曾聪
- 作品数：10 被引量：45H指数：6
- 供职机构：北京交通大学土木建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金高等学校学科创新引智计划北京市自然科学基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程建筑科学更多>>
- 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
- 跨断层简支钢箱梁桥的概率性地震损伤特性研究被引量：4
- 2021年
- 以跨越走滑断层的简支钢箱梁桥为对象,同时考虑地震动和结构参数不确定性的影响,开展全桥结构在非一致激励下的增量动力分析,深入讨论了跨断层桥梁桥墩的概率性地震损伤特性。结果表明,结构参数不确定性的影响随着地震动增强而变大;对于紧邻断层桥墩,当断层滑冲强度为78.0 cm时,完全破坏的超越概率由均值模型的7.53%增大到随机模型的13.01%,说明强震下如不考虑结构参数不确定性的影响可能会低估结构的易损性。紧邻断层桥墩面临更高的地震损伤概率,当断层滑冲强度为52.0 cm时,四种损伤状态下非紧邻断层墩的超越概率分别为97.54%、88.51%、2.42%和0.06%,而紧邻断层墩分别为99.24%、99.15%、6.50%和0.28%。因此,应对跨断层桥梁紧邻断层桥墩的抗震设计予以更多关注,开展针对性抗震设计。
- 江辉张鹏黄磊曾聪
- 关键词：增量动力分析易损性曲线
- 跨断层独塔斜拉桥的非线性地震响应特性研究被引量：8
- 2021年
- 跨越活动断层的桥梁结构面临地震时断层错动的严重威胁。为合理模拟跨断层地震动的滑冲效应脉冲,基于近断层脉冲型地震动的分解-叠加方法,发展了一种可体现场地高频特征的跨断层地震动合成方法。首次采用最大位移与永久位移之比作为波形参数,基于搜集的96条包含永久位移的地震记录,建立了波形参数与脉冲参数之间的联系。结果表明:所建议方法可以准确地对实际跨断层地震动进行模拟。选取某引桥跨越断层的深水独塔斜拉桥为对象,研究了三向地震动作用下断层跨越角度、断层永久位移、断层最大位移对斜拉桥非线性动力响应的影响规律。结果表明:断层跨越角度对斜拉桥及其引桥地震响应的影响显著,90°左右(60°~105°)跨越断层时主塔的整体安全性更高,这是由于此时脉冲效应主要方向与主塔底抗弯能力较强的方向相一致,主塔的受力分配更为合理,可避免塔底进入强烈的双向非线性受弯状态;同时,90°左右跨越时,跨断层跨的落梁风险最小;随着断层永久位移的增大,主塔响应小幅增长,而墩梁相对位移则明显增大;最大位移与永久位移比表征了平行断层地面运动动力分量与拟静力分量的比例,主塔塔底响应及墩梁位移均随其增大而明显增大,且小角度跨越时跨断层简支梁具有较大的落梁风险。
- 曾聪江辉黄磊郭辉马馨怡宋光松
- 关键词：断层位移非一致激励
- 飞机荷载下横隔梁对装配式简支箱梁桥力学行为的影响
- 2023年
- 为研究上部结构横向连接对大宽跨比装配式飞机荷载桥梁力学性能的影响,以广州白云机场3期扩建工程H1滑行道桥为对象,基于ABAQUS平台建立了精细化非线性数值模型,系统研究了飞机静载及移动荷载作用下横隔梁数量以及中横隔板尺寸对装配式飞机荷载桥梁主梁力学性能的影响规律。结果表明:增加横隔梁数量可显著降低主梁的挠度和弯矩,减小中梁与边梁之间的挠度差,提升装配式梁桥的整体性,相较于仅设梁端横隔梁,增设3道跨中横隔板可使飞机静载下响应分别降低23.35%,34.38%,24.85%;增大中横隔板高度可加强各片主梁间的横向联系,对于大断面装配式飞机荷载桥梁而言,当中横隔板高度超过主梁高度的80%时,中横隔板的联结作用才可抵消其自重带来的负面影响;超过主梁高度90%时,可有效降低主梁跨中挠度并起到较强联结作用;设置中横隔板会造成横隔板与主梁连接处混凝土产生横向拉应力,提高中横隔板厚度可缓解连接处的应力集中现象,中横隔板厚度从100 mm增加到300 mm时连接处最大横向拉应力降幅38.50%;飞机移动荷载作用下上述参数对主梁的挠度和弯矩的影响规律与静载作用下相似,但相较静载作用下影响更明显。
- 高学奎白增庆江辉王准曾聪
- 关键词：桥梁工程数值模拟
- 分级地震下跨断层高铁简支梁桥行车安全与抗震设计优化研究被引量：9
- 2020年
