ ｖ ｒ ｅ ｅｓ ｃ ｏ ｃ ａ ｎ ｐ ｅ ｓ ｓ ｏ ｄ ｃｅ ｕｓｎ ｌｎ ａ ａ ｄ ｏ ｌｎ ａ ｔ ｅ ｉ ｇ ｉ ｅ ｒ ｎ ｎ ｎ ｉ ｅ ｒ ｉ ｈｉｔ ｒ ａ ａ ｙ ｉ ｍ ｓｏ ｙ ｎ ｌｓｓLeabharlann 振 第 ３ 第 ４期 ０卷动
横桥向地震作用下简支梁桥偏心碰撞反应参数研究
３ ｅ ａｔ ｎ ｏ Ｂ ｄ ｅＥ ｇ ｅ ｒ ｇ Ｔ ｎ ｌ ｎ ｅｓ ｙ Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０ ９ Ｃ ｉａ ．Ｄ ｐ ｒ ｍｅ ｔ ｆ ｒ ｇ ｎ ｉ ｅｉ ， ｏ ａ ｉ ｒ ｔ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ０ ２， ｈｎ ） ｉ ｎ ｎ Ｕ ｖ ｉ
Ａｂｓｒ ｃ ： ｔａ ｔ Ｄｕ ｉ ｇ ｒｎ Ｗ ｅ ｃ ｕ ｎ ａ ｈ ｕａ ｅ，ｓ ｍｅ ａｅ ａ ｓ ａ ｅ ｓ ｆ ｂ ｄ ｅ ｓ ｆ ｒ ｄ ｅ ｅ ｅ ｎ ｈ ａ ｅ ｒ ｑ ｋ ｔ ｏ ｌｔｒ ｌ ｈｅ ｒ ｋ ｙ ｏ ｒ ｇ ｓ ｕｆ ｅ ｓ ｖ ｒ ｄａ ｇ ｐａｔａｌ ｉ ｅ ｍａ ｅ ｒｉ ｌ ｙ
撞进一步增强 了系统的非线性 ， 低高度梁 （ ＜ ０ｃ 不考虑偏心碰撞分析可能导致不保守的结果 ， ｅ ７ ｍ） 需引起重视 。
关键词 ：简支梁桥 ； 向地震 ； 横 碰撞模 型 ； 偏心碰撞效应 ； 抗震挡块 中图分类号 ：Ｕ ４ ． ４２５ 文献标识码 ：Ａ
Ｅｆｅ ｔ ｆ ｐ ｒ ｍ ｅ ｅ ｓ ｏ ｅ ｓ ｉ ｃ ｅ ｔ ｉ ｏ ｄ ｎ ｅ ｐｏ ｓ ｓ ｏ ｆ ｃ ｓ ｏ ａ ａ ｔ ｒ ｎ ｓ ｉｍ ｃ ｅ ｃ ｎ ｒｃ ｐ ｕｎ ｉ ｇ ｒ ｓ ｎ ｅ ｆａ ｓｍ ｐ ｙ－ｕ ｏ ｔ ｄ ｇ ｒ ｒ ｂｒ ｄ ｅ ｕｎ ｒ ｔ ａ ｓ ｅ ｓ ａ ｔ ｑｕ ｋｅ ｉ ｌ ｓ ｐｐ ｒ ｅ ｉｄｅ ｉ ｇ ｄｅ ｒ ｎ ｖ ｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ
振 第３ ｌ卷第 １ ８期
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Ｖｏ ＿ Ｎ ． ８ ２ ２ ｌ３ｌ ｏ １ Ｏｌ
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＢＲＡＴ１ ＯＦ ＶＩ ０Ｎ ＡＮＤ Ｈ０Ｃ Ｓ Ｋ
横桥 向地震 作 用 下简 支梁 桥偏 心 碰撞 反应 参 数 研 究
桥梁结构的地震响应分析与隔震设计
桥梁结构的地震响应分析与隔震设计地震是自然灾害中最具破坏性的一种，给桥梁结构的安全稳定性带来了巨大的挑战。
因此，对于桥梁结构在地震中的响应进行分析，并采取隔震设计措施，成为保障桥梁结构安全运行的关键所在。
本文将就桥梁结构的地震响应分析以及隔震设计进行探讨。
一、桥梁结构地震响应分析桥梁结构的地震响应分析是指在地震发生时，通过数学模型和工程力学原理，对桥梁结构在地震荷载作用下的受力情况进行计算和分析。
地震响应分析的目的是预测桥梁结构在地震中的变形、位移、应力、应变等参数，为桥梁设计和抗震设计提供依据。
在进行地震响应分析时，首先需要确定桥梁所受到的地震荷载。
地震荷载主要包括地震作用时间历程、地震波参数等。
通过对地震参数的研究和分析，可以确定合适的地震响应谱，并结合桥梁结构的特征和受力情况，进行地震响应计算。
地震响应分析中还需要考虑桥梁结构的动力特性。
桥梁结构的动力特性包括固有周期、振型、频率等。
通过对桥梁结构的动力特性进行研究和分析，可以了解桥梁在地震中的受力状况，有助于评估桥梁结构的稳定性和抗震性能。
同时，地震响应分析还需要考虑桥梁结构的减震效应、隔震效应等。
二、桥梁结构的隔震设计隔震设计是指采用一定的隔震装置，在桥梁结构与地基之间设置缓冲层，使桥梁结构在地震时能够独立自由地进行振动，减少地震对桥梁结构的破坏程度。
隔震设计的核心思想是通过减小桥梁与地震的相互作用，达到保护桥梁结构的目的。
