隔震桥梁在地震激励下伸缩缝处的碰撞响应

发布时间：2017-08-10 09:40

  本文关键词：隔震桥梁在地震激励下伸缩缝处的碰撞响应

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【摘要】：简支梁桥在公路和铁路当中被广泛使用,是道路交通的枢纽工程。一旦遭受强烈地震作用,不仅会导致城市道路交通瘫痪,而且会带来巨大的经济损失和人员伤亡。因此,桥梁的抗震设防问题日益受到国内外学者的关注。研究表明,在强震作用下,桥梁相邻跨间会产生非同向纵向振动,造成跨间位移大于间隙宽度而发生碰撞。而碰撞会产生较大的瞬间脉冲力,可能引起碰撞截面的局部破碎,严重时会导致落梁和构件的失效。因此对桥梁结构进有必要行碰撞响应分析,以便更大程度上满足桥梁工程的安全、可靠度问题。本文对某三跨18m+20m+18m的简支梁桥在地震激励下的碰撞行为进行了动态时程计算分析,在研究了一些重要碰撞理论的基础上,用Kelvin碰撞模型模拟了碰撞单元,考虑墩柱的弹塑性,并利用大型有限元软件ANSYS建立全桥有限元分析模型和进行时程分析,找出伸缩缝处碰撞效应的一些规律,并进行桥梁碰撞效应参数的对比分析,研究这些参数的变化对桥梁结构地震响应的影响。文章主要包含以下几个方面:(1)介绍近几十年来桥梁在地震作用而引起的碰撞破坏,阐明该课题的研究意义和国内外的研究现状。(2)概括桥梁抗震和碰撞理论的计算方法,详细分析现有碰撞模型,选取适合本文的模型,并建立全桥有限元分析模型。(3)选取适当的地震波并调整,利用有限元软件ANSYS,对模型进行时程原理分析,并通过改变影响碰撞的相关因素(接触单元刚度,间隙大小,支座参数等)对相关数值加以分析。(4)对计算结果作相关分析,并对现有防止碰撞的工程措施加以概述
【关键词】：桥梁 地震响应 碰撞刚度 伸缩缝 隔震支座
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景及意义9
• 1.2 桥梁震害的形式9-11
• 1.3 碰撞问题的提出和研究现状11-13
• 1.3.1 碰撞问题的提出11-12
• 1.3.2 碰撞问题的研究现状12-13
• 1.4 本文研究工作13-15
• 第二章 碰撞理论及桥梁模型的建立15-33
• 2.1 桥梁结构地震反应理论15-21
• 2.1.1 结构动力学基本概念15-17
• 2.1.2 静力法17-18
• 2.1.3 动力反应谱法18-19
• 2.1.4 动态时程分析法19-21
• 2.2 桥梁碰撞模拟方法21-25
• 2.2.1 恢复系数法21
• 2.2.2 接触单元法21-24
• 2.2.3 碰撞刚度理论24-25
• 2.3 全桥有限元模型的建立25-32
• 2.3.1 桥梁结构的模拟25-26
• 2.3.2 隔震支座的模拟26-28
• 2.3.3 碰撞单元模拟28
• 2.3.4 结构阻尼问题的模拟28-29
• 2.3.5 地震波的输入和调整29-31
• 2.3.6 计算模型及全桥有限元模型31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 桥梁地震碰撞响应33-50
• 3.1 碰撞单元刚度的影响33-37
• 3.2 碰撞单元阻尼系数的影响37-39
• 3.3 伸缩缝间隙大小的影响39-45
• 3.4 考虑碰撞与不考虑碰撞的影响45-48
• 3.5 本章小结48-50
• 第四章 铅芯橡胶支座参数的影响及常用防碰撞措施50-57
• 4.1 隔震与不隔震的影响50
• 4.2 隔震支座参数的影响50-55
• 4.3 常用防碰撞措施55-56
• 4.4 本章总结56-57
• 结论和展望57-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-64
• 附录A 攻读学位期间发表的论文64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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6 王军文;张运波;李建中;范立础;;地震动行波效应对连续梁桥纵向地震碰撞反应的影响[J];工程力学;2007年11期

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8 王军文;李建中;范立础;;非规则梁桥伸缩缝处的碰撞对地震反应的影响[J];土木工程学报;2006年01期

9 王军文,李建中,范立础;连续梁桥纵向地震碰撞反应参数研究[J];中国公路学报;2005年04期

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本文编号：650056