双柱式高低墩桥梁地震响应分析

发布时间：2017-08-28 05:49

  本文关键词：双柱式高低墩桥梁地震响应分析

  更多相关文章： 双柱式桥墩 有限元分析 地震响应 高低墩 横系梁

【摘要】：由于西部大开发战略的深化推进以及“十三五规划”、“一带一路”等政策的陆续推出,可以预见未来几年,我国西部地区交通事业的建设将迎来新一轮高峰。我国西部山区地形艰难,大量使用双柱式高低墩桥梁结构,且西部地区地震频发,公路桥梁受地震作用而破坏的实例常有发生,所以对双柱式高低墩桥梁的抗震性能分析有重要的现实意义。本文重点分析了西部山区几种常见类型的高低墩桥梁在运用反应谱法和时程分析法时的动力响应情况,研究其桥墩在纵桥向、横桥向分别存在高差时的地震响应分析,并针对双柱式桥墩的横系梁对桥梁抗震性能的影响作了进一步的研究分析。本文的主要研究工作如下：(1)使用通用的有限元软件建立3D动力模型,对西部山区常见的四种桥梁类型(单向坡桥梁、跨山包桥梁、跨沟谷桥梁及等高墩桥梁)进行纵桥向高低墩在地震作用下的响应分析,并对计算结果进行分析比较,结果表明纵向地震作用响应相比于横向地震作用响应更大,约为两倍的数值关系；刚度较大的矮墩承受的地震响应较大,而由于桥墩高度的增加,桥梁的抗震效果也随之更强。(2)对横向高低墩桥梁进行动力响应分析,结果表明由于横桥向桥墩高度差值的增加,地震作用下的内力差值也随之增加,在墩高差值较小时,桥梁内力结果离散程度较大,由于差值的增加,内力差值变化趋于收敛。(3)对双柱式桥墩横系梁的数量及结构形式进行桥梁抗震性能影响性研究,分别探讨对比了40m高的桥墩在铺设数目从一到五的横系梁时的内力变化趋势以及动力特性。结果表明在分别设置一至五道横系梁时,结构的前六阶振型基本一致,但六阶以后的振型则变化无规律,可见该桥梁的低阶振型并没有受到横系梁增加的影响,但高阶振型却受到显著的影响。
【关键词】：双柱式桥墩 有限元分析 地震响应 高低墩 横系梁
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55
【目录】：

• 摘要6-7
• abstract7-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 概述11-12
• 1.2 研究意义12-14
• 1.3 国内外研究现状14-15
• 1.4 本文的主要研究工作15-16
• 第2章 桥梁地震响应分析理论及有限元模型的建立16-27
• 2.1 概述16
• 2.2 反应谱分析方法16-19
• 2.2.1 反应谱分析的原理16-17
• 2.2.2 反应谱理论的地震力计算17-18
• 2.2.3 反应谱分析中的组合18-19
• 2.3 时程分析法19-22
• 2.4 有限元模型的建立22-26
• 2.4.1 土-桩基相互作用模型23-25
• 2.4.2 墩柱单元25-26
• 2.4.3 支座模拟形式26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 双柱式高低墩地震响应分析27-64
• 3.1 分析背景27-29
• 3.2 纵向高低墩地震响应分析29-46
• 3.2.1 工况选取31-34
• 3.2.2 地震动输入34-37
• 3.2.3 地震响应计算结果37-41
• 3.2.4 地震响应分析41-46
• 3.3 横向高低墩地震响应分析46-63
• 3.3.1 工况选取48-50
• 3.3.2 地震响应计算结果50-54
• 3.3.3 地震响应分析54-63
• 3.4 本章小结63-64
• 第4章 横系梁对双柱式桥墩地震响应分析64-80
• 4.1 概述64
• 4.2 模型工况选取64-66
• 4.3 计算结果分析66-78
• 4.3.1 动力特性分析66-69
• 4.3.2 反应谱分析69-74
• 4.3.3 E2地震作用时程分析74-76
• 4.3.4 实心、空心横系梁地震响应分析76-78
• 4.4 本章小结78-80
• 主要结论及其研究展望80-82
• 致谢82-83
• 参考文献83-85

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