隔震设计主要采用的隔震装置有橡胶支座、钢球隔震支座等。
这些隔震装置在地震发生时具有较大的变形能力和能量吸收能力，可以减少桥梁结构所受到的地震荷载，降低结构的动力响应。
在隔震设计中，还需要考虑隔震装置的选用和布置。
隔震装置的选用需要充分考虑桥梁结构的特征和地震要求，选择合适的隔震装置，确保桥梁结构在地震发生时能够得到有效的隔离保护。
同时，隔震装置的布置也需要合理设计，确保桥梁结构的稳定性和耐久性。
隔震设计在实际工程中已经得到了广泛的应用。
桥梁结构的地震响应分析方法
桥梁结构的地震响应分析方法地震是一种自然灾害，对桥梁结构的破坏具有重要影响。
为了保证桥梁的安全性，人们对桥梁结构的地震响应进行了广泛的研究，并提出了不同的分析方法。
一、静力方法静力方法是最简单直观的地震响应分析方法之一。
它基于静态平衡的原理，假设地震作用是一个等效的静力，通过计算结构的内力和位移来评估结构的地震响应。
在静力方法中，结构通常被简化为杆件或连续梁模型，并忽略了结构的非线性性质。
由于静力方法没有考虑桥梁结构的动力特性和地震激励的时序性，因此存在一定的局限性。
它适用于简单的结构和小震情况下的地震分析。
二、模态分析方法模态分析方法是基于结构体系的固有振动模态进行地震响应分析的一种方法。
它通过求解结构的振动方程来计算结构的模态参数，并根据模态响应来评估结构的地震反应。
在模态分析方法中，结构首先被离散化为有限个振型，然后通过求解模态方程得到每个振型的频率、振型形态和振型质量。
最后，将地震激励转化为模态坐标系下的等效静力，再对各模态进行叠加得到结构的总响应。
模态分析方法能够考虑结构的合理振型，具有较高的精度和可靠性。
然而，在研究复杂桥梁结构时，模态分析方法需要考虑更多的模态，并解决模态叠加的问题，计算量较大。
三、时程分析方法时程分析方法是一种基于结构的精确动力学行为进行地震响应分析的方法。
它通过数值积分求解结构的运动方程，在时域上模拟结构对地震激励的响应过程。
在时程分析方法中，地震激励通常采用加速度时程记录，并与结构的质量、刚度和阻尼等参数一起输入到数值模型中。
通过迭代计算，可以得到结构在时间上的响应。
时程分析方法能够考虑材料的非线性、结构的非弹性变形和伪力效应等复杂因素，具有较高的准确性和可靠性。
然而，时程分析方法的计算量较大，需要有相应的计算工具和计算资源支持。
在桥梁结构的地震响应分析中，不同的方法可以相互补充，用于不同的分析对象和要求。
静力方法适用于简化的结构和小震情况下的分析，模态分析方法能够考虑结构的振动特性，时程分析方法则适用于研究复杂桥梁结构的地震响应。
基于位移的非规则梁桥抗震设计
试析基于位移的非规则梁桥抗震设计本文探讨了基于位移的非规则桥梁抗震设计，首先运用推倒分析法研究能力谱的建立，而后探讨了简化梁桥抗震设计的方法。
关键词：位移；非规则；梁桥；抗震中图分类号：k928文献标识码： a 文章编号：1研究对象图1为最常见的一类非规则梁桥。
这类非规则梁桥表面上比较规则，墩高分布基本对称、基本等跨径，而且其他很多方面都满足规则梁桥的构造要求，但由于部分因素的影响，这类连续梁桥横桥向动力响应往往由两阶或两阶以上振型控制，常见的有以下两种情况:(1)各墩墩高相差较大，同时“梁墩刚度比”较小。
(2)即使各墩高度基本相同，若为防止桥台在地震作用下产生过大的内力和变形，桥台处有时全部设置双向滑动支座（横桥向一般设置剪力装置以满足常规荷载要求，较大地震下，剪力装置允许失效），同时“梁墩刚度比”较小，横向地震下每个桥墩实际承受的上部质量不同。
图1非规则梁桥2位移需求预计基于位移的抗震设计一般包括位移需求的预计、目标位移的确定以及位移需求与目标位移的平衡迭代三个部分。
对于非规则梁桥，高阶振型影响显著，位移需求的预计是其基于位移抗震设计的难点。
下面采用推倒分析建立非规则梁桥的能力谱，并通过与非弹性需求谱组合来简化预计桥梁的地震位移需求，最后进行参数分析验证。
2.1能力谱的建立非规则梁桥横桥向的地震反应由多阶主要振型控制，若采用振型推倒，需推倒多次，过程繁琐；这里根据等效体系的概念，仅推倒一次建立能力谱:(1)建立桥梁有限元模型，采用反应谱分析计算某地震作用下的结构弹性位移向量δ。
