限位墩对长联梁桥抗震性能的初步探讨

发布时间：2020-08-23 13:23

【摘要】：强烈地震作用下,梁桥主梁之间以及主梁与桥台极易发生碰撞,剧烈的碰撞过程中存在严重的材料非线性和几何非线性问题,可能造成主梁断面局部区域的破坏,引起主梁过大的纵向位移,最后出现落梁倒塌。本文根据山区高烈度长桥易落梁的特点,利用实测地震波对长桥结构在地震作用下的动力响应进行分析研究。在模型设计中,考虑桥梁各部分的动力特性,利用有限元软件Abaqus建立了整个桥梁的动力计算模型。分析了长桥易产生落梁原因以及在动力荷载作用下的响应,着重研究了限位墩在长联梁桥中的抗震性能。主要内容如下:(1)对本文研究的背景和限位墩的概念及目前桥梁限位方法的研究现状进行了介绍,同时说明了本文的研究意义和主要内容;对地震荷载作用下的落梁震害以及防落梁系统的构成进行了阐述,之后对地震作用下主梁的碰撞问题作了介绍。(2)基于简化模型与接触单元法的不足,应用三维接触-摩擦模型结合显式动力接触算法来模拟梁桥的地震碰撞效应,从碰撞面定义、碰撞属性、滑移公式等方面进行建模。(3)利用Abaqus结构有限元分析软件,采用时程分析法,选用常用的地震波并对加速度峰值进行了调整。在三种不同地震波的作用下,以不同限位墩个数作为参数,对六联(24跨)梁桥的动力响应进行了分析;针对不同伸缩缝间隙,在El-centro和Taft地震波的激励下,分析了限位墩墩顶伸缩缝间隙大小不同时对整个桥梁抗震性能的影响;为研究跨径对长联梁桥的动力影响,在Taft以及其相应的两种峰值加速度(0.4g、0.7g)的情况下,对四种跨径(20m、30m、40m、50m)进行全桥结构动力响应分析。(4)针对三联(12跨)的不规则桥梁,在Taft地震波峰值加速度为0.4g和0.7g的一致激励下,主要研究了限位墩个数对跨沟谷桥型以及曲率半径为180m弯桥的墩梁位移的影响;在2个限位墩的情况下,探讨了不同伸缩缝间距对于跨沟谷桥型、单项波桥型、曲率半径为180m和240m四种桥型的抗震性能的影响。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U442.55
【图文】：

震后,震前,宫城,公路桥梁

图 1- 1 百花大桥震前与震后2010 年，青海省玉树县发生两次地震，最高震级 7.1 级；2013 年四川省雅安市芦山县发生 7.0 级地震。同期，国外地震灾害也频繁发生。2011 年 3 月 11 日宫城县海域发生了里氏 9.0 级地震，宫城县一处公路桥梁由于主梁搭接长度不够，导致落梁、断裂坍塌，如下图 1-2、图 1-3。图 1- 2 高架桥整体倒塌图 1- 3 公路桥梁断裂坍塌现代化城镇建设的加速，导致人口的密集，一旦发生地震，所造成的人生财

整体倒塌,高架桥,宫城,落梁

跨出现整体垮塌，其原因是强烈的地震引起上部结构位移过大，发生了落梁，如图 1-1。图 1- 1 百花大桥震前与震后2010 年，青海省玉树县发生两次地震，最高震级 7.1 级；2013 年四川省雅安市芦山县发生 7.0 级地震。同期，国外地震灾害也频繁发生。2011 年 3 月 11 日宫城县海域发生了里氏 9.0 级地震，宫城县一处公路桥梁由于主梁搭接长度不够，导致落梁、断裂坍塌，如下图 1-2、图 1-3。

公路桥梁,宫城

【参考文献】