高烈度地震区跨断层桥梁结构地震反应分析及减震控制研究
发布时间：2021-08-02 07:51
近年来的几次大地震中,多座桥梁由于跨越断层而发生严重破坏甚至全桥垮塌,为了避免断层对结构造成破坏,国内外相关规范都明确指出禁止桥梁结构跨越断层或与断层之间设置一定的避让距离。然而由于一些客观因素的限制,采用桥梁形式跨越断层在所难免。目前,我国对跨断层桥梁结构的设计研究工作尚处于初始阶段,缺乏可借鉴的文献资料和设计规范,对跨断层桥梁的设计也主要通过提高设防烈度的方法进行抗震设防。随着越来越多的桥梁结构在高烈度区地震的建设,开展跨断层桥梁的抗震研究工作具有非常重要的工程应用价值和理论研究意义。鉴于此,本文从跨断层桥梁结构抗震设计的角度出发,对跨断层桥梁的地震动输入、分析模型、结构地震响应及减震控制措施等方面进行研究。主要研究了以下几个问题:1.提出了基于人工合成的跨断层桥梁场地地震动时程模拟方法。首先,利用Dabaghi提出的方向性脉冲模型,模拟断层方向性脉冲分量,利用Vaez提出的滑冲脉冲模型,模拟断层滑冲脉冲分量;其次,将设计反应谱作为目标谱进行拟合得到脉冲型地震动的高频分量,将脉冲分量分别与高频分量叠加合成具有多种频率成分的跨断层脉冲型地震动时程,上述模拟方法所得地震动时程可同时考虑...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
我国主要地震带分布图
(a) 地图视图 (b) 横截面视图图 2.2 断层类型及其效应特征图 2.3 就是发生地震时的方向性效应，该地震发生于 1992 年的 Landersroeidis et al.，2002）。我们从图片中可以看出 LucerneValley 台站的后，Joshua 台站的前放出现了破裂，针对这两个破裂进行了记录，主要记录方向的速度和位移的时程，从记录中我们不难发现，无论是从速度上来看时程上来看 LUC 台站的破裂所持续的时间短、但是幅值大，产生的脉冲，而位于破裂后方的 JSH 台站却与此相反，在破裂之处并没有发现相应的
图 2.3 Landers 地震的方向性效应（Mavroeidis et al.，2002） 滑冲效应层两侧的相对错动使得地震动速度时程中出现单方向半个周期的脉冲，地面出不可恢复的位移，即滑冲效应[79]。它主要出现在走滑断层或倾滑断层的断层活；对于走滑断层，方向性脉冲出现在垂直于断层面的分量上，滑冲效应出现在层面的分量上。对于倾滑断层，方向性效应引起的速度脉冲和滑冲效应对地面动分量和竖直地震动分量均有贡献。由滑冲效应引起的速度脉冲型地震动，其主要表现为对跨断层长大结构的“撕裂”作用。 竖向效应场竖向地震动具有以下特点：①与远场地震动相比，竖向分量与水平分量的加比(pvph / )增大，此比值在某些情况下远超过目前规范中常采用的 2/3，并且的一点是软土场地上的比值明显较其它场地大；②与远场地震动相比，竖向分分量的反应谱比值（Sv/Sh）会随结构基本周期和场地到断层距离发生变化，在，反应谱比值会远大于规范中常用的 2/3，而长周期段该比值又会小于此值；
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多点激励的跨断层斜拉桥地震响应比较[J]. 王华治,冯清海,吕福钢. 公路. 2018(06)
[2]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)
[3]基于新型黏弹性阻尼减震器的跨断层铁路桥梁减震分析[J]. 王东昀. 铁道建筑. 2018(04)
[4]跨断层桥梁抗震若干问题探讨[J]. 惠迎新,台玉吉,王克海,张尚荣. 地震工程学报. 2017(05)
[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]跨越断层地震动对结构地震反应的研究进展[J]. 王文明,易思银,田利,王彦明. 地震工程学报. 2017(03)
[7]组合式消能减震墩柱试验与设计方法研究[J]. 刘晓刚,李连友,聂鑫,樊健生. 土木工程学报. 2017(02)