(2)采用分布力mδ推倒桥梁至一定的塑性状态，得到vb-ur曲线，其中，vb为各墩墩底剪力之和；ur为结构上位移参考点的位移；m为质量矩阵。
为了解决位移参考点位置的不同给sa-sd曲线塑性段带来的影响，采用另外一种推倒方法建立sa-sd曲线。
对于连续梁桥，梁墩刚度比ri越大，连续梁桥的规则性越好；对于地震下的非规则梁桥，取桥墩屈服后的割线刚度为桥墩的瞬间刚度，随着桥墩屈服，当梁墩瞬间刚度比ri’≥1．5时，桥梁的瞬间地震反应主要由一阶瞬间主要振型控制。
桥梁设计中的地震响应分析与减震控制
桥梁设计中的地震响应分析与减震控制桥梁是人类社会固有的重要交通设施之一，自古以来就有着跨越河流、峡谷等特殊地理环境的需要。
然而，地震是一个不可预知、不可避免的自然灾害，其对桥梁的破坏是不可估量的。
因此，在桥梁的设计、建设和维护中，地震响应分析和减震控制显得尤为重要。
一、桥梁地震响应分析桥梁在地震中的响应主要表现为结构的变形、应力的分布、动态特性的变化等。
因此，为了准确评估桥梁在地震中的破坏情况，需要进行地震响应分析。
地震响应分析主要包括静力分析和动力分析两种方法。
静力分析是建立在弹性理论基础上的方法，它假设桥梁在地震作用下的响应具有线性的特性，且桥梁结构的变形是可逆的。
这种方法可以快速计算出桥梁在地震中的内力、位移等参数，然而它无法刻画桥梁在非线性时的响应情况。
动力分析则是基于桥梁结构的实际响应情况进行的，它可以准确评估桥梁在地震中的响应，包括结构的变形、应力的分布、动态特性的变化等。
目前常用的动力分析方法主要包括时程分析、反应谱分析等。
时程分析可以模拟不同地震强度下桥梁的响应情况，而反应谱分析则可以在给定地震作用下，计算出桥梁的动态特性并评估其响应情况。
二、桥梁减震控制技术为了减小桥梁在地震中受到的破坏，需要采用有效的减震控制技术。
目前常用的桥梁减震控制技术主要有被动控制和主动控制两种。
被动控制是指在桥梁结构中预制加装减震装置，利用减震器等器件来吸收地震能量并减小桥梁结构的振动响应。
被动控制技术具有结构简单、成本低等优点，但是其减震效果受到地震作用的影响较大，而且其减震器等器件在使用过程中容易发生疲劳或损坏。
主动控制是指利用主动控制装置来控制桥梁结构的振动响应，在地震发生后能够快速响应并调整结构的动态特性。
主动控制技术具有减震效果好、控制精度高等优点，但是其设计成本较高，控制系统也较为复杂，运行维护和管理难度较大。
此外，还有一种较为常用的混合控制技术，即被动控制与主动控制相结合的混合减震控制。
地震作用下曲线梁桥非均匀碰撞效应研究
地震作用下曲线梁桥非均匀碰撞效应研究亓兴军;申永刚【摘要】Because of irregular rotational displacements of a curved girder bridge under earthquake, there are some limits to calculate its pounding effect with pounding element approach. In order to analyze the uneven distributing rule of seismic pounding effect for a curved girder bridge, a new approach of explicit dynamic contact algorithm was presented. Seismic impactive response characteristics of girder, pier and block were analyzed. The results indicated that the pounding action between girder and abutment limits shear displacements of girder and makes bending moment of fixed