考虑行波效应的简支梁桥防落梁措施研究

发布时间：2021-05-11 23:33

　　近些年,地震灾害发生的频率迅速增加,桥梁结构在地震中会发生破坏,严重时会发生落梁危险。经研究发现,桥梁在地震作用下的破坏原因主要有:（1）发生的地震强度大于当地设防标准;（2）桥梁地基基础在地震作用下发生破坏,承载力大大降低;（3）桥梁结构在设计、施工的某些方面存在着一些不合理情况;（4）桥梁结构自身抗震能力较弱。桥梁的破坏分为以下几种:（1）上部结构破坏;（2）连接构件破坏;（3）墩部破坏;（4）基础破坏。本文的研究内容:根据国内外最新的防落梁设计规范,选择合适的防落梁装置,并分析在有防落梁装置下的桥梁地震响应。以5×30m的简支梁桥为工程背景,通过考虑限位装置,桥墩等的非线性特性,桥台和地基土的作用,基于大质量法理论,运用MIDAS模拟行波效应对桥梁结构的影响。主要研究结论归纳如下:（1）通过改变地震波的波速,验证了地震波速对桥梁地震响应的影响,同时也对比了一致激励和考虑行波效应的结果,结果表明:行波效应对墩底的轴力影响很复杂,有的墩增大了8.5%,有的墩减小了5.3%;考虑行波效应之后各墩剪力均相对减小,一致激励下的剪力值较为接近;一致激励相较于多点激励对墩底弯矩的影响更大,计算... 

【文章来源】：烟台大学山东省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 桥梁结构的地震破坏形式
        1.2.1 桥梁上部结构破坏
        1.2.2 连接构件失效
        1.2.3 桥梁下部结构破坏
        1.2.4 基础破坏
    1.3 防落梁系统构成
    1.4 国内外防落梁系统研究现状
        1.4.1 国外防落梁系统研究
        1.4.2 国内防落梁系统研究
    1.5 研究意义及主要内容
        1.5.1 研究的意义
        1.5.2 主要研究内容
    1.6 本章小结
2 地震作用的理论分析方法
    2.1 引言
    2.2 地震作用
        2.2.1 地震动
        2.2.2 地震动特性及其影响因素
        2.2.3 地震动对结构物的影响
        2.2.4 地震动输入
    2.3 行波效应的概念
    2.4 行波效应的分析方法
        2.4.1 时域方法
        2.4.2 频域方法
    2.5 地震波速对桥梁抗震的影响
    2.6 本章小结
3 碰撞作用的有限元模拟
    3.1 引言
    3.2 日本铁道抗震设计规范相关规定
    3.3 有支座限位装置的单元模型
    3.4 支座模拟
        3.4.1 板式橡胶支座
        3.4.2 盆式橡胶支座
    3.5 桥墩非线性模拟
    3.6 本章小结
4 简支梁地震反应分析
    4.1 引言
    4.2 有限元分析模型
        4.2.1 工程概况
        4.2.2 有限元分析模型
        4.2.3 有限元分析模型参数模拟
    4.3 地震反应分析
        4.3.1 输入地振动
        4.3.2 截面弯矩-曲率关系
    4.4 不考虑碰撞模型分析结果
        4.4.1 墩底弯矩-曲率关系
        4.4.2 墩梁相对位移曲线
    4.5 考虑碰撞模型分析结果
        4.5.1 墩底弯矩-曲率关系
        4.5.2 墩梁相对位移曲线
    4.6 模型分析结果汇总
        4.6.1 墩底弯矩-曲率
        4.6.2 墩-梁间相对位移
    4.7 本章小结
5 简支梁落梁机理及原因分析
    5.1 引言
    5.2 简支梁落梁机理研究
    5.3 支座损坏对桥梁抗震性能的影响
        5.3.1 有限元分析模型
        5.3.2 有限元分析模型参数模拟
    5.4 墩底弯矩和剪力变化关系汇总
        5.4.1 墩高15+20+20+15m结果汇总
        5.4.2 墩高20+20+20+20m结果汇总
    5.5 墩梁相对位移变化关系汇总
        5.5.1 墩高15+20+20+15m结果汇总
        5.5.2 墩高20+20+20+20m结果汇总
    5.6 简支梁支座有限损伤对桥梁抗震的影响
    5.7 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]高阻尼隔震橡胶支座对桥梁抗震性能的影响分析[J]. 杨艳,孙金坤,蒋建军,刘振宇,陈裕波.  施工技术. 2017(04)
[2]活动支座状态对桥梁弹塑性地震反应的影响[J]. 王常峰,包仪军,陈兴冲,丁明波.  公路交通科技. 2015(03)
[3]基于支座有限损伤的简支梁桥抗震设计方法[J]. 苗宇,王秋园.  公路交通技术. 2015(01)
[4]活动支座摩擦作用对连续梁桥弹塑性地震反应的影响[J]. 王常峰,朱春林,陈兴冲.  公路交通科技. 2013(05)
[5]活动支座摩擦作用对连续梁桥固定支座剪力的影响[J]. 陈兴冲,王常峰,夏修身.  世界地震工程. 2012(02)
[6]连续梁桥固定墩减震设计方法研究[J]. 汤虎,李建中.  土木工程学报. 2011(12)
[7]汶川大地震简支梁桥落梁震害与设计对策[J]. 王东升,王吉英,孙治国,李晓莉.  防灾减灾工程学报. 2011(05)
[8]高墩大跨连续刚构桥地震反应的行波效应研究[J]. 潘强,方诗圣,程晓东.  湖南工程学院学报(自然科学版). 2010(02)
[9]汶川地震中的桥梁落梁震害分析及启示[J]. 孟杰,刘钊.  结构工程师. 2010(02)
[10]行波效应对铁路大跨长联连续刚构桥地震反应的影响[J]. 陈兴冲,吴海燕,张永亮.  世界地震工程. 2010(01)

博士论文
[1]桥梁结构非线性地震反应研究（支座摩擦·限位装置·基础非线性）[D]. 王常峰.兰州交通大学 2010

硕士论文
[1]考虑支座摩擦作用的桥梁减震榫位移控制研究[D]. 周曼玲.烟台大学 2017
[2]桥梁地震碰撞模拟分析及防撞防落梁措施研究[D]. 吕龙.西南交通大学 2011
[3]汶川地震对区域农业经济的影响研究[D]. 张桂兰.山东师范大学 2011



本文编号：3182308