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不对称连续刚构桥地震响应分析

陈丽丽  
【摘要】: 近些年来,全球地震灾害频发,给人民的生命和财产带来了重大的损失。桥梁作为生命线工程,它的破坏将加重次生灾害,导致更为严重的损失,掌握和理解桥梁在地震作用下的反应对建立更为合理的抗震体系具有重要的意义。我国西部崇山峻岭,地形复杂,山区修建桥梁,特别是高等级桥梁,出于地形限制容易出现桥墩不对称的情况。目前对不对称连续刚构的抗震分析研究还比较少,以期通过本文的讨论能得出对这种桥型抗震分析有益的结论,为以后的不对称桥梁的抗震设计提供一点资料。 本文在阐述地震反应分析的基本理论的基础上,以贵州省岩头河大桥为背景,对不对称连续刚构的抗震性能进行了较为全面、深入的研究,本文的主要内容如下: 1、在实际工程的基础上,运用有限元软件MIDAS,采用梁单元建立了合理的分析计算模型,考虑在分别输入纵向+竖向和横向+竖向地震作用下,进行反应谱分析来求解地震作用下结构的内力和位移;由于受地形条件限制,高低墩高度差别比较大,高墩采用变截面形式,所以单纯比较两个墩之间的内力差别没有太大的意义,这里求出1#墩和2#墩部分特殊截面的极限承载力,与反应谱分析得到的内力进行比较,以查看材料的性能得到了多大的发挥。 2、利用时程分析方法求解地震作用下结构的内力。基于不对称连续刚构的桥梁模型,本文取用了与场地自振周期,加速度峰值均比较接近的Taft波。为了将时程分析和反应谱分析计算的结果进行比较,这里不考虑竖向地震作用,仅分别考虑顺桥向和横桥向地震作用下,两种方法得到的计算结果。结果表明,不论是内力还是位移,反应谱分析得到的结果比时程分析得到的结果大,证明反应谱分析还是可靠的。 3、改变不对称连续刚构桥桥墩的刚度,建立新的模型,进行反应谱法分析查看当改变桥墩刚度时,结构内力在地震作用下产生的变化。结果发现,改变矮墩刚度带来的影响比改变高墩刚度的影响要明显,同时改变墩体刚度对内力造成的影响大于对位移的影响。 4、改变高墩箱型部分的高度,建立新的模型,进行反应谱法分析计算当改变高墩箱型部分高度时,结构内力在地震作用下产生的变化。结果发现,增大高墩箱型截面的高度,对低墩的影响比对高墩的影响要显著。


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