pier smaller than that without pounding effect; after pounding, the normal stress distribution of upper board on girder end and the radial stress distribution of blocks inside and outside the curve are severely uneven; on the cross section of girder end, the normal stress of flange is obviously smaller than that of upper board between webs; the radial stress of block at outside curve is larger than that at inside curve distinctly; the seismic pounding effect makes maximum tensile stress or compressive one occur at inside curve or outside curve. These results provided a theoretical guide for explaining phenomena of pounding damages for a curved girder bridge under earthquake.%曲线梁桥在地震作用下产生的不规则平面旋转位移使得应用碰撞单元法计算曲线梁体碰撞效应存在一定的局限性,为了探讨曲线梁桥地震碰撞效应的非均匀分布规律,提出了采用显式动力接触算法计算曲线梁桥地震碰撞效应的数值模拟方法,并分析曲线连续梁桥碰撞效应引起的主梁、挡块和桥墩的冲击地震反应特点.结果表明,主梁与桥台胸墙的碰撞作用限制了主梁的切向位移,使得固定墩墩底弯矩小于不考虑碰撞时的墩底弯矩.碰撞后梁端截面顶板正应力和曲线内外侧挡块径向应力的分布严重不均匀,梁端截面悬臂翼缘的正应力明显小于腹板间顶板的正应力,曲线外侧挡块的径向应力显著大于内侧挡块的径向应力.地震碰撞作用使得主梁的最大拉应力和压应力通常会发生在梁体曲线的内外侧.这为合理解释曲线连续梁桥在强震下的碰撞破坏震害现象提供了理论指导.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2012(031)006【总页数】5页(P72-76)【关键词】曲线梁桥;地震碰撞效应;显式动力接触算法;不均匀分布【作者】亓兴军;申永刚【作者单位】山东建筑大学土木工程学院,济南250101;浙江大学土木工程系,杭州310027【正文语种】中文【中图分类】U442.5+5公路和城市立交桥是立体式交通网络的关键基础设施，也是地震交通生命线工程的重要组成部分。
非规则梁桥伸缩缝处的碰撞对地震反应的影响
第39卷第1期土 木 工 程 学 报Vol .39No .1 2006年1月CH I N A C I V I L E NGI N EER I N G JOURNAL Jan 12006非规则梁桥伸缩缝处的碰撞对地震反应的影响王军文1 李建中2 范立础2(1.石家庄铁道学院,河北石家庄050043;2.同济大学,上海200092)摘要:针对非规则梁桥在地震作用下伸缩缝处的碰撞现象,在建立考虑双边碰撞效应的简化动力分析模型的基础上,采用非线性地震反应时程分析方法,研究了纵向地震作用下非规则梁桥伸缩缝处的碰撞效应,并分析比较了双边碰撞与单边碰撞对桥梁结构位移的影响,研究结果对同类型的非规则梁桥的抗震设计具有一定的参考价值。
