地震作用下曲线连续梁桥动力性能分析

发布时间：2021-04-01 20:11

在地震中,桥梁震害往往造成严重的经济损失,因此对桥梁结构进行地震响应分析十分有必要。相比于直线桥,曲线梁桥存在着弯扭耦合效应,在地震激励下,结构动力响应更加复杂,而目前国内外学者对于曲线连续梁桥的抗震研究还比较少,因此本文从这一方面入手,对地震作用下曲线连续梁桥的动力性能进行研究。本文首先总结了目前国内外学者对于曲线连续梁桥的抗震研究,接着以某一联四跨的曲线连续梁桥为例,分析不同参数变化对曲线连续梁桥抗震性能的影响,然后在此基础上,考虑地震碰撞对于曲线连续梁桥抗震性能的影响,分析不同参数变化下曲线连续梁桥的地震碰撞响应,最后,对该桥进行减隔震控制分析。主要内容如下:(1)曲线连续梁桥的地震响应规律分析。为了解曲线连续梁桥在地震激励下的动力响应,采用时程分析法,对一联四跨的曲线连续梁桥进行分析。分析单联模型在圆心角、桥梁墩高、地震输入角度以及支座布置形式等参数变化下对曲线连续梁桥动力特性产生的影响。(2)曲线连续梁桥地震碰撞机理分析。介绍目前应用较为广泛的结构地震碰撞分析方法和模型,包括恢复系数法、接触单元法和三维接触-摩擦模型。利用有限元分析软件,研究地震激励下曲线连续梁桥在碰撞过程中地震波类型、地震输入角度、桥墩高度以及伸缩缝间距等不同参数对曲梁的碰撞力、位移、墩底弯矩和剪力等动力响应的影响规律,从而分析曲线连续梁桥在地震作用下的碰撞响应规律。(3)曲线连续梁桥减震控制分析。简要介绍减隔震的基本概念与原理,介绍粘滞阻尼器和高阻尼橡胶支座的减隔震原理与力学模型。在原有曲线连续梁桥地震碰撞模型的基础上,建立采取减隔震措施后的有限元模型,分析采取减震措施后该曲线梁桥模型的地震碰撞响应,并与未采取减震措施的模型进行比较,从而验证该方法的减隔震控制效果。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U442.55

文章目录

摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 课题来源与课题背景

1.1.1 课题来源

1.1.2 课题背景

1.2 研究现状及分析

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 国内外文献综述的简析

1.3 主要研究内容

第2章曲线连续梁桥地震响应分析

2.1 引言

2.2 有限元模型建立

2.2.1 工程背景及建模

2.2.2 桥墩塑性铰的模拟

2.2.3 支座的模拟

2.3 圆心角变化下结构响应分析

2.3.1 结构自振特性分析

2.3.2 主梁响应分析

2.3.3 桥墩响应分析

2.4 墩高变化下结构响应分析

2.4.1 结构自振特性分析

2.4.2 主梁响应分析

2.4.3 桥墩响应分析

2.5 不同地震输入方向下结构响应分析

2.5.1 地震输入方向定义

2.5.2 主梁响应分析

2.5.3 桥墩响应分析

2.6 不同支座布置形式下结构响应分析

2.6.1 支座布置形式

2.6.2 主梁响应分析

2.6.3 桥墩响应分析

2.7 本章小结

第3章曲线连续梁桥地震碰撞特性分析

3.1 引言

3.2 结构碰撞理论

3.2.1 恢复系数法

3.2.2 接触单元法

3.2.3 三维接触—摩擦模型

3.3 地震波类型选取

3.3.1 人工合成地震波生成方式

3.3.2 主梁碰撞响应分析

3.3.3 桥墩碰撞响应分析

3.4 地震输入角度的确定

3.4.1 碰撞力峰值响应分析

3.4.2 结构位移响应分析

3.4.3 墩底内力响应分析

3.5 碰撞对结构地震响应的影响

3.5.1 碰撞对结构位移影响

3.5.2 碰撞对桥墩内力影响

3.6 伸缩缝间距对结构碰撞响应影响

3.6.1 碰撞力响应分析

3.6.2 墩底内力响应分析

3.7 考虑碰撞下墩高变化影响

3.7.1 结构自振特性分析

3.7.2 结构碰撞力分析

3.7.3 墩底内力响应分析

3.8 本章小结

第4章曲线连续梁桥减隔震控制分析

4.1 引言

4.2 减隔震装置介绍

4.2.1 粘滞阻尼器

4.2.2 高阻尼橡胶支座

4.3 减隔震控制效果

4.3.1 碰撞力减碰效果

4.3.2 结构位移减隔震效果

4.3.3 墩底内力减隔震效果

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

【参考文献】