钢管混凝土提篮拱桥地震响应分析及减隔震研究

发布时间：2019-07-22 21:19

【摘要】：近年来,高速铁路客运专线在我国大量建设,桥梁在其中应用广泛,并且结构形式日新月异,钢管混凝土拱桥以其承载能力高、跨越能力强、形式优美等特点在高速铁路中大受青睐。但近十年来,震级高、破坏力强的地震发生愈来愈频繁,钢管混凝土拱桥由于跨度大、重心高、质量大等特点地震响应问题尤为突出,因而对铁路钢管混凝土拱桥的抗震及减隔震研究具有十分重要的工程意义。本文以武广客运专线胡家湾钢管混凝土拱桥为工程背景,利用通用有限元软件建立全桥动力分析模型,主要工作及结论有： l、对钢管混凝土拱桥进行了动力特性分析,探讨了拱肋倾角变化、不同吊杆形式对桥梁结构动力特性的影响。结果表明拱肋横向稳定性较弱；增大拱肋倾角,拱桥的横向刚度提高；倾斜吊杆增加结构面内刚度。 2、对钢管混凝土拱桥进行了反应谱分析和动力时程分析,并将两种分析方法的结果进行了对比。结果表明两种分析方法的结果没有特别的比较规律,应结合两种分析方法的最不利结果来指导拱桥地震设计。 3、对铅芯橡胶支座的隔震效果进行了探讨。介绍了本文铅芯橡胶支座参数的计算方法,在MIDAS中利用双向耦合模型模拟铅芯橡胶支座,讨论了铅芯直径、硬化比、橡胶尺寸等支座参数对铅芯橡胶支座隔震效果的影响；讨论了墩高、地震波类型、地震强度对铅芯隔震模型的影响。结果表明安装铅芯橡胶支座后,结构内力有较大程度的下降,各桥墩共同承担地震力,地震力的分配更加均匀,铅芯橡胶支座隔震效果明显。
【图文】：

-丨庙子呼大桥落梁

图1-丨庙子呼大桥落梁2)支座连接震害。桥梁支座的主要作用是连接桥梁上部结构和下部结构，传递部结构传递的荷载，约束上部结构的运动，是重要的传力构件，也是抗震性能比较弱的部分。当地震发生时,上部结构的巨大惯性力需通过支座传递至下部结构。当地作用产生的上部结构惯性力过大，超出支座的剪切承载力就会导致支座损伤或失效，而破坏上下部结构的正常联系，从而引起落梁或梁体倾斜。常见的支座破坏形式包括支座倾斜或被压碎，滑动支座脱落或固定支座由于受力太大导致的锚固螺栓被拔出或剪断。图1-2列出了地震巾支座的两种破坏形式。

地震中支座的破坏形式

括支座倾斜或被压碎，滑动支座脱落或固定支座由于受力太大导致的锚固螺栓被拔出或剪断。图1-2列出了地震巾支座的两种破坏形式。支座剪切变形较大，底部思空I彩咽使，"_ , ^ I .BIa)支座变形过大破坏 b)支座剪切破坏图1-2地震中支座的破坏形式3)下部结构震害。桥梁在地震中常见的破坏形式为下部结构的损坏。下部结构的损坏导致震后修复难度大，严重影响桥梁的使用，严重时还会引起桥梁的倒塌。常见的下部结构破坏形式包括盖梁破坏、桥台滑移、地基失效和桥壤破坏等。其中桥壤破坏是最主要的下部结构破坏形式，，常见的破坏形式包括弯曲破坏、剪切破坏和弯剪破坏三种。其中弯曲破坏是由于地震的反复荷载作用造成桥徵截面损伤生成塑性铰，导致桥壤的抗弯承载能力降低无法承受地震所产生的弯矩，最终失去承载能力而破坏，其表现为保护层脱落，内部混凝土压碎、崩裂。桥墩的剪切破坏实际上是一种脆性破坏
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U442.55

【参考文献】