预制简支梁桥抗整体倒塌研究

发布时间：2017-04-02 21:00

  本文关键词：预制简支梁桥抗整体倒塌研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,由于受到爆炸、地震等突发荷载的冲击作用,房屋与桥梁工程多次发生倒塌事故,造成了巨大的经济损失和大量的人员伤亡。爆炸荷载具有瞬时性。在爆炸冲击力作用下,钢筋混凝土结构一般会发生弯曲破坏、剪切破坏、弯剪破坏三种破坏形态。本文研究的是当这几种破坏都来不及发生,在爆炸荷载传递到桥梁墩顶的力与其他力的合力作用下,墩顶的位移超过其规范允许值,导致上部结构整体倒塌。鉴于此,本文以能量法中的瑞雷-里兹法为依据,分析与选出合理的墩顶计算模型,推出墩顶水平位移的计算公式,验证公式的合理性。最后将此方法应用于实际工程,分析结构在偶然荷载作用下的倒塌情况,并提出桥梁抗整体倒塌的相关措施。论文得到的结果如下:(1)当墩顶设有板式橡胶支座时,墩顶水平力的分配要考虑支座和墩顶抗推刚度的集成情况,墩顶轴力对变形后的墩身有一个附加变形?。鉴于此,针对墩顶有无弹簧支座、以及墩柱底是否视为刚结四种情况,由简单到复杂,依据瑞雷-里兹法,推导出墩顶水平位移的计算公式。(2)选出结构合理的计算模型,通过有限元软件对墩柱进行建模分析,计算出墩顶位移值,并与公式法计算结果进行对,分析墩身的几何特性和力学参数对两种计算结果的影响,结果表明公式法具有一定的准确性和适用性。(3)依托实际工程案例,分析简支梁桥在爆炸荷载等偶然荷载作用下的倒塌情况。(4)提出桥梁抗整体倒塌的措施。采用桥面铺设整体化层的措施来加强桥梁的整体性,并验证此措施的可行性。结果表明,爆炸荷载引起桥梁的整体倒塌是从某一跨的落梁为起点的。整体化层可以使桥梁各跨协同受力,提高其承载能力、整体性和整体抗倒塌的能力,进而提高整桥系统的安全可靠性。同时提出在伸缩缝处墩梁间设置限位装置措施来提高桥梁抗倒塌的能力。
【关键词】：整体倒塌 爆炸荷载 墩顶水平位移 瑞雷-里兹法 有限元法 整体化层
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U447;U448.217
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 桥梁结构整体倒塌10-15
• 1.2.1 国内外典型桥梁结构倒塌事件10-12
• 1.2.2 桥梁倒塌国内外研究进展12-15
• 1.3 文主要研究内容15-17
• 第2章 瑞雷-里兹法和墩顶水平位移17-32
• 2.1 概述17-18
• 2.2 桥墩计算模型的分析与确定18-22
• 2.3 桥墩位移计算22-31
• 2.3.1 墩顶位移计算图示22-23
• 2.3.2 墩顶位移计算步骤23-24
• 2.3.3 墩顶水平位移计算24-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 墩顶水平位移公式的验证与分析32-44
• 3.1 结构数值分析方法32
• 3.2 结构分析的有限元法32-33
• 3.3 软件MIDAS/Civil介绍33-34
• 3.4 单柱计算34-42
• 3.4.1 基本模型的建立34-36
• 3.4.2 不同参数下墩顶水平位移公式的分析36-42
• 3.4.3 综合结果分析42
• 3.5 本章小结42-44
• 第4章 爆炸荷载下依托工程的桥梁倒塌分析44-69
• 4.1 爆炸荷载的特性分析44-47
• 4.1.1 概述44-45
• 4.1.2 超压作用时间45-46
• 4.1.3 超压峰值经验公式46-47
• 4.1.4 爆炸冲击力对主梁的破坏47
• 4.2 桥墩的荷载作用47-49
• 4.3 集成抗推刚度法用于墩顶水平力分配计算49-50
• 4.3.1 墩顶集成抗推刚度的计算49-50
• 4.3.2 墩顶水平力的计算50
• 4.4 实桥计算50-54
• 4.4.1 项目概况50-51
• 4.4.2 计算总制动力51
• 4.4.3 计算墩台的抗推钢度51-52
• 4.4.4 计算支座的抗推钢度52-53
• 4.4.5 计算墩顶制动力53-54
• 4.5 爆炸荷载对桥梁倒塌的影响分析54-56
• 4.6 抗整体倒塌措施56-67
• 4.6.1 概述56-57
• 4.6.2 建立有限元模型57-59
• 4.6.3 计算结果与分析59-64
• 4.6.4 与设置限位装置防落梁措施的比较64-67
• 4.7 本章小节67-69
• 第5章 结论与展望69-71
• 5.1 论文结论69-70
• 5.2 展望70-71
• 参考文献71-74
• 致谢74

【参考文献】

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本文编号：283117