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考虑变墩高效应的小半径曲线梁桥地震易损性研究 被引量:4
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作者 焦驰宇 马辉 +1 位作者 刘洋 林监 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期69-76,共8页
为分析墩高变化形式对小半径曲线梁桥地震易损性的影响,以某互通式立交匝道桥第2联为背景,设计渐变型、凹岛型、凸岛型3种墩高变化形式曲线梁桥进行地震易损性研究。在提出的压弯剪扭耦合作用破坏的基础上,采用集中铰-纤维模型的桥墩建... 为分析墩高变化形式对小半径曲线梁桥地震易损性的影响,以某互通式立交匝道桥第2联为背景,设计渐变型、凹岛型、凸岛型3种墩高变化形式曲线梁桥进行地震易损性研究。在提出的压弯剪扭耦合作用破坏的基础上,采用集中铰-纤维模型的桥墩建模方法,通过SeismoStruct有限元软件建立3种墩高变化形式曲线梁桥模型;选取符合Ⅲ类场地特性的50条地震波,利用能力需求比法,以位移延性比为损伤指标,研究不同变墩高形式下桥墩与支座的地震易损性。结果表明:当小半径曲线梁桥采用3种墩高变化形式时,以弯曲受力为主的中、高墩在地震作用下发生完全破坏概率较低,以弯剪或剪切受力为主的矮墩在强震作用下发生完全破坏概率较大,变墩高曲线梁桥可以适当提高矮墩的抗震能力;凹岛型墩高变化形式会增加矮墩的损伤概率,在抗震设计中应避免选择该墩高变化形式或尽可能优化墩梁连接方式;墩高变化形式对于支座的易损性影响小于对桥墩的影响。 展开更多
关键词 小半径曲线梁桥 墩高变化形式 压弯剪扭耦合作用 集中铰-纤维模型 地震易损性 有限元法
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双层离港高架桥梁抗震体系对比研究
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作者 程京伟 马辉 焦驰宇 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2024年第2期87-95,共9页
双层高架桥是城市桥梁建设中常用的一种桥梁形式,可合理利用空间,减少交通拥堵。随着北京某机场的建成,“双层出发,双层到达”的设计理念使得双层离港高架桥得到快速发展,但在设计过程中,航站楼建筑物与桥梁结构组合时,桥梁结构体系选... 双层高架桥是城市桥梁建设中常用的一种桥梁形式,可合理利用空间,减少交通拥堵。随着北京某机场的建成,“双层出发,双层到达”的设计理念使得双层离港高架桥得到快速发展,但在设计过程中,航站楼建筑物与桥梁结构组合时,桥梁结构体系选择显得尤为重要。本文以北京某机场双层离港高架桥为研究对象,根据相关工程情况设计了墩梁固结、上层支座和双层支座3种典型结构体系,建立线弹性分析模型,对常遇地震下结构地震反应进行对比研究,分析表明墩梁固结体系地震位移和内力较小,具有良好的抗震性能;随后对3种体系考虑墩柱塑性铰损伤行为的力学性能开展了罕遇地震下非线性时程反应分析,研究表明上层支座随着弯矩反弯点的变化,墩柱转角需求最小,同时三者的纵横向墩柱转动能力均满足抗震需要。综合对比分析在本文探讨的地震情况下,3种结构体系,墩梁固结体系由于整体刚度大、地震参与质量小进而导致内力位移响应小,具有良好的抗震性能优势。同时本文研究成果可为同类桥梁提供技术支持。 展开更多
关键词 双层高架桥 结构体系对比 反应谱分析 非线性时程分析 塑性铰
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地震输入方向及液化扩展场地的夹角对曲线桥抗震的影响
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作者 焦驰宇 霍鹏翔 +2 位作者 曹跃 张湘卓 谢峰 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第8期3452-3462,共11页
