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简支梁桥纵向碰撞效应的研究

游新  
【摘要】:城市桥梁是城市交通网络的枢纽工程,建设成本高,一旦遭遇地震破坏,不仅会导致严重的交通瘫痪和巨大的经济损失,而且其震后修复极其困难且费用大,因此,城市桥梁的抗震防灾问题日益受到学术界和工程界的高度重视。近几十年的几次大地震表明,地震时桥梁大多因发生碰撞而引发破坏、落梁甚至坍塌等严重灾害。桥梁结构本身有其缺点,在一般情况下可能表现不出来,但是在强震下,特别是桥梁的上部结构由于邻梁或邻联间相互撞击而导致落梁和墩底的破坏甚至倒塌。因此有必要对桥梁结构进行碰撞效应分析。 本文以南山路T605主线南段第二联的(20+20+20)三跨简支梁桥为工程背景,借鉴相关规范和桥梁建设过程中的相关经验,采用Kelvin接触单元模型,建立三跨简支梁桥的全桥有限元模型,分析了纵梁间的碰撞效应对桥梁响应的影响和支座特性对碰撞效应和全桥响应的影响。主要介绍了如下几个方面的内容: (1)介绍了桥梁由于震害引发的碰撞,进而引出本课题研究的必要性,阐述了梁式桥碰撞问题的研究背景和研究现状。 (2)阐述桥梁及其碰撞反应的计算理论,重点介绍已有的碰撞单元分析模型,引出本文所采用的分析模型。 (3)针对本文的实际情况,介绍各个结构部分模型的建立情况,最后建立全桥有限元分析模型。 (4)建立包括接触单元和支座单元的全桥有限元模型,得到主要的振动特性的模态。针对接触单元的相关影响因素,如接触单元刚度、阻尼、初始间隙和墩高比,进行参数的对比分析。 (5)研究支座特性的变化对桥梁碰撞和全桥响应的影响。


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