关键词:地震;非规则梁桥;单边碰撞;双边碰撞;地震反应中图分类号:U44215+5 文献标识码:A 文章编号:10002131X (2006)0120054206Effect of pound i n g a t expan si on jo i n ts on se is m i c respon se ofi rregul ar g i rder br i dgesW ang Junw en1,2 L i J ianzhong 1 Fan L ichu1(1.Shijiazhuang Rail w ay I nstitute,Shijiazhuang 050043,China;2.T ongji University,Shanghai 200092,China )Abstract:Based on the pounding phenomenon at expansi on j oints of irregular girder bridges during earthquakes,a si m p lified analytical model that considers the effects of t w o 2sided collisi on was p resented .W ith the ti m e hist ory analysis method of deter m ining the nonlinear seis m ic res ponses,the pounding effects of adjacent girders at expansi on j oints on seis m ic res ponses of irregular girder bridges were studied,and the influences on t w o 2sided and one 2sided pounding on structural dis p lace ments were investigated .The results fr om the p resent study may serve as a reference base f or seis m ic design of irregular girder bridges .Keywords:earthquake;irregular girder bridge;t w o 2sided pounding;one 2sided pounding;seis m ic res ponse E 2ma il:wjun wen@sina 1com基金项目:国家自然科学基金(50278068)、高等学校博士学科点专项科研基金(20030247009)作者简介:王军文,工学博士,副教授收稿日期:2004205231引 言在历次地震中,桥梁落梁破坏的情况时有发生。
桥梁结构地震反应分析
• 确定性方法使用天然地震地面运动记录或人工模拟地震地面运动作为地震动输入，求出结构
的反应。确定性方法可进一步分为静力法、反应谱法和动态时程分析法。
• 随机振动方法把地震视为随机过程，把具有统计性质的地震动作用在结构上，求出结构的反
应。
• 迄今为止，绝大多数国家现行的结构抗震设计规范均采用确定性方法。只有欧洲规范
• 用 h(u) 表示系统在单位脉冲作用下 u 时刻的响应。 s 时刻的脉冲在系统 t (t > s) 时刻产生
的影响就等于 h(t-s)，将所有 s (0~t) 加起来，得到整个系统在 t 时刻的响应。
• 对于离散时间，就是相加；对于连续时间，变成积分。
动荷载的位移反应,不计阻尼
t
y(t)
d
0t xg()e(t) sind(t)d
d 2 0txg()e (t)si nd(t)d
质点相对于地面的最大加速度反应为
S a x (t) x gm ax0 t x g ()e (t )si(tn )dmax
地震反应谱
最大相对位移
S dx (t)m a1 x 0 t x g ()e (t )si( n t)dmax
k xg max g
---地震系数
将F作为静荷载，按静力计算方法计算结构的地震效应。
m
mxg (t)
xg (t )
二、Pushover 法—塑性倒塌模态分析方法（了解）
• Pushover 法早在20 世纪60 年代末就已经提出，在近年里得到很大的发展和应用。从严格意
