跨断层独塔斜拉桥地震响应研究
发布时间：2020-12-28 11:22
近断层地震动常伴随地表破裂、产生速度脉冲及永久地面位移等特征,与一般地震动和远场地震动存在显著差异。随着我国川藏铁路施工及西南等地震高烈度区公路、铁路桥梁的大力投资建设,桥梁总数将大幅增加。受地形地貌、线路规划、工程成本等因素影响,许多桥梁将不得不建于活动断层附近甚至直接跨越断层。另外,由于部分既有桥梁桥址处的活动断层在设计之初尚未被探明,目前面临着潜在的近断层破坏风险。国内外多次强震震害也表明,地表破裂具有不确定性,桥梁结构远离断层并不能完全避免近断层地震破坏风险。为研究这种特殊型地震动的影响,本文的主要工作内容如下:(1)针对三种常见断层类别,从断层破裂机理角度分析了方向性效应、滑冲效应、上盘效应及竖向效应等地震动特性产生的原因;基于PEER地震动数据库,选取大量实际地震动研究了四种效应特点,结构地震反应、脉冲周期与地震动参数及强度指标的相关性,分析了脉冲型与无脉冲地震、不同脉冲周期地震反应谱特性。(2)采用独塔斜拉桥的结构形式跨越断层,分别对主梁及桥塔部分进行了模拟,建立了力学简化模型;基于ANSYS有限元软件建立了漂浮体系独塔斜拉桥模型,采用动力时程分析法,根据断层类别及研究目...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
土耳其Kocaeli和Du
第1章绪论-1-第1章绪论1.1课题研究的背景及意义近断层地震动与一般地震动和远场地震动存在着显著差异，近断层地震动通常伴随着地震地表破裂，产生不可恢复的永久性地面位移及引发各种近断层地震动效应，反映在地震波时程上为短的地震动持时、较高的幅值及明显的速度脉冲。人们第一次认识到这两种地震动的不同始于1957年美国PortHueneme地震[1]。在随后的1999年土耳其发生的Kocaeli地震及Duzce地震（图1-1）中出现了断层地表破裂及桥梁连续落梁等震害[2]，同年在我国台湾发生的集集地震（图1-2）以及之后的2008年汶川大地震（图1-3）中也有多座公路桥梁因横跨车笼埔和北川-映秀断层破裂带而发生了严重的结构性损伤甚至是全桥垮塌，带来了极大的经济损失和人员伤亡。究其原因，是因为人们将这种特殊的新型地震动形式与一般地震动和远场地震动同等看待，没有充足的认识和了解。图1-1土耳其Kocaeli和Ducze地震中跨断层桥梁震害图1-2台湾Chi-Chi地震中跨断层桥梁震害
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-2-图1-3汶川地震中跨断层桥梁震害因此，为了避免桥梁结构在近、跨断层地震作用下发生严重的损坏，我国的桥梁抗震设计规范规定桥梁选址应远离断裂带，解决近、跨断层问题的原则是能避则避。但随着我国川藏铁路雅林段的施工建设，以及在云南、西藏、四川等地震高烈度区公路、铁路桥梁等交通设施的投资建设，桥梁数目将不断增加[3]。由于地形地貌、线路规划、工程成本等因素的影响，许多桥梁将不得不建于活动断层附近甚至直接跨越断层，例如海南文昌海文大桥就是我国第一座跨越断层桥梁；另外，由于部分既有桥梁在设计之初尚未探明桥址处的活动断层，目前仍面临着潜在的近、跨断层破坏风险，而近些年来国内外的多次强震震害也表明，地表破裂具有不确定性[4]，如阪神地震的地表破裂位置距离发震断层长达约1公里。因此，一味地使桥梁结构避让断层并不能完全规避近、跨断层桥梁的震害风险。跨断层地震作为一种特殊的近断层地震，其地震响应研究目前在国内外仍处于起步阶段，在我国仅有少数学者对该方向进行了研究。因此开展对于跨断层桥梁结构地震响应的分析和研究，并将研究成果应用于工程以提高跨断层桥梁的抗震性能，减轻跨断层地震损害，进一步完善抗震设计规范等具有重要的意义。1.2近断层地震动特性及其响应研究发展近几十年来，近断层地震动的基本特性及其对桥梁产生的影响引起了众多学者的广泛关注和研究，期间几次大地震的发生也被台站完整的记录下来，获取了丰富的近断层地震动记录，为研究近断层地震动问题提供了良好的条件。目前，在近断层地震动特性及其对桥梁结构地震响应的研究方面，国内外研究学者已取得了一定的研究成果，并在抗震规范中予以体现。跨断层地震动作为一种特殊的近断层地震动情
