【摘要】：懸索橋因造價昂貴,造型宏偉,通常成為地標(biāo)性建筑,一旦損壞將對社會和經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重?fù)p失。近年來,橋梁在地震中發(fā)生碰撞破壞屢見不鮮,國內(nèi)外學(xué)者對橋梁的碰撞問題的研究大多針對中小跨徑的梁橋,對大跨徑懸索橋的碰撞問題研究很少,并且由于地震動的差異以及結(jié)構(gòu)自身特性,碰撞對結(jié)構(gòu)的影響不能得出較為統(tǒng)一的結(jié)論。懸索橋?qū)儆陂L周期結(jié)構(gòu),與引橋基本周期差異很大,地震作用下會極易發(fā)生碰撞破壞,因此碰撞對主引橋的影響研究成為大跨懸索橋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的要點。研究懸索橋地震作用下的碰撞問題,為大跨度懸索橋的抗震設(shè)計提供更多的參考和依據(jù)具有很大的意義。本文以一座山區(qū)大跨徑懸索橋為例,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性時程分析,采用接觸單元法模擬碰撞問題,研究碰撞作用對懸索橋主引橋地震響應(yīng)的影響,具體研究內(nèi)容如下:(1)研究結(jié)構(gòu)碰撞問題的相關(guān)理論和模擬碰撞問題方法,選取接觸單元法分析本文懸索橋主引橋的碰撞問題,采用線性彈簧單元模擬橋梁的碰撞作用;(2)分析所要研究的橋梁特點,選擇合理的單元類型模擬橋梁的主要構(gòu)件、樁基礎(chǔ)及其他邊界條件,采用接觸單元模擬碰撞問題;計算懸索橋的動力特性并對其進(jìn)行反應(yīng)譜分析;(3)選取合適的地震波并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性時程分析,分析碰撞作用對懸索橋主橋的地震響應(yīng)的影響規(guī)律,包括結(jié)構(gòu)碰撞力效應(yīng)、主梁梁端位移響應(yīng)、塔頂位移響應(yīng)和塔底內(nèi)力響應(yīng);主要研究碰撞參數(shù)對結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響以及結(jié)構(gòu)雙邊碰撞作用對主橋地震響應(yīng)的影響;(4)建立三種結(jié)構(gòu)形式的引橋,通過改變相應(yīng)的動力特性,研究碰撞作用對引橋地震響應(yīng)的影響,包括結(jié)構(gòu)碰撞力效應(yīng)、引橋梁端位移響應(yīng)、墩頂位移響應(yīng)和墩底內(nèi)力響應(yīng)。
【圖文】：

臺灣集集地震 1999 震區(qū)內(nèi)近 20%的橋梁遭到不同程度損害汶川地震 2008川陜甘地震區(qū)內(nèi) 24 條高速公路、161 條國道和省級干線、8618 條鄉(xiāng)村公路、156 條隧道、6140 座橋梁和及多座鐵路橋梁受損地震作用下，橋梁的破壞形式主要有下述幾類[7,8,9]：（1）上部結(jié)構(gòu)震害地震造成橋梁上部結(jié)構(gòu)的主要損壞形式為：結(jié)構(gòu)自身破壞、塑性位移過大和上部結(jié)構(gòu)發(fā)生局部碰撞破壞。橋梁上部結(jié)構(gòu)本身的破壞現(xiàn)象并不常見，一般只會發(fā)生在鋼橋中其較明顯破壞現(xiàn)象為局部屈曲。塑性位移包括三種形式：縱向位移、橫向位移以及扭轉(zhuǎn)位移。地震作用下由于相鄰梁體相對位移過大，，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞破壞，根據(jù)梁體移位方向的不同，分為伸縮位置處的相鄰梁體之間碰撞以及梁體與墩之間的碰撞。橋梁上部結(jié)構(gòu)震害最為嚴(yán)重的形式即為落梁破壞，該破壞形式無法修復(fù)，損失嚴(yán)重，尤其是中斷震后搶險救災(zāi)工作的通道，影響極為不利。

臺灣集集地震 1999 震區(qū)內(nèi)近 20%的橋梁遭到不同程度損害汶川地震 2008川陜甘地震區(qū)內(nèi) 24 條高速公路、161 條國道和省級干線、8618 條鄉(xiāng)村公路、156 條隧道、6140 座橋梁和及多座鐵路橋梁受損地震作用下，橋梁的破壞形式主要有下述幾類[7,8,9]：（1）上部結(jié)構(gòu)震害地震造成橋梁上部結(jié)構(gòu)的主要損壞形式為：結(jié)構(gòu)自身破壞、塑性位移過大和上部結(jié)構(gòu)發(fā)生局部碰撞破壞。橋梁上部結(jié)構(gòu)本身的破壞現(xiàn)象并不常見，一般只會發(fā)生在鋼橋中其較明顯破壞現(xiàn)象為局部屈曲。塑性位移包括三種形式：縱向位移、橫向位移以及扭轉(zhuǎn)位移。地震作用下由于相鄰梁體相對位移過大，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞破壞，根據(jù)梁體移位方向的不同，分為伸縮位置處的相鄰梁體之間碰撞以及梁體與墩之間的碰撞。橋梁上部結(jié)構(gòu)震害最為嚴(yán)重的形式即為落梁破壞，該破壞形式無法修復(fù)，損失嚴(yán)重，尤其是中斷震后搶險救災(zāi)工作的通道，影響極為不利。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U441

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2538867