地震土壤液化会产生土体失稳滑移等现象,对桥梁造成不可逆转的严重破坏。而曲线桥由于其复杂的受力状态,在液化侧向扩展场地中的地震响应更是需要关注的重点。选取3条典型的远场地震波,从12个具有代表性的方向输入至一座四跨连续曲线桥... 地震土壤液化会产生土体失稳滑移等现象,对桥梁造成不可逆转的严重破坏。而曲线桥由于其复杂的受力状态,在液化侧向扩展场地中的地震响应更是需要关注的重点。选取3条典型的远场地震波,从12个具有代表性的方向输入至一座四跨连续曲线桥,且使场地最大倾斜角度与地震输入角度相同,得到该曲线桥在液化扩展场地下的地震响应规律并进行对比分析。结果表明:按照0°~180°逐渐变化输入地震动时,曲线桥梁桩顶弯矩逐渐减小,且边墩桩顶弯矩大于次中墩、中墩桩顶弯矩。从180°~360°逐渐变化输入地震波时,桩顶弯矩逐渐增大,且中墩、次中墩桩顶弯矩大于边墩桩顶弯矩;随着地震输入角度的变化,墩底最大弯矩在中墩与次中墩之间交替变化,其中次中墩出现弯矩最大的次数要明显多于中墩。墩梁相对位移随着地震动输入角度呈现先增大后减小的周期性变化趋势。因此,建议实际工程中应当判断桥梁工程所处位置可能遭受的地震动类型,根据地震动类型实施对应的抗液化措施。 展开更多
关键词 液化侧向扩展场地 地震输入角度 曲线桥 远场地震
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横向地震作用下不同站桥组合体系抗震性能对比
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作者 焦驰宇 马辉 +2 位作者 刘能文 秦永刚 程冕洲 《振动工程学报》 北大核心 2025年第3期567-578,共12页
为对比横向地震作用下不同站桥组合体系的抗震性能,以某实际站桥分离体系为研究对象,结合实际情况设计站桥合一体系,考虑桥墩、支座非线性以及桥梁扩大基础-碎石垫层-地铁车站顶板之间的非线性滑动摩擦效应,利用有限元软件MI-DAS/Civil... 为对比横向地震作用下不同站桥组合体系的抗震性能,以某实际站桥分离体系为研究对象,结合实际情况设计站桥合一体系,考虑桥墩、支座非线性以及桥梁扩大基础-碎石垫层-地铁车站顶板之间的非线性滑动摩擦效应,利用有限元软件MI-DAS/Civil建立其三维非线性动力模型,研究横桥向地震输入下两种工况不同站桥组合体系的动力响应与桥墩损伤。结果表明:在横向罕遇地震输入下,相较于站桥合一体系,站桥分离体系可延长结构周期,有效减小桥墩墩底与地铁车站支撑柱的动力响应,对于两种站桥组合体系,桥墩位置对应地铁车站支撑柱的内力响应大于其他普通支撑柱;在横向超罕遇地震输入下,相较于站桥合一体系,站桥分离体系出现塑性状态的时间更晚,最终损伤程度更轻,支座进入非线性阶段的时间靠后,桥墩整体变形也更小。在横向地震作用下,站桥分离体系抗震性能更为优良,但在实际工程中应该注意地铁车站支撑柱的横向框架效应导致的内力增加与桥梁基础滑移的限位。 展开更多
关键词 抗震性能 不同站桥组合体系 横向地震作用 时程分析
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基于实验校准的不同支承方式曲线桥抗震性能对比
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作者 焦驰宇 周家鑫 +1 位作者 李杨杰 何沛建 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第7期9-16,共8页
