發(fā)布時間：2019-01-03 16:54

【摘要】：橋梁是交通網(wǎng)絡的重要組成部分,近幾十年來世界各地發(fā)生的地震都造成橋梁結構的大量破壞。橋梁由于相鄰橋聯(lián)動力特性的差異以及非一致地震動作用,在伸縮縫寬度不足的情況下將發(fā)生相鄰結構的碰撞作用,引起梁端開裂甚至落梁等,嚴重危害到橋梁的安全。了解和掌握橋梁在地震作用下碰撞作用,合理選擇碰撞力學模型和參數(shù),對于考慮碰撞影響的橋梁抗震分析具有重要的意義。因此本文針對梁式橋在地震作用下的碰撞作用、碰撞模型及參數(shù)開展研究,在此基礎上進行了考慮碰撞影響的橋梁抗震性能研究工作,主要研究內(nèi)容、方法及成果如下:(1)設計了動力特性不同的兩跨梁式橋精細化模型,進行一系列橋梁碰撞的振動臺試驗。采用基于試驗數(shù)據(jù)的碰撞模型參數(shù)的識別方法,比較分析了理論碰撞剛度值與試驗識別碰撞剛度值的差別及其對結構動力反應的影響。研究表明采用低頻加速度傳感器測試的加速度信號所識別的碰撞剛度與理論碰撞剛度之間存在較大差異,非線性碰撞模型的理論剛度值要比線性碰撞模型的理論剛度值更接近試驗識別結果,系統(tǒng)驗證了現(xiàn)有文獻中理論碰撞剛度和實測試驗剛度之間存在偏差的現(xiàn)象。分析了試驗識別碰撞剛度與理論碰撞剛度之間存在較大差異的原因,即實際橋梁結構的碰撞狀態(tài)與碰撞模型推導的前提假定不符以及測試技術的不足。(2)基于波動理論和Hertz理論開展桿件縱向碰撞的研究,建立了考慮縱向約束的桿件碰撞波動方程并給出解析解。分析表明縱向約束對碰撞作用的直接影響很小,影響碰撞作用的主要因素是碰撞前相對速度、桿件長度和碰撞接觸形式和尺寸。采用ANSYS/LS-DYNA顯式有限元軟件建立橋梁模型進行分析,得到了橋面碰撞過程中局部結構反應與整體橋面結構反應的關系。分析了非完全正面碰撞與完全正面碰撞的結構反應,以及加速度傳感器頻帶寬度對測試信號的影響。結果表明非完全正面碰撞結構的反應要小于完全正面碰撞結構的反應,進一步揭示了碰撞現(xiàn)象及測試系統(tǒng)對碰撞試驗準確性的影響。(3)基于橋梁在碰撞過程中非完全正面接觸的現(xiàn)實,提出一種基于實際碰撞現(xiàn)象的唯象接觸單元模型,推導得到了模型的理論表達式以及碰撞剛度和阻尼的計算方法。采用寬頻帶加速度傳感器進行橋梁的二次振動臺試驗,通過數(shù)值仿真結果與試驗結果的對比分析表明采用本文所提出的唯象接觸單元模型可以有效的預測結構碰撞反應。通過對聲發(fā)射探頭測得信號的分析,進一步驗證了橋梁結構碰撞過程中非完全正面碰撞的現(xiàn)象。(4)基于Open Sees軟件并采用所提出的唯象接觸單元模型,研究了考慮結構非線性以及碰撞接觸的橋梁有限元建模方法,分析橋梁各結構構件的損傷模型及指標。采用增量動力分析方法進行了橋梁考慮和不考慮碰撞影響的橋梁結構損傷及易損性的研究。研究結果表明碰撞對于梁式橋橋墩的直接影響不大,但是對于橋臺和支座有顯著影響。碰撞減小了支座的位移反應,但增大了橋臺的位移反應。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U442.55;U446