- 以跨越走滑断层的某高速铁路八跨简支梁桥为研究对象,基于OpenSEES平台建立其考虑梁-轨相互作用的线桥体系非线性数值模型,合成平行断层方向的水平地震动,分析了不同地震动强度下桥梁结构及CRTSII型板式无砟轨道结构的损伤特性,量化评定了结构构件的地震安全性。基于规范给出的轨道水平变形控制标准,评价了不同车速下线路的行车安全性,探讨了轨道结构的优化设计。研究结果表明:断层跨及其邻跨的地震响应最大,强震下面临严峻的破坏风险;地震下轨道水平变形明显,存在行车安全隐患的位置主要集中在断层跨及其两侧邻跨梁端;增加轨道侧向挡块数量可有效降低轨道水平变形,将侧向挡块增加至每跨每线6对时,罕遇地震下,除断层跨梁端处轨道的平行转角外,其余位置的轨道水平变形指标仍能满足车速为100 km/h时的行车安全限值。
- 江辉王敏曾聪曾聪
- 关键词：结构损伤评估
- 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
- 跨“V”形峡谷大跨度铁路悬索桥减震研究被引量：8
- 2022年
- 以位于高烈度区、跨"V"形峡谷的千米级跨径铁路悬索桥为研究对象,建立全桥精细化数值模型,通过设计和罕遇地震动的一致激励和考虑"V"形峡谷地形效应的非一致激励下桥梁结构的响应分析,进行该桥的抗震性能和减震研究。结果表明:非一致激励地震动作用下,该桥的主塔内力、纵桥向梁端位移、主缆和吊杆拉应力等相对一致激励均有不同程度的降低,但主塔变厚度处截面弯矩接近设计限值,主梁梁端及柔性中央扣的地震响应超限;采用耗能型中央扣可使纵桥向梁端位移降低49.78%,并解决柔性中央扣拉应力超限破坏的问题,但会增大西侧主塔的内力响应;在塔梁连接处设置黏滞阻尼器可使主塔弯矩、剪力及梁端位移分别降低19.87%,14.20%和70.55%,但柔性中央扣仍因应力过大而被破坏;采用耗能型中央扣+黏滞阻尼器可使主塔弯矩、主塔剪力、梁端位移、主缆应力、吊杆应力分别下降24.01%,18.84%,72.42%,7.14%和11.38%,耗能型中央扣峰值内力未超出其极限承载力,有效地控制了结构关键构件的地震响应,满足该桥的抗震设防要求。
- 江辉江辉郭辉曾聪曾聪卢文良周勇政何友娣
- 关键词：大跨度非一致激励设计地震罕遇地震黏滞阻尼器
- 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
- 特征参数对高速铁路桥墩抗剪性能的影响研究被引量：1
- 2019年
- 为了研究特征参数对高铁桥墩抗剪性能的影响特征及规律,以PEER数据库中墩柱为原型,基于OpenSEES平台分别建立了考虑弯剪耦合效应和弹性剪切效应的精细化墩柱模型.经对比验证发现:对于可能发生脆性破坏的墩柱,墩柱的弯剪耦合效应对模拟结果有决定性影响.以京沪高铁某连续梁桥桥墩为对象,建立考虑弯剪耦合效应的精细化分析模型,分析了特征参数对高铁桥墩抗剪性能的影响,结果表明:纵筋率对高铁桥墩抗剪承载力的影响最大,剪跨比次之,轴压比的影响最小;纵筋率的增大使桥墩抗剪承载力最大增加了292%,延性水平降低;随着轴压比的提高,桥墩抗剪承载力有所增大,最高增幅为50%;增大剪跨比可显著提高桥墩延性,但会使抗剪承载力显著降低.
- 曾聪江辉李辰黄磊
- 关键词：抗剪能力
- 近断层地震下大跨度铁路钢桁架拱桥减震技术研究
- 2023年
- 以我国某主跨400 m的铁路钢桁架拱桥为工程背景,采用低频速度脉冲叠加高频记录底波的方法合成近断层脉冲型地震动开展动力时程分析,研究了大跨度铁路钢桁架拱桥的响应特性及纵、横桥向减震技术。结果表明,近场脉冲型强震作用下,各构件的响应较未考虑脉冲效应时明显增大,交界墩墩底及横梁、引桥墩墩底等截面破坏严重,支座破坏严重,梁台存在碰撞风险。全桥布置摩擦摆支座可降低主拱应力,但无法有效控制桥墩弯矩响应,且会放大梁端位移;“摩擦摆支座+黏滞阻尼器”的纵桥向减震方案可使主拱应力、交界墩底弯矩、梁端位移分别下降28.53%,63.23%,22.52%,减震效果明显;横桥向增设防屈曲支撑可大幅减小桥墩横梁地震响应,交界墩下、中横梁弯矩降幅分别达58.89%, 62.48%。采用上述组合减震措施可提升桥梁的整体抗震性能,满足抗震设防要求,可供同类型桥梁的减震设计参考。
- 江辉宋光松刘展铄郭辉卢文良卢文良曾聪
- 关键词：摩擦摆支座黏滞阻尼器防屈曲支撑