优化支承方式是减小变墩高小半径曲线梁桥地震响应的重要方法。该文以曲率半径50 m的4×20m(4个跨长20m的桥跨)混凝土曲线梁桥为原型,建立基于振动台试验校准的曲线桥有限元模型,对比不同墩梁连接方式的曲线桥抗震性能。以过渡墩与... 优化支承方式是减小变墩高小半径曲线梁桥地震响应的重要方法。该文以曲率半径50 m的4×20m(4个跨长20m的桥跨)混凝土曲线梁桥为原型,建立基于振动台试验校准的曲线桥有限元模型,对比不同墩梁连接方式的曲线桥抗震性能。以过渡墩与主梁采用单向滑动支承的四跨变墩高曲线桥为例,对比三个中间墩的不同支承形式可发现:在该文讨论范围内,高墩与中墩设置单向滑动支座、矮墩设置固定支座的混合结构体系,较之于全墩均采用固定支座的传统体系,其受力性能略显优异;从内力分布特征分析来看,混合体系下全桥内力呈现向设置固定支座墩柱的墩底集中的趋势,但与全固定支座体系相比,该混合体系的中间墩的墩底内力峰值显著降低,同时墩顶位移量亦得到一定控制。研究成果揭示了变墩高曲线桥桥墩刚度分布与地震响应分配的关系,为桥梁抗震设计提供了基础数据。 展开更多
关键词 曲线桥 振动台实验 有限元分析 支座体系 抗震性能
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不同变墩高形式下曲线桥偏心支承墩柱地震易损性分析
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作者 焦驰宇 王琛琛 +2 位作者 刘洋 方蓉 肖春 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第2期97-105,共9页
受地形及交通线路的影响,墩柱偏心支承小半径变墩高曲线桥被广泛采用。由于不同墩高之间的差异带来的桥梁非规则性,往往导致墩柱偏心支承小半径曲线桥桥墩呈现压弯剪扭多种耦合受力。文中以某互通式立交匝道桥为工程背景,基于非线性有... 受地形及交通线路的影响,墩柱偏心支承小半径变墩高曲线桥被广泛采用。由于不同墩高之间的差异带来的桥梁非规则性,往往导致墩柱偏心支承小半径曲线桥桥墩呈现压弯剪扭多种耦合受力。文中以某互通式立交匝道桥为工程背景,基于非线性有限元软件建立集中铰-纤维模型,采用增量动力分析法分析渐变型和凹岛型2种变墩高布置形式下墩柱偏心支承曲线桥的桥墩地震易损性。研究结果表明:在小半径偏心变墩高曲线桥中,中间墩发生扭转损伤的概率较高;当墩柱发生扭转损伤时,凹岛型下桥墩各破坏等级的超越概率大于渐变型,从而将产生更严重的扭转破坏,在抗震设计中应避免选择该布置形式或提升中间墩的抗震能力。文中相关研究成果可为同类桥梁提供依据。 展开更多
关键词 曲线桥 墩柱偏心支承 变墩高布置形式 压弯剪扭耦合作用 地震易损性分析
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减隔震梁桥简化分析方法及设计参数优化研究
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作者 刘陆宇 李杨杰 焦驰宇 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2023年第6期61-67,85,共8页
现今桥梁结构抗震体系,可归纳为两种:一是按延性抗震设计的桥梁,利用桥梁墩柱发生塑性变形,延长结构周期,耗散地震能量;二是利用减隔震支座的塑性变形减少结构地震反应。减隔震体系梁桥因其具有下部结构地震反应小、结构损伤小、修复速... 现今桥梁结构抗震体系,可归纳为两种:一是按延性抗震设计的桥梁,利用桥梁墩柱发生塑性变形,延长结构周期,耗散地震能量;二是利用减隔震支座的塑性变形减少结构地震反应。减隔震体系梁桥因其具有下部结构地震反应小、结构损伤小、修复速度快等特点,近年来被广泛应用于各类桥梁建设。但在设计过程中,对减隔震梁桥的简化分析方法尚不明确,且对减隔震支座设计参数确定尚无优化方法可循。本文选取一联(30+34.5+30)m连续箱梁桥为研究对象,设计采用摩擦摆减隔震支座,分别采用单振型反应谱法、时程分析法进行对比分析,随后对不同设计参数下的桥梁地震反应进行对比分析,明确不同设计阶段所采用计算方法,以及设计时应重点关注的支座参数,并给出相应优化取值方法。 展开更多
关键词 梁桥 单振型反应谱法 FPS摩擦摆减隔震支座
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