[8]跨断层桥梁非一致激励输入模型适用性研究[J]. 惠迎新,王克海,何文杰. 建筑科学与工程学报. 2016(05)
[9]高墩铁路桥梁减震技术进展研究[J]. 胡连军,杨吉忠. 铁道工程学报. 2016(06)
[10]大跨度斜拉桥边墩新型横向钢阻尼器减震体系及设计方法[J]. 沈星,倪晓博,叶爱君. 土木工程学报. 2016(05)
博士论文
[1]基于碰撞效应的混凝土斜拉桥地震响应特征研究[D]. 申林.长安大学 2016
[2]减震榫的减震性能及其在铁路桥梁中的应用研究[D]. 孟兮.北京交通大学 2016
[3]脉冲型地震下考虑支座位移需求的减震—隔震混合控制体系抗震性能研究[D]. 王亚楠.兰州理工大学 2014
[4]活动断层的地震地表永久位移研究[D]. 刘艳琼.中国地震局工程力学研究所 2013
[5]非一致地震激励下高架连续梁桥动力响应与控制研究[D]. 李勇.北京工业大学 2012
[6]近断层地震动对结构抗震设计的影响研究[D]. 李明.中国地震局工程力学研究所 2010
[7]近断层地震动方向性效应及超剪切破裂研究[D]. 胡进军.中国地震局工程力学研究所 2009
[8]Pushover分析方法的改进研究[D]. 毛建猛.中国地震局工程力学研究所 2008
[9]近场地震下桥梁结构基于性能抗震设计的能量方法[D]. 江辉.北京交通大学 2007
[10]基于运动学和动力学震源模型的近断层地震动研究[D]. 刘启方.中国地震局工程力学研究所 2005
硕士论文
[1]限位挡块对跨断层简支梁桥抗震性能的影响研究[D]. 王志刚.北京交通大学 2018
[2]桥梁结构双重挡块防落梁构造设计研究[D]. 秦凯.烟台大学 2017
[3]近、远场地震下铁路高墩大跨连续刚构桥响应特性研究[D]. 夏春雨.北京交通大学 2017
[4]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
[5]跨越活动断层铁路桥梁地震反应分析[D]. 何林焜.兰州交通大学 2016
[6]近断层地震动作用下LRB隔震连续梁桥纵向抗震性能研究[D]. 李晓凯.石家庄铁道大学 2015
[7]基于混杂系统理论的斜拉桥桥塔及主梁控制方法研究[D]. 陈小松.北京交通大学 2014
[8]脉冲型近断层地震作用下深水桥墩动力响应特性研究[D]. 楚芹.北京交通大学 2014
[9]某超限高层建筑的动力反应与结构分析[D]. 关建强.浙江大学 2012
[10]桥梁抗震分析中考虑高阶振型影响的pushover分析方法[D]. 谢玉娜.湖南大学 2011
本文编号：3317188
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
我国主要地震带分布图
(a) 地图视图 (b) 横截面视图图 2.2 断层类型及其效应特征图 2.3 就是发生地震时的方向性效应，该地震发生于 1992 年的 Landersroeidis et al.，2002）。我们从图片中可以看出 LucerneValley 台站的后，Joshua 台站的前放出现了破裂，针对这两个破裂进行了记录，主要记录方向的速度和位移的时程，从记录中我们不难发现，无论是从速度上来看时程上来看 LUC 台站的破裂所持续的时间短、但是幅值大，产生的脉冲，而位于破裂后方的 JSH 台站却与此相反，在破裂之处并没有发现相应的
图 2.3 Landers 地震的方向性效应（Mavroeidis et al.，2002） 滑冲效应层两侧的相对错动使得地震动速度时程中出现单方向半个周期的脉冲，地面出不可恢复的位移，即滑冲效应[79]。它主要出现在走滑断层或倾滑断层的断层活；对于走滑断层，方向性脉冲出现在垂直于断层面的分量上，滑冲效应出现在层面的分量上。对于倾滑断层，方向性效应引起的速度脉冲和滑冲效应对地面动分量和竖直地震动分量均有贡献。由滑冲效应引起的速度脉冲型地震动，其主要表现为对跨断层长大结构的“撕裂”作用。 竖向效应场竖向地震动具有以下特点：①与远场地震动相比，竖向分量与水平分量的加比(pvph / )增大，此比值在某些情况下远超过目前规范中常采用的 2/3，并且的一点是软土场地上的比值明显较其它场地大；②与远场地震动相比，竖向分分量的反应谱比值（Sv/Sh）会随结构基本周期和场地到断层距离发生变化，在，反应谱比值会远大于规范中常用的 2/3，而长周期段该比值又会小于此值；
