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立交匝道空间曲线梁桥抗震研究

王鹏  
【摘要】: 目前规则桥梁的抗震分析原理已日趋成熟,而非规则桥因影响地震反应的因素较多,地震反应规律仍处于探索阶段。城市建设中不断出现的大型立交是各种非规则桥集合的典型代表,含有异型板梁、曲率较大的弯桥和坡桥,布置形式上富于空间起伏变化,结构形式多变,几乎所有的立交匝道都是空间曲线梁桥,其地震反应相当复杂。 为了揭示空间曲线梁桥在地震作用下的反应规律,本文根据立交工程中考虑公路等级、行车速度、场地等条件对立交匝道纵坡和曲率半径的规定,通过建立多个有限元模型进行对比分析,主要进行了以下研究: 1、利用桥梁专用计算软件Midas/civil建立了可以考虑纵坡和曲率半径两种影响因素的多个有限元模型,总结了纵坡和曲率半径对桥梁内力的影响规律。 2、通过模型对比计算发现曲线桥内力随圆心角的增大呈现一定的循环变化规律。 3、曲线桥主梁承受两方向弯矩和扭矩的共同作用。地震作用下,弯矩Mz值更大且中跨跨中最大向两边不断减小。随着纵坡的增大,弯矩Mz最大值向矮墩方向不断偏移。随着曲率半径的减小,弯矩Mz不断增大。 4、主梁横桥向位移受到限制,桥墩横桥向受力较大,受力较为不利。矮墩所受的内力较大,变形较小,存在强度破坏的可能。地震作用下,结构的位移变化和内力变化由于非线性因素的存在并不成比例。


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