分枝曲线梁桥地震碰撞响应与参数敏感性研究
发布时间：2021-08-02 19:02
曲线桥在城市及繁忙的交通线路中起着重要的衔接作用,分枝曲线连续梁桥作为曲线桥主要的结构形式应用较为广泛。分枝曲线连续梁桥在一定程度上能够适应任何地形,突破了各种地形的限制,不论是修建高速公路还是城市快速路,其都能够根据地形的变化而尽可能地发挥其作用。然而这种曲线连续梁桥也存在一定的弊端,由于外部的结构呈现出不规则形态,其在地震荷载作用下,碰撞的响应相对复杂,很容易造成主梁、桥墩等结构的破坏,严重时甚至会出现落梁。所以,对于如何进行分枝曲线连续梁桥设计参数的选择,最大限度地防止在地震中因碰撞导致其破坏,显得尤为重要。故此,本文以分枝曲线桥梁为研究对象,分析此类桥梁在强震作用下的碰撞响应和碰撞机理,研究碰撞响应对其设计参数的敏感性,以期对分枝曲线桥梁的抗震减灾设计提供一些参考。本文主要研究成果如下:（1）综述课题研究现状,指出现有研究不足,提出研究要点。探讨地震作用下桥梁碰撞现象、破坏形式、碰撞理论及其力学模型、桥梁地震碰撞反应分析方法。（2）以双柱式桥墩分枝曲线梁桥作为研究对象,利用大型有限元软件Abaqus建立分枝曲线梁桥的三维实体模型。对模型单元、材料本构等进行精细化模拟,对主梁网格...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.2分与直线桥梁不同的是，曲线桥梁不仅
西安建筑科技大学硕士学位论文3由于结构碰撞的原因造成了较为严重的破坏;“2008年的汶川大地震中，汶川百花大桥第五联和庙子坪大桥均发生落梁破坏”[4-5]，对抗震救灾工作造成了很大困难，如图1.3所示。此外，在地震作用下的碰撞，还往往存在横向碰撞作用，即盖梁挡板与上部结构之间发生碰撞的现象，在我国2008年汶川大地震的研究报告中多次提到该现象[6-8]。.图1.3百花大桥震害图桥梁结构在地震作用下破坏形式大致分为以下三种[9]：(1)主梁、桥台和挡块发生破坏：桥梁上部结构极少数是由于地震荷载而直接受到损坏，但对有伸缩缝的桥梁，上部结构会由于碰撞的产生而致使桥梁伸缩缝处发生损坏，甚至会因为碰撞力的产生而导致上部结构位移过大，这些破坏的形式有箱梁梁端开裂，伸缩缝挤压变形，混凝土脱落，严峻的甚至导致落梁毁坏等，参见图1.4-图1.5。(2)桥梁的支座发生破坏：支座是桥梁结构中起到承上启下作用的关键构件，也是整个桥梁中最易损坏的部位。在地震荷载作用下的常常会发生支座的滑移，螺栓被剪切，支座脱落等破坏，支座的破坏往往对于上部结构会产生很大影响。碰撞的发生对于支座也会产生很大的影响，此时支座的受力会突然变大，见图1.6。(3)桥梁下部结构发生破坏：产生该类破坏的主要原因为下部结构在强烈的水平地震加速度下相对薄弱的部位容易发生局部破坏，以及地基在地震作用下承载力不足等导致的损毁。此类问题正是导致桥梁坍塌的主要原因，并且该类破坏基本无法修复。研究表明一般情况下细长的柔性墩容易发生弯曲破坏，而短促的刚性墩容易发生剪切破坏，介于两者之间的桥墩常常两种破坏都有可能发生[10]。
桥梁桥台震害
【参考文献】：
期刊论文
[1]桥梁碰撞振动台试验及参数敏感性分析[J]. 李青宁,尹俊红,张瑞杰,孙建鹏. 长安大学学报(自然科学版). 2016(04)
[2]钢筋混凝土结构多尺度建模与数值分析[J]. 李宏男,王大东. 建筑科学与工程学报. 2014(02)
[3]钢筋混凝土连续刚构-简支梁组合桥地震碰撞振动台阵试验[J]. 闫晓宇,李忠献,韩强,杜修力. 地震工程与工程振动. 2014(02)
[4]梁式桥地震碰撞响应及防碰撞与落梁措施研究进展[J]. 高玉峰,蒲黔辉,李晓斌. 地震工程与工程振动. 2011(01)
[5]桥梁结构地震碰撞问题理论分析模型及试验研究进展[J]. 高玉峰,李晓斌,杨永清. 应用力学学报. 2010(04)
[6]钢-混凝土混合框架结构多尺度分析及其建模方法[J]. 林旭川,陆新征,叶列平. 计算力学学报. 2010(03)
[7]汶川大地震公路桥梁震害分析及对策[J]. 庄卫林,刘振宇,蒋劲松. 岩石力学与工程学报. 2009(07)
[8]汶川大地震公路桥梁震害初步调查[J]. 王东升,郭迅,孙治国,孟庆利,于德海,李晓莉. 地震工程与工程振动. 2009(03)
[9]高墩桥地震碰撞效应初步研究[J]. 李辉,张振锋,邱建慧. 低温建筑技术. 2009(04)
[10]汶川地震桥梁震害的特征[J]. 李鸿晶,陆鸣,温增平,罗韧. 南京工业大学学报(自然科学版). 2009(01)
博士论文
