强震下双层高架桥横向碰撞效应及对策研究
发布时间：2021-06-16 10:48
近50余年发生的几次大地震使桥梁结构遭到严重破坏,尤其是发生在城市或近郊的大地震,如阪神地震、Loma Prieta地震、汶川地震等。震害调查表明,结构或构件碰撞是造成桥梁严重破坏的主要原因之一,如阪神地震中的阪神高速线高架桥、Loma Prieta地震中的Cypress Street双层高架桥等。作为城市交通中的常见桥型之一,双层高架桥由于质量和刚度分布特殊,梁、墩紧密相邻,地震响应更复杂,其中下层桥面与墩柱和上层桥面与挡块的碰撞尤为严重,特别是下层桥面与墩柱的碰撞将导致下横系梁与墩柱的节点严重破坏,墩柱剪断,上层桥面直接坍塌到下层桥面。本文针对双层高架桥在地震中的碰撞问题开展研究,采用数值模拟和参数敏感性分析手段,全面研究了碰撞刚度、初始间隙、恢复系数、支座摩阻系数等参数对桥梁碰撞效应的影响,开展了上层桥面与挡块、下层桥面与墩柱的双重碰撞效应研究,提出并分析了高阻尼橡胶缓冲垫作为减碰措施的有效性。论文研究表明:（1）下层桥面与墩柱间的碰撞力大部分被下横系梁吸收,横系梁再将轴力传递到墩柱,从而导致墩柱在横系梁节点处剪力发生较大突变,对横系梁以及横系梁与墩柱的节点非常不利,这也与以往双...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CypressStreet双层高架桥的碰撞震害
（a）主梁横移 （b）挡块破坏图 1-2 汶川地震中主梁与挡块间的典型横向碰撞震害这些碰撞震害的出现，引起了国内外学者及桥梁专家的高度重视。作为城市交通的主要桥型之一，双层高架桥由于其空间利用率很高，在我国得到了飞速发展。近年来，更是出现了将城市双层高架桥运用到高速公路中的新理念。2013 年 10 月，我国首座高速公路双层高架特大桥——洛塘河大桥的竣工标志着这一理念变成现实。我国是遭受地震灾害最严重的国家之一，尤其在西部山区。近几年，汶川地震和雅安地震给交通基础设施带来了巨大的破坏。双层高架桥节约空间，符合西部山区生态交通建设的目标，今后将有可能是西部高速公路建设的重要选择之一。双层高架桥由于质量和刚度分布特殊，梁、墩紧密相邻，相比普通高速公路桥梁，其地震响应更复杂，其中桥面与墩柱和挡块之间的碰撞问题尤为突出。目前，国内外针对双层高架桥抗震性能的研究主要集中在框架墩的抗震能力方面，在双层高架桥典型震害——上、下层桥面与墩柱及挡块的碰撞方面，国内外研究得很少。可见，对双层高架桥碰撞问题的研究大大滞后于目前所掌握的震害现
elvin 模型采用的是一个线性弹簧（刚度为kk ）和一个阻尼器（阻模拟两接触体之间碰撞，如图 2.2 所示。elvin 模型相比于线性弹簧模型，能模拟碰撞过程中的能量耗散，碰2.2 式计算得到： 1 2 1 2 1 21 200 0c k p k pc pF k u u g c u u u u gF u u g 中：kk 为 Kelvin 弹簧的刚度；1u 、2u 分别为两相邻碰撞结构的位碰撞体的速度；pg为两相邻结构碰撞前的初始间距；据能量守恒定律，阻尼系数 kc与恢复系数e 的关系为：1 21 22 2ln2(ln )k km m ec km me 中1m 、2m 分别为两碰撞体的质量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]斜交简支梁桥地震碰撞反应参数分析[J]. 王军文,吴天宇,闫聚考. 振动与冲击. 2017(03)
[2]双层高架桥下层桥面与墩柱间的碰撞效应研究[J]. 魏晓龙,徐略勤,刘营,腾杰. 世界桥梁. 2016(06)
[3]独塔宽幅斜拉桥基于能力需求比的抗震性能评估[J]. 徐略勤,刘津成,刘营,陈亮. 桥梁建设. 2016(04)
[4]碰撞效应对双层高架桥地震响应的影响[J]. 刘营,徐略勤,腾杰,刘津成. 工程抗震与加固改造. 2016(02)
[5]形状记忆合金橡胶对高架桥梁碰撞减震效果的试验研究[J]. 李素超,郭安薪,崔丽丽,李惠. 防灾减灾工程学报. 2014(05)
[6]基于修正滑移刚体模型的挡块抗震强度预测及其应用[J]. 徐略勤,李建中. 振动与冲击. 2014(17)
