随机地震激励下高墩桥梁概率地震需求分析

发布时间：2021-02-09 20:44

　　为了研究西部山区高墩桥梁在不同强度地震动作用下的碰撞概率需求问题,并梳理频域范围内的桥梁地震需求分析框架,以西部山区某高墩大跨桥梁为依托,针对3号墩左右结构动力特性差异显著的问题,将3号墩上部主梁的相对位移作为工程需求参数EPP进行概率地震需求分析。研究首先将水平加速度反应谱值作为地震动强度指标,并基于Kaul法将不同强度的反应谱转化为当量功率谱;然后借助虚拟激励法进行谐分析求解随机振动方程,进而获得结构响应的均方根值,并基于Kiureghian理论将结构响应的均方根值转换为峰值;最后依据响应峰值进行桥梁结构概率地震需求分析。研究表明:当主梁相对位移等于0.1m时,EDP 50年超越概率为2.15%,略大于极限概率2%,即该结构在谱加速度为0.3g地震条件下,3号墩左右主梁发生碰撞,需要做好减震以及防撞措施。该方法基于虚拟激励法,在理论上具有高效性和准确性,避免了费时的时程分析,节约计算时间,便于地震概率需求分析在实际工程中的推广应用。 

【文章来源】：工程抗震与加固改造. 2020,42(05)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

技术路线图

图1 技术路线图根据上述结构构件截面尺寸以及材料特性，基于ANSYS平台建立高墩桥梁三维有限元模型，如图3所示。单元方面:桥墩和主梁均采用空间梁单元(Beam44)模拟;边界条件方面:刚构桥部分主梁与墩固结(共节点);连续梁上下部结构力的传递通过墩、梁节点耦合并释放自由度来实现，具体来说，固定支座处墩梁节点该方向自由度直接耦合，滑动支座处主梁节点该方向自由度释放。各桥墩墩底固结处理，六个方向自由度均被约束，桥台处约束竖向位移。

根据上述结构构件截面尺寸以及材料特性，基于ANSYS平台建立高墩桥梁三维有限元模型，如图3所示。单元方面:桥墩和主梁均采用空间梁单元(Beam44)模拟;边界条件方面:刚构桥部分主梁与墩固结(共节点);连续梁上下部结构力的传递通过墩、梁节点耦合并释放自由度来实现，具体来说，固定支座处墩梁节点该方向自由度直接耦合，滑动支座处主梁节点该方向自由度释放。各桥墩墩底固结处理，六个方向自由度均被约束，桥台处约束竖向位移。3.2 地震动输入

【参考文献】：
期刊论文
[1]多维多点虚拟激励法在ANSYS中的应用[J]. 贾宏宇,郑史雄,陈冠桦.  地震工程与工程振动. 2012(04)
[2]基于性能的桥梁结构概率地震需求分析[J]. 曾志和,樊剑,余倩倩.  工程力学. 2012(03)
[3]基于改进云图法的结构概率地震需求分析[J]. 吕大刚,于晓辉,潘峰,王光远.  世界地震工程. 2010(01)
[4]基于概率的多点激励地震场强度参数研究[J]. 申彦利,杨庆山,田玉基.  工程力学. 2010(01)

博士论文
[1]基于概率的桥梁结构抗震性能研究[D]. 王建民.北京交通大学 2006



本文编号：3026208