义上看，Pushover 法不能算作一种结构地震反应分析的方法，但它提供了一个评估结构地震 反应、尤其是非线性地震反应的简单而有效的方法。
地震作用下桥梁梁体与横向挡块动态碰撞研究
地震作用下桥梁梁体与横向挡块动态碰撞研究地震作为破坏力巨大的一种自然灾害,多次给人民的生命财产安全造成了严重的危害。
桥梁作为灾后救援和重建的重要通道,其抗震性能对救灾人员和物资能否以最快的速度到达起到了决定性的作用。
简支梁(板)桥、连续梁(板)桥是修建最普遍的桥型,它们抗震性能应该给予重点关注。
在这种类型的桥梁中,上部结构的落梁是桥梁倒塌的首要原因,应当尽量避免。
因此,许多研究人员对此展开了大量的研究,但是大多数人关注的是占落梁事故大多数的纵向落梁,并提出了很多的防落梁措施和开发了多种多样的防落梁设备；与之相对,横向落梁研究就少了很多。
最常见横向落梁措施是设置横向抗震挡块,它肩负着避免落梁破坏发生的重任。
就是这样一个重要的构件,其设计却无章可循,基本靠设计人员的经验或者借鉴其他工程,这样一来在地震中它能发挥多大的作用就不得而知了；而且,梁体和挡块之间的碰撞会增加桥墩的受力,但具体增加程度也很难一概而论。
为了弄清楚该问题,本文开展了一些有益研究。
本文从解析的角度来研究梁体与横向挡块的碰撞。
从碰撞问题的模拟和求解入手,对常用接触单元法的几种具有代表性的模型进行讨论,提出了用弹簧-振子模型代表接触单元模型碰撞过程的基本思路,通过求解弹簧-振子运动方程,得到碰撞问题中碰撞力-相对压入量、碰撞力-碰撞持续时间、相对压入量-碰撞持续时间关系等所关心的物理量。
该改进求解方法对存在大量能量耗散的碰撞问题尤为有效,可以得到精确解或者无限接近精确解的近似解,适合将其用于考虑梁体与挡块碰撞效应的桥梁地震响应问题求解。
同时,得到的挡块受力可以为挡块的细节设计提供参考。
综合考虑了恢复系数(它的大小直接代表了碰撞中能量耗散的多少)和其他各种影响碰撞过程的因素,发现Hertz模型求解的最大碰撞力和最大相对压入量与Hertzdamp模型的精确解之间存在着一定的关系。
在其他参数相同的情况下,该关系只与恢复系数有关,利用一元四次多项式进行了拟合,效果非常好。
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梁 桥地 震反 应 的影 响具 有极 为 重 要 的现 实 意义 。本 文
结合 西 部 山 区某 一 实 际典 型 多 跨 连 续 梁 桥 ， 析 了 梁 分
体 与抗 震 挡 块 间 的 碰 撞 对 结 构 横 桥 向地 震 反 应 的影
响， 探讨 了减 轻 碰撞 和限 制相对 位移 的措 施 和方法 。
下 横 向碰撞 对连 续梁 桥 地震 反 应 的影 响 。我 国的公 路 桥 梁抗震 设计 细则 （Ｔ Ｔ Ｂ ２— １— ０ ８ 也 仅 把挡 块 ＪＧ ０ ０ ２０ ） 作 为一种 构 造措施 。实 际上 ， 有 些 结 构 中 ， 在 挡块 的作
型 ， 部 结 构 采 用 跨 度 为 ３ 预 应 力 Ｔ梁 ， 宽 为 上 ０ｍ 桥
梁体 与抗震挡 之间的碰 撞力 ， 同时减小矮墩 区桥墩的墩顶横 向位移和墩底 塑性转 角 ， 不显 著增加 高墩 区桥墩 的墩顶位移
和墩 底 塑性 转 角 。 关 键 词 ：地 震 ； 梁 ； 撞 ； 震 挡 ； 震 反 应 桥 碰 抗 地 中 图分 类 号 ：Ｕ ４ ． ４２ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ
所示 。
应 用美 国￣ Ｊ 大 学 编制 的 Ｄ ａ ．Ｄ ｌ 程 序 进行 ｍ， Ｉ 、 Ｉ ｒｉ ３ Ｘｌ］ ｎ ｏ 结构 地震 反应 分 析 。在计 算模 型 ［ １ ａ ］ ， 体 与 图 （） 中 梁 墩柱 分别 用 弹性梁 单元 、 弹塑 性 梁柱 单 元 模 拟 ， 单元 的 质量 采用 堆 积 集 中质 量 代 表 ， 胶 支 座 采 用 弹 簧 连 接 橡
单元 模 拟 ； 凝 土结 构 的阻 尼 比取 为 ５ ， 行 线性 和 混 ％ 进
