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万州长江大桥地震模拟振动台试验研究

孙五一  
【摘要】:宜万铁路万州长江大桥是跨越长江的重要交通设施。本桥的结构特点是墩高、跨大、活荷载重,尤其桥墩是空心墩,成桥状态下的抗震分析研究除了进行理论计算外,还应进行试验研究。 本文以ABS塑料为原料,按照动力相似理论,制作了一个比例为1:100的试验模型。对于桥面上火车活荷载,仅考虑有车满载这一种工况。为研究桥梁的纵横向水平抗震性能,进行了纵横向水平地震作用下模型的模拟地震振动台试验,测试了模型的动力特性以及桥墩和桁架拱的加速度和应变动力响应。 由于模型承载力以及模拟地震振动台频率范围的限制,振动台试验并不是严格按照相似关系理论进行,为此,借助于大型的有限无软件建立的理论计算模型,计算了模型的动力特性,并以底部钢架实测得到的加速度作为地震运输入进行了模型的动力分析。通过与模型振动台试验的实测值进行了对比分析,验证了建立的计算模型及动力分析方法的正确性。在此基础上,对建立的计算模型和实测得到的加速度记录进行了适当修正,最终得到了严格满足相似关系模型的动力特性和动力响应。 根据相似关系得到了原结构的在给定的常遇和罕遇人工地震波激励下的动力响应。在给定的常遇和罕遇人工地震波纵横向水平激励下,根据有关规范验算了混凝土墩台顶帽而后弹性位移和纵向整体稳定性,同时验算了桥墩空心段下段和实习段上段交界处截面的强度。验算结果表明这些指标均满足规范要求。 本文以小比例和欠质量模型为研究对象,通过试验验证了宜万铁路万州长江大桥的结构设计的安全性和可靠性。


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