多跨连续梁桥分散抗震设计研究

发布时间：2017-04-21 11:22

  本文关键词：多跨连续梁桥分散抗震设计研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于连续梁桥具有受力合理、构造简单和施工方便等优点,随着施工技术和设备的不断改进发展,多跨连续梁桥成为在跨越较宽的山谷河流时的主要选择桥型。多跨连续梁桥一般只设置一个固定墩,其余墩采用摩擦力较小的活动支座,地震作用的的水平惯性力基本上全部由固定墩承担,且多跨连续梁上部质量大,对固定墩的抗震性能提出了很高的要求,为降低固定墩承担的地震作用,可对其进行分散抗震设计。本文参考桥梁抗震构件的设计思路,设计了由耗能构件和刚度构件组成的分散抗震装置,使活动墩承担一定的地震作用,降低固定墩的地震反应。主要完成以下工作:(1)设计了多跨连续梁桥的分散抗震构造装置,分散抗震装置按功能分为耗能装置和刚度装置,耗能装置具有一定的刚度和耗能能力,由装置材料的特性实现,可以起到将梁体的地震作用分散传递到活动墩和耗散地震能量的作用;刚度构件的刚度和承载力较大,防止梁体位移过大,出现落梁。(2)对活动墩进行了分散抗震装置安装的构造设计,建立考虑支座摩擦及分散抗震构造装置共同作用的墩梁连接模型,墩梁连接处综合考虑活动支座摩擦和分散抗震装置两种非线性,分析墩梁连接部位在地震作用下经历的状态过程,考虑活动支座摩擦和分散抗震装置共同作用,提出简化的有限元计算模型。(3)使用midas/civil有限元软件,考虑支座摩擦、分散抗震装置非线性状态,建立多跨连续梁分散抗震前后的空间有限元模型,用非线性时程分析法对梁体位移、墩底曲率、墩底弯矩进行对比分析,分析结果表明,分散抗震装置可以有效增加活动墩承担的地震作用,其墩底弯矩、曲率增加;并减小固定墩墩底弯矩、曲率,分散梁部的地震作用,耗散地震输入能量;并和设置lock-up装置的多跨连续梁地震反应结果进行对比,结果表明,由于lock-up装置锁定时会使结构体系发生改变,在某些情况下非但不能耗散地震输入能量,还会增加地震输入的能量,所以,在某些地震作用下,分散抗震装置较lock-up装置的抗震效果明显,且分散抗震装置造价低廉、便于更换,而lock-up装置保养维修费用昂贵。
【关键词】：多跨连续梁桥 分散抗震 纵向地震作用 非线性时程分析
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 引言9
• 1.2 连续梁桥的地震破坏及抗震研究现状9-15
• 1.2.1 桥梁结构的地震破坏形式9-11
• 1.2.2 连续梁桥的抗震研究现状11-15
• 1.3 桥梁碰撞分析的现状15-17
• 1.4 多跨连续梁桥抗震设计中的难点17-18
• 1.5 本文的主要研究内容18-19
• 2 连续梁桥的抗震模型及分析理论19-32
• 2.1 抗震分析模型19-26
• 2.1.1 连续梁有限元建模20-21
• 2.1.2 活动支座摩擦单元21-22
• 2.1.3 钢筋混凝土弹塑性梁单元22-26
• 2.2 连续梁桥的动力分析理论26-31
• 2.2.1 反应谱理论26-29
• 2.2.2 动态时程分析法29-31
• 2.3 本章小结31-32
• 3 多跨连续梁桥分散抗震构造设计32-47
• 3.1 分散抗震构件32-35
• 3.1.1 分散抗震构件的设计思路32-33
• 3.1.2 金属耗能的特性33
• 3.1.3 金属减震耗能装置的力学模型33-35
• 3.1.4 分散抗震刚度构件35
• 3.2 多跨连续梁桥分散抗震构造35-37
• 3.2.1 多跨连续梁桥分散抗震构造设计35-36
• 3.2.2 多跨连续梁桥分散抗震构造的连接模型36-37
• 3.3 考虑支座摩擦和分散抗震装置共同作用的单元模型37-39
• 3.4 分散抗震耗能构件的试验研究39-45
• 3.4.1 分散抗震耗能构件的设计39-41
• 3.4.2 分散抗震耗能构件室内模型试验41-43
• 3.4.3 伺服控制加载系统及加载制度43
• 3.4.4 试验结果及分析43-44
• 3.4.5 耗能构件破坏机理44-45
• 3.5 本章小结45-47
• 4 多跨连续梁桥分散抗震地震反应分析47-64
• 4.1 分散减震装置多跨连续梁桥有限元分析模型47-50
• 4.2 输入地震波50-51
• 4.3 考虑支座摩擦及分散抗震装置的抗震效果分析51-60
• 4.3.1 墩底曲率结果分析51-58
• 4.3.2 梁体位移结果分析58-60
• 4.4 分散抗震装置不同刚度抗震效果分析60-63
• 4.5 本章小结63-64
• 5 Lock-up装置多跨连续梁桥地震反应分析64-69
• 5.1 lock-up装置有限元模型64
• 5.2 lock-up装置和分散抗震装置抗震效果对比分析64-68
• 5.2.1 墩底弯矩结果分析65-66
• 5.2.2 墩底曲率结果分析66-67
• 5.2.3 梁体位移结果分析67-68
• 5.3 本章小结68-69
• 结论与展望69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-75
• 攻读学位期间的研究成果75

【参考文献】

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本文编号：320251