用 对 主体结 构 的地震 反应 有 较 大 的影 响 。 目前 对非 规 则 梁桥横 桥 向地震 碰撞 效应 的研究 基本 上是 空 白 。 我 国西 部 由于 地 形 条 件 的 限 制 ， 梁 结 构 一 般 由 桥
２ ４ｍ。３墩 和 １ 处 设 置 伸 缩 缝 ， １ 台 以及 伸 ０墩 ０ 、５ 桥
缩缝 处墩 顶设 置滑 板支 座 ； ７墩 顶处 墩梁 采用 固结 ； ６ 、
其余 各桥 墩 顶 安 装 板 式 橡胶 支 座 ， 墩 橡 胶 支 座 的水 每 平剪 切 刚度 为 ２ ５ ．４×１ ｋ ／ ０ Ｎ ｍ。墩 顶 盖梁 两侧 均设 置 了钢 筋 混凝 土抗 震 挡 块 ， 块 长 ×宽 Ｘ高 为 １ ０ｃ 挡 ２ ｍ ｘ ３ ｍ ×５ ｍ。各桥 墩 高 度 如表 １所 示 。假定 墩柱 的 ０ｅ ０ｅ 力 一变形 为理 想 弹塑性 关 系 ， 桥墩 的屈 服 弯矩 如表 ２ 各
最 近二 十余 年 ， 世界 上 发 生 的 多次 地 震 灾 害 ， 对桥 梁抗震 设计 理 论 产 生 了 巨大 的影 响 ， 由此 各 国学 者 展 开 了一 系列 深 入 研 究 。 其 中 ， 构 的 碰 撞 问题 被 认 为 结
是 影 响结 构 地 震 反 应 和 结 构 抗 震 性 能 的一 个 重 要 因
多联连续 梁 组成 。其 中 ， 中联 为 高墩 区 ， 联 墩 高相 对 边 较 低 ， 非规 则桥 梁 。西 部是 我 国 的地震 多发 区 ， 震 属 发
第２ ９卷第 ６期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲＡＴ ＯＮ Ｉ ＡＮＤ Ｈ０ＣＫ Ｓ
非 规 则 梁 桥 横 桥 向 地 震 碰 撞 反 应 分 析
王 军 文 ，李 建 中 ，范立 础
（． 家庄铁道 大学 土木工程学 院 ， 家庄 １石 石 ０ ０４ ； ． ５ ０ ３ ２ 同济 大 学 桥 梁 工 程 系 ， 海 上 ２ ０９ ） ０ ０ ２
素 。许 多桥 梁 结 构 地震 震 害 表 明 ： 梁 连 接 构 造 处 的 桥
碰撞是 引起 结构 破坏 的主要 原 因之 一 。为 了避 免 落梁
１ 结构 计 算模 型
图 １ ａ 为 山 区某 典 型 ３联 多 跨 连 续 梁 桥 计 算 模 （）
等 灾难性 损 坏 或 保 证 支 座 的抗 震 安 全 性 ， 桥 梁 构 造 在 措 施 中 ， 常要设 置 防落 梁 装 置 等 。其 中 ， 纵 桥 向 可 通 在 以在墩 台顶 提供 足够 的搭 接 长 度 或在 相 邻 梁 体 之 间或 墩 梁之 间安 装 拉 杆 等 限 位 装 置 ， 横 桥 向 通 常 采 用 设 在 置 挡块 的抗震 措施 。梁体 与 墩 台 间较 大 的相 对位 移 极 易 导致相 邻结 构 间碰撞 的发 生 ， 中 ， 主 要 的 是相 邻 其 最 梁 体在 伸缩 缝处 纵 向碰撞 以及 横 桥 向梁 体 与 抗 震挡 块 问的碰撞 。 目前 ， 内外 学 者 对 纵 向梁 体 间 的 碰 撞 做 国 了较深入 研 究 ¨ ｊ 研 究 结 果 表 明 碰 撞 对 结 构 的 抗 震 ， 性 能有很 大 的影 响 ， 对 于 横 向碰 撞 研 究得 较 少 ， 但 大多 局 限在 简支 梁桥 上 ＿ ， ６ 只有 文 献 ［ ］ 究 了地 震作 用 Ｊ ９研
摘 要 ：针 对连 续梁桥在横桥 向地震作用下粱体 与抗震挡之间 的碰撞现象 ， 了考虑支座非线性和墩柱弹塑性 建立
的碰 撞 模 型 。 在 此 基 础 上 ， 用 非 线 性 时 程 方 法 分 析 了横 桥 向 地震 作 用 下 非 规 则 梁 桥 梁 体 与 抗 震 挡 之 间 的碰 撞 对 结 构 横 应 桥向地震反应的影响 ， 讨 了减轻碰撞和限制相对位移 的措施和方 法。研究结果 表 明： 体与抗震 挡块 间的碰撞不仅产 探 梁 生 很 大 的撞 击 力 ， 会 导 致 桥 墩 的 地震 需求 增 大 ， 结 构 抗 震 不 利 。 通 过 在 抗 震 挡 内侧 安 装 橡 胶 缓 冲 垫 ， 以极 大 地 减 小 还 对 可