[7]地震作用下高墩桥梁横向碰撞效应研究[J]. 邓育林,雷凡,何雄君. 桥梁建设. 2014(03)
[8]山区高速公路双层高架桥双层框架式桥墩拟静力试验分析[J]. 杨宝林,艾杰,刘允中. 公路. 2013(08)
[9]结构地震碰撞分析的线性粘弹性碰撞模型[J]. 许祥,刘伟庆,徐秀丽. 工程力学. 2013(02)
[10]双层高架桥拟静力试验研究[J]. 张洁,李建中,管仲国. 结构工程师. 2012(06)
本文编号：3232935
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CypressStreet双层高架桥的碰撞震害
（a）主梁横移 （b）挡块破坏图 1-2 汶川地震中主梁与挡块间的典型横向碰撞震害这些碰撞震害的出现，引起了国内外学者及桥梁专家的高度重视。作为城市交通的主要桥型之一，双层高架桥由于其空间利用率很高，在我国得到了飞速发展。近年来，更是出现了将城市双层高架桥运用到高速公路中的新理念。2013 年 10 月，我国首座高速公路双层高架特大桥——洛塘河大桥的竣工标志着这一理念变成现实。我国是遭受地震灾害最严重的国家之一，尤其在西部山区。近几年，汶川地震和雅安地震给交通基础设施带来了巨大的破坏。双层高架桥节约空间，符合西部山区生态交通建设的目标，今后将有可能是西部高速公路建设的重要选择之一。双层高架桥由于质量和刚度分布特殊，梁、墩紧密相邻，相比普通高速公路桥梁，其地震响应更复杂，其中桥面与墩柱和挡块之间的碰撞问题尤为突出。目前，国内外针对双层高架桥抗震性能的研究主要集中在框架墩的抗震能力方面，在双层高架桥典型震害——上、下层桥面与墩柱及挡块的碰撞方面，国内外研究得很少。可见，对双层高架桥碰撞问题的研究大大滞后于目前所掌握的震害现
elvin 模型采用的是一个线性弹簧（刚度为kk ）和一个阻尼器（阻模拟两接触体之间碰撞，如图 2.2 所示。elvin 模型相比于线性弹簧模型，能模拟碰撞过程中的能量耗散，碰2.2 式计算得到： 1 2 1 2 1 21 200 0c k p k pc pF k u u g c u u u u gF u u g 中：kk 为 Kelvin 弹簧的刚度；1u 、2u 分别为两相邻碰撞结构的位碰撞体的速度；pg为两相邻结构碰撞前的初始间距；据能量守恒定律，阻尼系数 kc与恢复系数e 的关系为：1 21 22 2ln2(ln )k km m ec km me 中1m 、2m 分别为两碰撞体的质量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]斜交简支梁桥地震碰撞反应参数分析[J]. 王军文,吴天宇,闫聚考. 振动与冲击. 2017(03)
[2]双层高架桥下层桥面与墩柱间的碰撞效应研究[J]. 魏晓龙,徐略勤,刘营,腾杰. 世界桥梁. 2016(06)
[3]独塔宽幅斜拉桥基于能力需求比的抗震性能评估[J]. 徐略勤,刘津成,刘营,陈亮. 桥梁建设. 2016(04)
[4]碰撞效应对双层高架桥地震响应的影响[J]. 刘营,徐略勤,腾杰,刘津成. 工程抗震与加固改造. 2016(02)
[5]形状记忆合金橡胶对高架桥梁碰撞减震效果的试验研究[J]. 李素超,郭安薪,崔丽丽,李惠. 防灾减灾工程学报. 2014(05)
[6]基于修正滑移刚体模型的挡块抗震强度预测及其应用[J]. 徐略勤,李建中. 振动与冲击. 2014(17)
[7]地震作用下高墩桥梁横向碰撞效应研究[J]. 邓育林,雷凡,何雄君. 桥梁建设. 2014(03)
[8]山区高速公路双层高架桥双层框架式桥墩拟静力试验分析[J]. 杨宝林,艾杰,刘允中. 公路. 2013(08)
[9]结构地震碰撞分析的线性粘弹性碰撞模型[J]. 许祥,刘伟庆,徐秀丽. 工程力学. 2013(02)
[10]双层高架桥拟静力试验研究[J]. 张洁,李建中,管仲国. 结构工程师. 2012(06)
本文编号：3232935
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3232935.html
