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近断层地震动作用下减隔震桥梁空间动力分析

王统宁 刘健新 于泳波

王统宁, 刘健新, 于泳波. 近断层地震动作用下减隔震桥梁空间动力分析[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9(5): 20-25, 31. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.004
引用本文: 王统宁, 刘健新, 于泳波. 近断层地震动作用下减隔震桥梁空间动力分析[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9(5): 20-25, 31. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.004
WANG Tong-ning, LIU Jian-xin, YU Yong-bo. Spatial dynamic analysis of isolated bridges subjected to near-fault ground motion[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9(5): 20-25, 31. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.004
Citation: WANG Tong-ning, LIU Jian-xin, YU Yong-bo. Spatial dynamic analysis of isolated bridges subjected to near-fault ground motion[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9(5): 20-25, 31. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.004

近断层地震动作用下减隔震桥梁空间动力分析

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.004
基金项目: 

国家西部交通建设科技项目 200831822348

详细信息
    作者简介:

    王统宁(1977-), 男, 河南滑县人, 长安大学工学博士研究生, 从事桥梁抗震研究

    刘健新(1942-), 男, 山西清徐人, 长安大学教授

  • 中图分类号: U441.3

Spatial dynamic analysis of isolated bridges subjected to near-fault ground motion

More Information
    Author Bio:

    WANG Tong-ning(1977-), male, doctoral student, +86-29-82074872, rbstwtn@126.com

    LIU Jian-xin(1942-), male, professor, +86-29-82334835, ljx@gl.chd.edu.cn

  • 摘要: 采用非线性时程分析法, 分析了减隔震桥梁和非减隔震桥梁的三维地震响应。通过对比减隔震桥梁在不同地震动激励下的动力响应, 研究了减隔震桥梁承受近断层地震动的响应特性。通过对比减隔震和非减隔震桥梁纵向地震位移, 研究了近断层地震动对铅销橡胶支座的减震性能的影响。研究结果表明: 与普通地震动激励相比, 在近断层长周期脉冲型地震动激励下, 减隔震桥梁减震率由54.4%降低为18.3%, 隔震支座的减震效果降低了; 在近断层脉冲地震动作用下, 减隔震桥梁梁体纵向位移为179.6mm, 非减隔震桥梁为151.6mm, 铅销橡胶支座增大了梁体的纵向位移, 易造成相邻梁体的碰撞或落梁, 因此, 近断层地区桥梁不宜采用铅销橡胶支座隔震。

     

  • 图  1  Chichi波

    Figure  1.  Chichi earthquake record

    图  2  EL-Centro波

    Figure  2.  EL-Centro earthquake record

    图  3  减隔震桥梁空间分析模型

    Figure  3.  Spacial analysis model of isolated bridge

    图  4  支座的双线性恢复力模型

    Figure  4.  Force-displacement relationship of bilinear model for bearing

    图  5  纵向加速度响应时程

    Figure  5.  Time-history curves of longitudinal acceleration

    图  6  竖向加速度响应时程

    Figure  6.  Time-history curves of vertical acceleration

    图  7  梁节点运动轨迹

    Figure  7.  Motion curve of girder node

    图  8  LRB滞回曲线

    Figure  8.  Longitudinal force-displacement relationship of LRB

    图  9  纵向加速度响应时程

    Figure  9.  Time-history curves of longitudinal acceleration

    图  10  竖向加速度响应时程

    Figure  10.  Time-history curves of vertical acceleration

    图  11  梁节点运动轨迹

    Figure  11.  Motion curve of girder node

    图  12  LRB滞回曲线

    Figure  12.  Longitudinal force-displacement relationship of LRB

    表  1  地震波参数

    Table  1.   Parameters of earthquake records

    地震波 方向 峰值加速度/(m·s-2) 峰值速度/(m·s-1) 峰值位移/m
    Chichi EW 3.64 0.55 0.26
    NS 3.45 0.43 0.15
    UP 2.02 0.25 0.12
    EL-Centro EW 3.13 0.30 0.13
    NS 2.15 0.30 0.24
    UP 2.06 0.11 0.09
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    表  2  减隔震桥梁地震响应对比

    Table  2.   Comparison of responses for isolated bridge

    激励波 墩顶 梁体 墩底
    地震波 方向 峰值/(m·s-2) 加速度/(m·s-2) 位移/mm 加速度/(m·s-2) 位移/mm 弯矩/(kN·m)
    Chichi x 4.00 5.87 12.750 2.21 179.55 811
    y 3.78 4.64 8.090 2.79 85.11 1 267
    z 2.21 2.21 0.058 2.72 14.02
    EL-Centro x 4.00 5.91 6.640 2.30 61.31 626
    y 2.29 4.57 6.230 2.23 53.46 659
    z 2.63 2.62 0.035 1.77 8.79
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    表  3  普通桥梁地震响应对比

    Table  3.   Comparison of response of common bridge

    激励波 墩顶 梁体 墩底
    地震波 方向 峰值/(m·s-2) 加速度/(m·s-2) 位移/mm 加速度/(m·s-2) 位移/mm 弯矩/(kN·m)
    Chichi x 4.00 3.34 15.610 4.64 151.61 2 532
    y 3.78 3.39 25.780 9.12 253.20 1 554
    z 2.21 2.20 0.049 2.40 3.52
    EL-Centro x 4.00 3.90 14.560 4.39 143.14 1 103
    y 2.29 2.53 11.140 3.92 108.97 1 438
    z 2.63 2.61 0.045 2.48 3.51
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  • 收稿日期:  2009-07-16
  • 刊出日期:  2009-10-25

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