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 毋劍平,白雪霜,孫建華;不同設計使用年限下地震作用的確定方法[J];工程抗震;2003年02期

2 李劍;陳岱林;;地震作用最大方向的確定[J];建筑科學;2005年06期

3 江德保;顧曉靜;;不同設計使用年限下地震作用取值分析與建議[J];工程建設與設計;2007年04期

4 王宗策;;地震作用力的數(shù)學力學計算分析[J];科技風;2008年14期

5 吳鵬飛;曹加良;;地震作用及其確定理論[J];科技信息;2009年10期

6 歐進萍，段宇博，劉會儀;結構隨機地震作用及其統(tǒng)計參數(shù)[J];哈爾濱建筑工程學院學報;1994年05期

7 李明惠;框架在地震作用下考慮扭轉(zhuǎn)影響的計算[J];機械設計;1995年12期

8 楊翠如;國際標準《結構地震作用》簡介[J];工程抗震;1995年01期

9 符圣聰,林平,江靜貝;重要工程的地震作用取值[J];工程抗震;2003年01期

10 王儉,王偉,王中華;地震作用下土與結構物相互作用機理分析探討[J];房材與應用;2003年06期

相關會議論文 前10條

1 趙成剛;尹之潛;;以概率理論為基礎的地震作用與其它荷載的組合計算[A];工程結構可靠性——中國土木工程學會橋梁及結構工程學會第七屆學術會議論文集[C];1987年

2 周乾;閆維明;紀金豹;;地震作用下浮放物體搖晃響應仿真分析[A];第十屆全國沖擊動力學學術會議論文摘要集[C];2011年

3 戴秋云;;在地震作用下核電站結構可靠性評價[A];工程結構可靠性——中國土木工程學會橋梁及結構工程學會第七屆學術會議論文集[C];1987年

4 楊成;高夕良;李力;趙世春;張光輝;李英民;;大型火車站臺結構的地震作用下扭轉(zhuǎn)不規(guī)則分析[A];第八屆全國地震工程學術會議論文集（Ⅰ）[C];2010年

5 張譽;王衛(wèi);;雙向地震作用下不規(guī)則框架的扭轉(zhuǎn)分析[A];第三屆全國結構工程學術會議論文集（下）[C];1994年

6 唐鳳乾;趙均;;屋頂塔上微波天線的地震作用計算[A];第七屆全國現(xiàn)代結構工程學術研討會論文集[C];2007年

7 侯杰;;地震作用下磚砌墻體倒塌分析[A];汶川地震建筑震害調(diào)查與災后重建分析報告[C];2008年

8 胡盈輝;莊茁;由小川;;大型儲液罐在地震作用下的附加質(zhì)量法研究[A];北京力學會第十六屆學術年會論文集[C];2010年

9 吳波;歐進萍;;在多次地震作用下結構概率累積損傷初探[A];工程結構可靠性——中國土木工程學會橋梁及結構工程學會結構可靠度委員會全國第三屆學術交流會議論文集[C];1992年

10 蔡新;李益;吳威;葉松;;地震作用下堤防風險分析研究[A];現(xiàn)代水利水電工程抗震防災研究與進展（2011年）[C];2011年

相關博士學位論文 前3條

1 王朋;雙向地震作用下高層建筑混合結構抗震性能及損傷模式研究[D];西安建筑科技大學;2015年

2 高霖;地面式鋼筋混凝土水池自愈、滲漏試驗及地震響應分析[D];中國地震局工程力學研究所;2015年

3 崔麗麗;基于唯象模型的梁式橋地震碰撞分析及抗震性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

相關碩士學位論文 前10條

1 任辰昊;單雙向地震作用下框架—核心筒結構滯回耗能研究[D];西安建筑科技大學;2015年

2 沙峰;地震作用下車—橋空間耦合系統(tǒng)動力響應分析[D];蘇州大學;2015年

3 王濤;大型落地式鋼板倉地震作用分析[D];山東大學;2015年

4 管英s，

本文編號：2399643