【参考文献】：
期刊论文
[1]海文跨海大桥设计关键技术[J]. 刘新华,冯鹏程,邵旭东,张建仁. 桥梁建设. 2020(02)
[2]跨活动断层桥梁抗震技术的探索[J]. 刘闯,冯忠居,苏航州,王振,袁枫斌,李孝雄,吴敬武,孙平宽. 公路. 2018(11)
[3]铺前大桥主桥抗震概念设计研究[J]. 戴万江,杨若斌. 公路. 2018(07)
[4]跨断层桥梁结构地震响应影响[J]. 惠迎新,毛明杰,刘海峰,张尚荣. 吉林大学学报(工学版). 2018(06)
[5]跨断层桥梁抗震设防启示及建议[J]. 惠迎新,台玉吉,王克海,李冲,吴刚. 世界地震工程. 2017(02)
[6]海南铺前大桥总体设计[J]. 胡盛,杨华振,罗嗣碧,吴敬武,孙平宽. 桥梁建设. 2016(01)
[7]近场地震作用下支座布置对连续梁桥的抗震性能影响分析[J]. 吴文朋,李立峰,胡思聪. 地震工程与工程振动. 2015(04)
[8]断层地震动对隔震桥梁地震响应的影响[J]. 杨怀宇,李建中. 同济大学学报(自然科学版). 2015(08)
[9]跨断层桥梁地震响应分析及合理跨越角度研究[J]. 惠迎新,王克海,吴刚,李冲. 振动与冲击. 2015(13)
[10]石河子独塔斜拉桥横向抗震合理约束体系研究[J]. 姜冲虎,李德建. 铁道科学与工程学报. 2015(03)
博士论文
[1]近断层地震动工程特性及其作用下大跨斜拉桥地震响应分析[D]. 李帅.东南大学 2018
[2]近断层地震动的上/下盘效应研究[D]. 王栋.中国地震局工程力学研究所 2010
硕士论文
[1]跨断层深水斜拉桥非线性地震响应特性及损伤评估[D]. 曾亚光.北京交通大学 2016
[2]独塔斜拉桥地震反应分析与减震设计研究[D]. 朱伟伟.武汉理工大学 2011
[3]大跨度刚构桥近场脉冲型地震动反应分析[D]. 张林春.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：2943667
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
土耳其Kocaeli和Du
第1章绪论-1-第1章绪论1.1课题研究的背景及意义近断层地震动与一般地震动和远场地震动存在着显著差异，近断层地震动通常伴随着地震地表破裂，产生不可恢复的永久性地面位移及引发各种近断层地震动效应，反映在地震波时程上为短的地震动持时、较高的幅值及明显的速度脉冲。人们第一次认识到这两种地震动的不同始于1957年美国PortHueneme地震[1]。在随后的1999年土耳其发生的Kocaeli地震及Duzce地震（图1-1）中出现了断层地表破裂及桥梁连续落梁等震害[2]，同年在我国台湾发生的集集地震（图1-2）以及之后的2008年汶川大地震（图1-3）中也有多座公路桥梁因横跨车笼埔和北川-映秀断层破裂带而发生了严重的结构性损伤甚至是全桥垮塌，带来了极大的经济损失和人员伤亡。究其原因，是因为人们将这种特殊的新型地震动形式与一般地震动和远场地震动同等看待，没有充足的认识和了解。图1-1土耳其Kocaeli和Ducze地震中跨断层桥梁震害图1-2台湾Chi-Chi地震中跨断层桥梁震害