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多点激励的跨断层斜拉桥地震响应比较[J]. 王华治,冯清海,吕福钢. 公路. 2018(06)
[2]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)
[3]基于新型黏弹性阻尼减震器的跨断层铁路桥梁减震分析[J]. 王东昀. 铁道建筑. 2018(04)
[4]跨断层桥梁抗震若干问题探讨[J]. 惠迎新,台玉吉,王克海,张尚荣. 地震工程学报. 2017(05)
[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]跨越断层地震动对结构地震反应的研究进展[J]. 王文明,易思银,田利,王彦明. 地震工程学报. 2017(03)
[7]组合式消能减震墩柱试验与设计方法研究[J]. 刘晓刚,李连友,聂鑫,樊健生. 土木工程学报. 2017(02)
[8]跨断层桥梁非一致激励输入模型适用性研究[J]. 惠迎新,王克海,何文杰. 建筑科学与工程学报. 2016(05)
[9]高墩铁路桥梁减震技术进展研究[J]. 胡连军,杨吉忠. 铁道工程学报. 2016(06)
[10]大跨度斜拉桥边墩新型横向钢阻尼器减震体系及设计方法[J]. 沈星,倪晓博,叶爱君. 土木工程学报. 2016(05)
博士论文
[1]基于碰撞效应的混凝土斜拉桥地震响应特征研究[D]. 申林.长安大学 2016
[2]减震榫的减震性能及其在铁路桥梁中的应用研究[D]. 孟兮.北京交通大学 2016
[3]脉冲型地震下考虑支座位移需求的减震—隔震混合控制体系抗震性能研究[D]. 王亚楠.兰州理工大学 2014
[4]活动断层的地震地表永久位移研究[D]. 刘艳琼.中国地震局工程力学研究所 2013
[5]非一致地震激励下高架连续梁桥动力响应与控制研究[D]. 李勇.北京工业大学 2012
[6]近断层地震动对结构抗震设计的影响研究[D]. 李明.中国地震局工程力学研究所 2010
[7]近断层地震动方向性效应及超剪切破裂研究[D]. 胡进军.中国地震局工程力学研究所 2009
[8]Pushover分析方法的改进研究[D]. 毛建猛.中国地震局工程力学研究所 2008
[9]近场地震下桥梁结构基于性能抗震设计的能量方法[D]. 江辉.北京交通大学 2007
[10]基于运动学和动力学震源模型的近断层地震动研究[D]. 刘启方.中国地震局工程力学研究所 2005
硕士论文
[1]限位挡块对跨断层简支梁桥抗震性能的影响研究[D]. 王志刚.北京交通大学 2018
[2]桥梁结构双重挡块防落梁构造设计研究[D]. 秦凯.烟台大学 2017
[3]近、远场地震下铁路高墩大跨连续刚构桥响应特性研究[D]. 夏春雨.北京交通大学 2017
[4]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
[5]跨越活动断层铁路桥梁地震反应分析[D]. 何林焜.兰州交通大学 2016
[6]近断层地震动作用下LRB隔震连续梁桥纵向抗震性能研究[D]. 李晓凯.石家庄铁道大学 2015
[7]基于混杂系统理论的斜拉桥桥塔及主梁控制方法研究[D]. 陈小松.北京交通大学 2014
[8]脉冲型近断层地震作用下深水桥墩动力响应特性研究[D]. 楚芹.北京交通大学 2014
[9]某超限高层建筑的动力反应与结构分析[D]. 关建强.浙江大学 2012
[10]桥梁抗震分析中考虑高阶振型影响的pushover分析方法[D]. 谢玉娜.湖南大学 2011
本文编号：3317188
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