[1]高架桥梁地震碰撞分析及控制[D]. 李忠军.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]强震作用下曲线连续梁桥碰撞响应分析[D]. 杨跃威.重庆大学 2015
[2]地震作用下钢筋混凝土梁桥梁间碰撞响应分析及防止措施研究[D]. 段文中.西安理工大学 2007
[3]地震落梁与结构碰撞的数值模拟研究[D]. 杨永强.中国地震局工程力学研究所 2007
[4]城市高架桥梁地震碰撞反应分析及控制[D]. 崔丽丽.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3318104
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.2分与直线桥梁不同的是，曲线桥梁不仅
西安建筑科技大学硕士学位论文3由于结构碰撞的原因造成了较为严重的破坏;“2008年的汶川大地震中，汶川百花大桥第五联和庙子坪大桥均发生落梁破坏”[4-5]，对抗震救灾工作造成了很大困难，如图1.3所示。此外，在地震作用下的碰撞，还往往存在横向碰撞作用，即盖梁挡板与上部结构之间发生碰撞的现象，在我国2008年汶川大地震的研究报告中多次提到该现象[6-8]。.图1.3百花大桥震害图桥梁结构在地震作用下破坏形式大致分为以下三种[9]：(1)主梁、桥台和挡块发生破坏：桥梁上部结构极少数是由于地震荷载而直接受到损坏，但对有伸缩缝的桥梁，上部结构会由于碰撞的产生而致使桥梁伸缩缝处发生损坏，甚至会因为碰撞力的产生而导致上部结构位移过大，这些破坏的形式有箱梁梁端开裂，伸缩缝挤压变形，混凝土脱落，严峻的甚至导致落梁毁坏等，参见图1.4-图1.5。(2)桥梁的支座发生破坏：支座是桥梁结构中起到承上启下作用的关键构件，也是整个桥梁中最易损坏的部位。在地震荷载作用下的常常会发生支座的滑移，螺栓被剪切，支座脱落等破坏，支座的破坏往往对于上部结构会产生很大影响。碰撞的发生对于支座也会产生很大的影响，此时支座的受力会突然变大，见图1.6。(3)桥梁下部结构发生破坏：产生该类破坏的主要原因为下部结构在强烈的水平地震加速度下相对薄弱的部位容易发生局部破坏，以及地基在地震作用下承载力不足等导致的损毁。此类问题正是导致桥梁坍塌的主要原因，并且该类破坏基本无法修复。研究表明一般情况下细长的柔性墩容易发生弯曲破坏，而短促的刚性墩容易发生剪切破坏，介于两者之间的桥墩常常两种破坏都有可能发生[10]。
桥梁桥台震害
【参考文献】：
期刊论文
[1]桥梁碰撞振动台试验及参数敏感性分析[J]. 李青宁,尹俊红,张瑞杰,孙建鹏. 长安大学学报(自然科学版). 2016(04)
[2]钢筋混凝土结构多尺度建模与数值分析[J]. 李宏男,王大东. 建筑科学与工程学报. 2014(02)
[3]钢筋混凝土连续刚构-简支梁组合桥地震碰撞振动台阵试验[J]. 闫晓宇,李忠献,韩强,杜修力. 地震工程与工程振动. 2014(02)
[4]梁式桥地震碰撞响应及防碰撞与落梁措施研究进展[J]. 高玉峰,蒲黔辉,李晓斌. 地震工程与工程振动. 2011(01)
[5]桥梁结构地震碰撞问题理论分析模型及试验研究进展[J]. 高玉峰,李晓斌,杨永清. 应用力学学报. 2010(04)
[6]钢-混凝土混合框架结构多尺度分析及其建模方法[J]. 林旭川,陆新征,叶列平. 计算力学学报. 2010(03)
[7]汶川大地震公路桥梁震害分析及对策[J]. 庄卫林,刘振宇,蒋劲松. 岩石力学与工程学报. 2009(07)
[8]汶川大地震公路桥梁震害初步调查[J]. 王东升,郭迅,孙治国,孟庆利,于德海,李晓莉. 地震工程与工程振动. 2009(03)
[9]高墩桥地震碰撞效应初步研究[J]. 李辉,张振锋,邱建慧. 低温建筑技术. 2009(04)
[10]汶川地震桥梁震害的特征[J]. 李鸿晶,陆鸣,温增平,罗韧. 南京工业大学学报(自然科学版). 2009(01)
博士论文
[1]高架桥梁地震碰撞分析及控制[D]. 李忠军.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]强震作用下曲线连续梁桥碰撞响应分析[D]. 杨跃威.重庆大学 2015
[2]地震作用下钢筋混凝土梁桥梁间碰撞响应分析及防止措施研究[D]. 段文中.西安理工大学 2007
[3]地震落梁与结构碰撞的数值模拟研究[D]. 杨永强.中国地震局工程力学研究所 2007
[4]城市高架桥梁地震碰撞反应分析及控制[D]. 崔丽丽.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3318104
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