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-2-图1-3汶川地震中跨断层桥梁震害因此，为了避免桥梁结构在近、跨断层地震作用下发生严重的损坏，我国的桥梁抗震设计规范规定桥梁选址应远离断裂带，解决近、跨断层问题的原则是能避则避。但随着我国川藏铁路雅林段的施工建设，以及在云南、西藏、四川等地震高烈度区公路、铁路桥梁等交通设施的投资建设，桥梁数目将不断增加[3]。由于地形地貌、线路规划、工程成本等因素的影响，许多桥梁将不得不建于活动断层附近甚至直接跨越断层，例如海南文昌海文大桥就是我国第一座跨越断层桥梁；另外，由于部分既有桥梁在设计之初尚未探明桥址处的活动断层，目前仍面临着潜在的近、跨断层破坏风险，而近些年来国内外的多次强震震害也表明，地表破裂具有不确定性[4]，如阪神地震的地表破裂位置距离发震断层长达约1公里。因此，一味地使桥梁结构避让断层并不能完全规避近、跨断层桥梁的震害风险。跨断层地震作为一种特殊的近断层地震，其地震响应研究目前在国内外仍处于起步阶段，在我国仅有少数学者对该方向进行了研究。因此开展对于跨断层桥梁结构地震响应的分析和研究，并将研究成果应用于工程以提高跨断层桥梁的抗震性能，减轻跨断层地震损害，进一步完善抗震设计规范等具有重要的意义。1.2近断层地震动特性及其响应研究发展近几十年来，近断层地震动的基本特性及其对桥梁产生的影响引起了众多学者的广泛关注和研究，期间几次大地震的发生也被台站完整的记录下来，获取了丰富的近断层地震动记录，为研究近断层地震动问题提供了良好的条件。目前，在近断层地震动特性及其对桥梁结构地震响应的研究方面，国内外研究学者已取得了一定的研究成果，并在抗震规范中予以体现。跨断层地震动作为一种特殊的近断层地震动情
【参考文献】：
期刊论文
[1]海文跨海大桥设计关键技术[J]. 刘新华,冯鹏程,邵旭东,张建仁. 桥梁建设. 2020(02)
[2]跨活动断层桥梁抗震技术的探索[J]. 刘闯,冯忠居,苏航州,王振,袁枫斌,李孝雄,吴敬武,孙平宽. 公路. 2018(11)
[3]铺前大桥主桥抗震概念设计研究[J]. 戴万江,杨若斌. 公路. 2018(07)
[4]跨断层桥梁结构地震响应影响[J]. 惠迎新,毛明杰,刘海峰,张尚荣. 吉林大学学报(工学版). 2018(06)
[5]跨断层桥梁抗震设防启示及建议[J]. 惠迎新,台玉吉,王克海,李冲,吴刚. 世界地震工程. 2017(02)
[6]海南铺前大桥总体设计[J]. 胡盛,杨华振,罗嗣碧,吴敬武,孙平宽. 桥梁建设. 2016(01)
[7]近场地震作用下支座布置对连续梁桥的抗震性能影响分析[J]. 吴文朋,李立峰,胡思聪. 地震工程与工程振动. 2015(04)
[8]断层地震动对隔震桥梁地震响应的影响[J]. 杨怀宇,李建中. 同济大学学报(自然科学版). 2015(08)
[9]跨断层桥梁地震响应分析及合理跨越角度研究[J]. 惠迎新,王克海,吴刚,李冲. 振动与冲击. 2015(13)
[10]石河子独塔斜拉桥横向抗震合理约束体系研究[J]. 姜冲虎,李德建. 铁道科学与工程学报. 2015(03)
博士论文
[1]近断层地震动工程特性及其作用下大跨斜拉桥地震响应分析[D]. 李帅.东南大学 2018
[2]近断层地震动的上/下盘效应研究[D]. 王栋.中国地震局工程力学研究所 2010
硕士论文
[1]跨断层深水斜拉桥非线性地震响应特性及损伤评估[D]. 曾亚光.北京交通大学 2016
[2]独塔斜拉桥地震反应分析与减震设计研究[D]. 朱伟伟.武汉理工大学 2011
[3]大跨度刚构桥近场脉冲型地震动反应分析[D]. 张林春.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：2943667
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