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多点激励下连续刚构桥反应分析

孙立  
【摘要】:桥梁结构作为生命线工程的重要组成部分,是公路、铁路交通系统的关键设施,而地震则是危害人类社会的一大自然灾害。每次大的地震都造成了或多或少的桥梁结构破坏,不但造成了直接的经济损失,也严重影响了震后救灾恢复生产。现有的桥梁设计规范采用的反应谱抗震分析方法,只考虑一致地震激励的影响,而实际地震过程中,由于震源、地震波传播路径、局部场地条件等的差异导致了桥梁各支承点的实际地震动是不同的,所以有必要对桥梁结构进行多点激励分析。 对于结构抗震分析来说,地震动输入、结构自身特性、结构反应的评价是主要的三个环节。本文从这三个环节出发,对多点激励输入方式对连续刚构桥的影响进行了分析,主要工作与成果有: 1、研究改进了符合多点激励要求的地震动模拟方法。良好的地震动描述是结构分析的基础,本文研究了多点激励地震波的模拟方法,对自功率谱模型、互相干函数、强度包线函数等模拟过程使用到的参数与模型进行了讨论,并给出了模拟实例。 2、多点激励地震反应分析方法的研究。本文对时程分析法、随机振动分析法、多点反应谱法进行了总结,比较了彼此的优缺点。研究和讨论了加速度输入与位移输入多点激励动力平衡方程式的实际应用。 3、就行波效应、不相干效应、局部场地条件效应对连续刚构桥地震反应的影响进行了详尽的分析,得到了影响规律。 4、就多点激励下连续刚构桥反应与一致激励下连续刚构桥反应进行了对比,结果发现:(1)行波效应对于连续刚构桥影响显著;(2)不相干效应影响不明显;(3)局部场地效应由于不同支承点输入的地震动相位差异,因而互相影响导致整体反应较低,不如一致激励反应大。从而说明连续刚构桥设计一定要考虑行波效应的影响,可以忽略不相干效应,而对于局部场地条件效应要根据真实工程场地与桥跨布置的不同做具体的分析。


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