跨越活动断层铁路桥梁地震反应分析

发布时间：2017-04-29 03:03

  本文关键词：跨越活动断层铁路桥梁地震反应分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于断层地震动的特殊性,近年来许多地震领域和工程领域的研究学者都将其作为研究重点。鉴于其特殊的脉冲作用,断层区建筑物与结构物的地震风险较其它区域要高很多,断层脉冲型地震动作用下结构体系的响应规律以及损坏机理的研究成为当下急需解决的问题。尽管国内外相关抗震规范都在条例中给出了结构应尽量避免建造在地震活动断层区域的建议,但当结构物不可避免地跨越活动断层时,设计就必须考虑地震中的断层效应。本文以阔克萨大桥为工程背景,输入人工合成的地震波分析了该桥在断层脉冲型地震动作用下的地震反应。本文主要的研究内容如下:参照国内外的研究成果,介绍了断层脉冲型地震动的定义以及分类,分析了断层地表破裂产生的方向性效应和静态滑冲效应对结构的影响。针对断层地震动特殊的脉冲作用,分别模拟其低频成分和高频成分,并将两者叠加生成能够模拟断层效应的模拟时程。以工程背景桥梁为载体,分别采用多点激励位移和多点激励加速度的地震动输入方法输入模型,探讨了两种输入方法对计算结构地震响应的适用性,并得出位移输入法能够真实的模拟断层错动引起的结构残余变形与内力,符合实际震害特征。通过理论分析及有限元计算的方法分析了该桥在方向效应断层脉冲地震动、滑冲效应断层脉冲地震动作用下的时程反应。研究结果表明在断层地震动作用下,其脉冲效应会显著增加桥墩的震害,可能使上部结构出现上跳而产生落梁破坏。探讨了铅芯橡胶支座在跨断层桥梁中的适用性,指出该桥型在断层脉冲型地震动作用下,减隔震支座比普通橡胶支座能发挥更大的作用,但要达到最佳的减震效果还需对减隔震支座的参数进行优化。
【关键词】：断层脉冲型地震动 地震动人工合成 位移输入模型 地震反应分析 减隔震特性分析
【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
• Abstract5-10
• 1 绪论10-13
• 1.1 概述10-11
• 1.2 本文研究目的及意义11
• 1.3 跨断层桥梁结构国内外研究现状11
• 1.4 本文研究背景及主要研究内容11-13
• 1.4.1 本文研究背景11-12
• 1.4.2 本文研究内容12-13
• 2 活动断层的基本特征13-17
• 2.1 概述13
• 2.2 活动断层的定义及分类13-14
• 2.2.1 活动断层的定义13
• 2.2.2 活动断层的分类13-14
• 2.3 活动断层地震动的特征14-17
• 2.3.1 方向性效应14-15
• 2.3.2 滑冲效应15-17
• 3 跨断层桥位处地面运动的模拟17-32
• 3.1 概述17-19
• 3.2 低频脉冲的模拟19-21
• 3.2.1 方向性脉冲的模拟19-20
• 3.2.2 滑冲脉冲的模拟20-21
• 3.3 高频脉冲的模拟21-29
• 3.3.1 功率谱21-23
• 3.3.2 幅值谱23-24
• 3.3.3 相位谱24-28
• 3.3.4 傅里叶逆变换生成加速度时程28-29
• 3.4 跨断层脉冲型地震动的合成29-31
• 3.5 本章小结31-32
• 4 断层脉冲型地震动作用下简支梁桥地震动输入方法32-41
• 4.1 概述32
• 4.2 工程概况32-35
• 4.2.1 阔克萨大桥概况32-33
• 4.2.2 计算模型建立33-35
• 4.3 多点激励输入模型方法对比35-36
• 4.3.1 多点激励位移输入模型35
• 4.3.2 多点激励加速度输入模型35-36
• 4.4 两种模型输入方法在模型中的比较36-40
• 4.5 本章小结40-41
• 5 断层脉冲型地震动作用下简支梁桥地震反应分析41-55
• 5.1 概述41
• 5.2 分析方法41-43
• 5.2.1 地震动输入方法的选择41
• 5.2.2 一致激励下的地震动输入41-42
• 5.2.3 非一致激励下的地震动输入42-43
• 5.3 迭代方法的选择43-44
• 5.4 跨越活动断层铁路桥梁时程反应分析44-53
• 5.4.1 桥梁纵向反应分析46-49
• 5.4.2 桥梁横向反应分析49-53
• 5.5 本章小结53-55
• 6 跨断层地区铁路桥梁减隔震特性分析55-63
• 6.1 概述55
• 6.2 简支梁桥的隔震设计55-58
• 6.2.1 桥梁隔震原理55-56
• 6.2.2 铅芯橡胶支座力学特性及计算模型56-58
• 6.3 脉冲型地震动作用下减隔震桥梁的反应58-61
• 6.3.1 纵桥向反应59-60
• 6.3.2 横桥向反应60-61
• 6.4 本章小结61-63
• 7 结论与展望63-65
• 7.1 主要结论63-64
• 7.2 需要进一步研究的问题64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-68
• 攻读学位期间的研究成果68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王广军;层状土地震反应分析中的输入波[J];岩土工程学报;1984年03期

2 王志良;沈智刚;李相崧;黄宾;;用计算机联机实验系统进行土层地震反应分析[J];世界地震工程;1986年04期

3 K·Kawano;K·Nagamitsu;伍国

本文编号：334063