竖向地震作用下高速铁路预应力混凝土连续桥梁的地震响应

发布时间：2017-08-10 11:18

  本文关键词：竖向地震作用下高速铁路预应力混凝土连续桥梁的地震响应

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【摘要】：随着近年来一些无法用传统观点解释的桥梁震害的发现,被低估的竖向地震动对工程结构可能造成的损害受到了越来越多的关注。考虑到桥梁结构的振动特点,竖向地震作用不能忽略,有必要开展这方面的研究工作。本文首先综述了有关桥梁竖向抗震的国内外研究成果。以津秦客运专线上某五跨预应力混凝土连续梁桥为研究对象,建立三维有限元分析模型,对桥梁在竖向地震作用下的地震响应规律展开深入研究。主要研究内容和所得结论如下：1、分析了不同竖向地震作用下跨中梁体弯矩、跨中梁体竖向位移、支座竖向压力及桥墩轴力的响应规律。2、分析不同竖向地震作用下桥梁纵向预应力钢筋的应力变化规律。3、8度、9度多遇竖向地震作用下,跨中梁体及支座处梁体的弯矩比恒载作用下有一定的增大；跨中梁体的竖向位移增大,支座竖向压力、桥墩轴力均有一定的增大,但增加幅度较小,对桥梁的影响不大。8度、9度罕遇地震作用下,跨中及支座处梁体弯矩有了明显的增加;跨中梁体的竖向位移超过规范限值；支座竖向压力均值接近竖向承载力设计值,可能会造成支座“压溃”破坏；桥墩轴力也有显著的增加,引起桥墩轴压比变化,导致桥墩的延性变差。抗震设计时需注意跨中梁体及支座等较为薄弱的部位。4、竖向地震作用下,通过分析梁体内纵向预应力钢筋得出：顶板、底板、腹板预应力钢筋的应力变化规律：在长度方向上,呈现出先增大后减小的趋势。8度、9度多遇竖向地震作用下,纵向预应力钢筋的内力增幅较小,对预应力钢筋的应力影响不大。8度、9度罕遇竖向地震作用下,腹板、顶板、底板预应力钢筋应力比恒载作用下增幅较大。其中底板预应力钢筋的增幅最大,其次是顶板预应力钢筋,腹板预应力钢筋的增幅最小,对预应力钢筋的应力有较大的影响。
【关键词】：高速铁路连续梁桥 竖向地震 预应力钢筋 时程分析
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.2 竖向地震动引起的桥梁震害的研究现状12-17
• 1.2.1 桥梁竖向震害实例12-13
• 1.2.2 竖向地震反应谱的研究13-15
• 1.2.3 竖向地震作用下桥梁结构地震响应的研究15-17
• 1.3 本文研究内容17-19
• 2 预应力混凝土连续梁桥有限元计算模型19-27
• 2.1 工程概况19-21
• 2.2 桥梁有限元数值模拟21-23
• 2.2.1 箱梁截面及预应力钢筋的数值模拟21-22
• 2.2.2 支座单元的模拟22
• 2.2.3 桥墩单元的模拟22-23
• 2.3 桥梁有限元模型的自振特性分析23-25
• 2.4 本章小结25-27
• 3 预应力混凝土连续梁桥的竖向地震反应分析27-59
• 3.1 计算方法及地震动输入参数的选择27-28
• 3.2 8度多遇竖向地震作用下桥梁响应规律28-35
• 3.2.1 梁体弯矩分析28-31
• 3.2.2 跨中梁体竖向位移分析31-32
• 3.2.3 桥梁支座竖向力分析32-34
• 3.2.4 桥墩轴力分析34-35
• 3.3 8度罕遇竖向地震作用下桥梁响应规律35-42
• 3.3.1 梁体弯矩分析35-38
• 3.3.2 跨中梁体竖向位移分析38-39
• 3.3.3 桥梁支座竖向力分析39-41
• 3.3.4 桥墩轴力分析41-42
• 3.4 9度多遇竖向地震作用下桥梁响应规律42-49
• 3.4.1 梁体弯矩分析42-44
• 3.4.2 跨中梁体竖向位移分析44-46
• 3.4.3 桥梁支座竖向力分析46-48
• 3.4.4 桥墩轴力分析48-49
• 3.5 9度罕遇竖向地震作用下梁体响应规律49-56
• 3.5.1 梁体弯矩分析49-51
• 3.5.2 跨中梁体竖向位移分析51-53
• 3.5.3 桥梁支座竖向力分析53-55
• 3.5.4 桥墩轴力分析55-56
• 3.6 本章小结56-59
• 4 竖向地震作用下预应力钢筋应力变化规律59-103
• 4.1 腹板预应力钢筋应力变化规律59-69
• 4.2 顶板预应力钢筋应力变化规律69-83
• 4.3 底板预应力钢筋应力变化规律83-101
• 4.4 本章小结101-103
• 5 结论与展望103-105
• 5.1 结论103
• 5.2 展望103-105
• 参考文献105-107
• 作者简历107-111
• 学位论文数据集111

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本文编号：650406