多维近场地震作用下隔震连续梁桥的地震响应研究

发布时间：2017-07-04 04:18

  本文关键词：多维近场地震作用下隔震连续梁桥的地震响应研究

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【摘要】：随着我国经济的快速发展,越来越多的高速公路、高速铁路等基础交通工程向分布着大量断裂带和地震带的广大西部偏远山区延伸,作为其重要组成的桥梁工程不可避免地受到近场地震动的潜在威胁。隔震桥梁结构作为应用成熟的抗震形式其规模化推广必然要考虑近场地震动的影响,对近场地震动作用下隔震桥梁的地震响应进行相关研究成了亟待解决的研究课题。本文从对近场地震动特性进行统计分析入手,研究近场地震动作用下隔震桥梁结构响应的差异性和规律性,为近场地震动作用下连续梁桥的隔震设计提供参考和指导。首先,在总结以往研究成果的基础上,采用统计分析的方法研究了近场地震动的脉冲效应、竖向效应特性;其次,通过对比不同类型地震动作用下隔震桥梁的地震响应,研究近场地震动与一般场地震动对结构响应的差异;再次,通过改变竖向地震动输入幅值来研究近场地震动竖向效应对隔震桥梁地震响应的影响;最后,初步研究了地震动参数PGV/PGA与隔震桥梁地震响应的相关性。得出的主要结论如下:(1)具有脉冲效应的近场地震动相比不具脉冲效应的近场地震动,地震响应更大;相比一般场地震动,近场地震动的脉冲效应和远场地震动含有较多的长周期成分会造成隔震桥梁地震响应增大。(2)竖向地震动输入幅值的改变对隔震桥梁竖向地震响应影响很大,基本呈线性变化;而对水平向地震响应也有一定影响,靠近断裂带的隔震桥梁进行抗震设计时不可忽视竖向效应的影响。(3)地震动参数PGV/PGA与支座、梁体、墩底部位的地震响应密切相关,基本呈正相关,而与墩顶加速度无明显相关性。
【关键词】：近场地震 连续梁桥 隔震 摩擦摆支座 地震响应
【学位授予单位】：郑州大学
【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10-18
• 1.1 引言10-12
• 1.2 近场地震动及其特性的研究现状12-16
• 1.2.1 近场地震动脉冲效应的研究现状12-14
• 1.2.2 近场地震动竖向效应研究现状14-16
• 1.3 本文的研究目的和主要研究内容16-18
• 1.3.1 本文的主要研究目的16
• 1.3.2 本文的主要研究内容和章节安排16-18
• 2 近场地震动特性统计分析18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 地震动记录的选取18-19
• 2.3 近场地震动特性分析19-26
• 2.3.1 近场地震动幅值特性分析19-23
• 2.3.2 近场地震动频谱特性分析23-26
• 2.4 近场地震动竖向效应特性统计分析26-30
• 2.4.1 地震动分组26-27
• 2.4.2 近场地震动竖向与水平向加速度峰值比的统计分析27-29
• 2.4.3 近场地震动竖向与水平向加速度反应谱最大谱值比的统计分析29-30
• 2.5 本章小结30-32
• 3 连续梁桥有限元模型的建立及地震动选择32-62
• 3.1 引言32
• 3.2 工程背景32-36
• 3.2.1 桥梁概况32-34
• 3.2.2 场地及设计加速度时程峰值的确定34-36
• 3.3 全桥有限元分析模型的建立36-43
• 3.3.1 有限元模型的建立37-38
• 3.3.2 支座的模拟38-41
• 3.3.3 阻尼的输入41-42
• 3.3.4 桩-土-结构相互作用42-43
• 3.4 特征值分析43-46
• 3.5 地震动的选取46-61
• 3.5.1 选取原则46-47
• 3.5.2 输入地震动的筛选47-61
• 3.6 本章小结61-62
• 4 不同类型地震动作用下隔震桥梁的地震响应62-97
• 4.1 引言62
• 4.2 地震动的输入62
• 4.3 分析结果62-95
• 4.3.1 支座地震响应分析63-81
• 4.3.2 墩底地震响应分析81-90
• 4.3.3 梁体加速度地震响应分析90-95
• 4.4 本章小结95-97
• 5 近场地震动竖向效应对隔震桥梁地震响应的影响97-130
• 5.1 引言97
• 5.2 分析工况97-98
• 5.3 分析结果98-129
• 5.3.1 支座地震响应98-105
• 5.3.2 梁体加速度和梁体位移105-110
• 5.3.3 墩顶加速度和墩顶位移110-115
• 5.3.4 墩底内力115-129
• 5.4 本章小结129-130
• 6 PGV/PGA对隔震桥梁地震响应的影响130-139
• 6.1 引言130
• 6.2 分析工况130-131
• 6.3 分析结果131-138
• 6.3.1 对支座响应的影响131-133
• 6.3.2 对梁体响应的影响133-134
• 6.3.3 对墩顶响应的影响134-136
• 6.3.4 对墩底响应的影响136-138
• 6.4 本章小结138-139
• 7 结论与展望139-141
• 7.1 结论139-140
• 7.2 展望140-141
• 参考文献141-145
• 个人简历145-146
• 致谢146

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本文编号：516318