白晓宇
- 作品数：5 被引量：39H指数：5
- 供职机构：北京交通大学土木建筑工程学院更多>>
- 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金国家自然科学基金高等学校学科创新引智计划更多>>
- 相关领域：交通运输工程建筑科学更多>>
- 近、远场强震下深水桥墩的非线性动力响应特性被引量：6
- 2017年
- 以深水桥梁的两座桥墩为研究对象,考虑混凝土的非线性力学行为,以可有效计入墩-水流固耦合效应的势流体完全数值法为基础建立势流体模型,并引入动水压力简化算法建立附加质量模型.讨论了墩周水域范围及势流体单元尺寸的合理取值,验证了简化算法在深水桥墩非线性动力分析中的有效性.对比讨论了弹性模型、非线性模型动力响应的差别,对比了近、远场地震下深水桥墩非线性动力响应的差异及分布特征.研究结果表明:当地震动峰值加速度(P_(PGA))较小时,桥墩非线性模型与弹性模型的动力响应相一致;随P_(PGA)的增大,非线性模型的墩底弯矩、剪力均小于弹性模型,说明强震下桥墩会进入开裂甚至弹塑性状态,其力学行为与弹性模型差别明显,应该考虑其在强震下潜在的非线性动力行为.近场地震下,深水桥墩的动力响应明显高于远场,墩底弯矩均值分别比远场地震下大80.4%和34.4%,剪力均值分别大23.7%和28.9%,表明近场地震下桥墩会进入更强的非线性状态,对近断层区深水桥梁的抗震设计提出了更高的要求.
- 江辉王宝喜白晓宇曾聪
- 关键词：深水桥墩混凝土非线性近场地震
- 近场地震下深水桥墩响应特性及动水效应计算方法检验被引量：6
- 2016年
- 动水效应是深水桥梁抗震设计中需要考虑的重要问题,而近场地震下深水桥墩的响应特性及合理计算方法亟待研究。以某典型深水桥梁为对象,基于可有效考虑墩-水流固耦合效应的完全数值计算方法,建立其等效单墩模型。首先讨论了水域范围对结构自振频率计算结果的影响,然后分析了不同水深下桥墩自振特性及脉冲型近场地震下的响应特征,并检验了几种代表性的解析-数值方法的准确性。研究结果表明:当水域宽度达到桥墩直径的10倍时,自振频率计算结果保持稳定;桥墩自振频率随水深增大而减小,桥墩完全被水淹没时前3阶自振频率分别比无水时减小了5.3%、12.2%和17.9%;不同方法下各阶频率的误差率随水深增大总体呈增大趋势,日本规范所得频率偏大,最大误差率超过20%,Morison方程法所得频率偏小,辐射波浪理论、中国铁路规范所得频率值与流固耦合数值法接近;近场地震下,桥墩弯矩、剪力和位移响应比无水时分别增大了22%、23%和20%,Morison方程法计算结果偏大,其最大误差率超过6%,日本规范计算结果偏小,最大误差率接近-5%,辐射波浪理论、中国铁路规范及李乔-杨万理简化公式所得结果与流固耦合完全数值法相吻合,5种方法均可适用于一般尺度深水桥梁的抗震设计。研究成果对于近断层区深水桥梁的抗震设计具有借鉴意义。
- 江辉王宝喜白晓宇朱晞曾聪
- 关键词：深水桥梁流固耦合近场地震
- 波浪、海流环境中跨海桥梁深水桥墩的地震响应特性被引量：10
- 2019年
- 以跨海桥梁深水桥墩为对象,建立可考虑波浪、海流及地震共同作用的精细化双向流固耦合计算模型,系统讨论了不同波、流参数下桥墩的地震响应特性及参数影响规律。结果表明,波、流联合作用时,深水桥墩响应峰值随流速、水深、波高的增加而增大,随波浪周期的增大而减小。波、流及地震共同作用下,桥墩响应幅值大于或小于地震单独作用时,但仍以地震作用为主,其响应特征与地震单独作用时相同;桥墩响应峰值随波浪相位、周期的增加而波动,随波高、水深的增加而增大或减小,随流速的增加而先增大后减小。波、流环境影响桥墩的地震响应,其程度与地震动频谱特性及波、流参数有关,其影响幅度最大可达到30.0%以上,在跨海桥梁抗震设计中应予以考虑。
- 江辉白晓宇黄磊李辰孟宪锋杨庆山
- 关键词：跨海桥梁深水桥墩波浪海流流固耦合动力响应
- 近、远场强震下深水桥梁群桩基础的非线性响应及损伤特性被引量：7
- 2017年
- 以某大型深水桥梁的群桩基础为对象,建立考虑动水效应和桩-土相互作用的非线性计算模型,以近、远场强震记录为输入,分析了不同水深下群桩基础的动力响应及损伤特性。可发现,近场地震下群桩基础的动力响应均大于远场,弯矩、剪力、位移的最大增幅分别出现在冲刷线以下不同深度处,轴力的最大增幅则出现在桩顶处,弯矩、剪力、位移和轴力的最大增幅分别为150.6%、227.2%、333.4%和64.2%。近场地震下,墩底、桩顶是主要易损部位,当PGA=0.38g和0.6g时,桩顶损伤指数分别为0.19和0.40,损伤水平及范围随地震动强度增加而增大,随水深增加而略有增大;远场地震下,群桩基础主要处于弹性状态。由于桩周土的约束作用,一定深度的土层交界处也可能出现桩基损伤,且损伤程度会随地震动强度的增加而增大,并向两端扩散。对比表明,近场地震下深水群桩基础的动力响应及损伤均明显大于远场,表明脉冲型近断层地震动具有更高的变形和耗能需求,应在深水桥梁的抗震设计尤其是基础延性设计中予以重视。
- 江辉王志白晓宇曾聪王敏
- 关键词：非线性模型桩-土相互作用动力时程分析
- 基于IDA的深水连续刚构桥桥墩概率性地震损伤特性被引量：14
- 2017年
- 为研究深水环境下连续刚构桥的概率性地震损伤特性,以中国西部某高速公路三跨深水连续刚构桥为对象,考虑桩-土动力相互作用和桥梁水中部分的动水效应,采用OpenSees软件建立其全桥非线性有限元模型。选取与规范设计谱相匹配的成组地震记录为输入,开展无水、水深12m、水深27m这3种工况下的全桥结构增量动力分析。以主跨左侧双壁墩为对象,采用概率地震需求分析方法计算16%、50%和84%这3种分位数水平的概率分位曲线,并生成不同损伤水平下的易损性曲线。结果表明:动水效应会延长结构的自振周期;桥墩各主要截面的曲率均随地震动峰值加速度PGA的增加而增大,墩底截面比墩顶以更高概率进入严重破坏、完全破坏阶段;双壁墩内侧墩壁截面出现同级损伤的概率大于外侧墩壁;随着水深增加,墩底截面曲率响应随之增大,各破坏等级的超越概率也相应增大,当PGA为0.6g时,3种水深下内侧墩底发生完全破坏的概率分别为28.1%、39.4%和67.6%。深水环境的存在会显著增大连续刚构桥在不同地震动水平下的破坏超越概率,应予以重视。
- 江辉金佳敏王志刚白晓宇王敏
- 关键词：桥梁工程增量动力分析易损性曲线
