我國地處環(huán)太平洋地震帶和亞歐地震帶之間,是全球大陸地區(qū)中最活躍的地震區(qū)之一。橋梁作為道路的重要組成部分,在抗震救災(zāi)過程中扮演著生命線的角色。統(tǒng)計(jì)顯示,中小跨徑連續(xù)梁橋在我國數(shù)量多、分布廣,在橋梁體系中占據(jù)很大比例。重力式U型橋臺是中小跨徑梁橋的重要構(gòu)件,在我國得到廣泛使用。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)將橋臺當(dāng)作獨(dú)立的擋土結(jié)構(gòu),完全忽略了橋臺-背土相互作用。然而,以往多次震害調(diào)查表明,橋臺-背土相互作用會造成橋臺背墻受損、臺后背土塌陷和橋臺地基失效等震害,由此進(jìn)一步導(dǎo)致落梁等嚴(yán)重震害。為了揭示U型橋臺-背土相互作用對中小跨徑梁橋抗震性能的影響,本文的主要研究工作和結(jié)論包括:（1）以汶川地震中嚴(yán)重受損的實(shí)橋?yàn)榛鶞?zhǔn),按照跨數(shù)和橋墩形式構(gòu)建了一系列典型連續(xù)梁橋,同時(shí)根據(jù)重力式U型橋臺的構(gòu)造和受力特點(diǎn),提出了四種簡化分析模型,基于OpenSEES開源平臺建立了三維精細(xì)化非線性分析模型,以此探討不同分析模型對典型橋例自振周期、振型和振型參與質(zhì)量三個(gè)方面動力特性的影響。研究表明:以精細(xì)模型為基準(zhǔn),滾軸模型只能較準(zhǔn)確地模擬橋例第1階周期與振型,高階誤差很大,而支座模型和彈簧模型均能精確地模擬橋例前幾階周期與振型;跨數(shù)和... 

【文章來源】：重慶交通大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

唐山大地

重慶交通大學(xué)碩士學(xué)位論文2的力非常大，最終導(dǎo)致眾多梁橋接近完全破壞的狀態(tài)；如圖1.1(b)所示，由于橋臺在地震作用下發(fā)生了明顯的位移，導(dǎo)致落梁的發(fā)生。圖1.2集集地震橋臺倒塌[4]在1999年臺灣省發(fā)生的集集地震中[4]，通過橋梁震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)的橋梁均出現(xiàn)橋臺背填土坍塌的現(xiàn)象，導(dǎo)致橋臺受損嚴(yán)重，如圖1.2。當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)體系受到地震慣性力時(shí)，主梁與橋臺碰撞后相互擠壓，造成橋臺受到巨大的推力，而橋臺背土比較松散，最終橋臺會明顯倒向路堤一側(cè)，橋梁跨徑變大進(jìn)而導(dǎo)致落梁等次生災(zāi)害。（a）橋臺背墻損壞（b）落梁震害（c）橋臺基礎(chǔ)損壞（d）橋臺背墻損壞圖1.3汶川地震橋梁震害[5]

重慶交通大學(xué)碩士學(xué)位論文12crFNcreedrFNtknGA（2.8）為接觸面上動摩擦系數(shù)，根據(jù)Column摩擦假定，假設(shè)接觸反力和滑動速度對動摩擦系數(shù)無影響，在整個(gè)滑動過程中為定值，本文根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果取數(shù)值0.27[53]；N為支座豎向反力。當(dāng)支座發(fā)生滑動后，其剪切剛度ek幾乎為零。圖2.2板式橡膠支座恢復(fù)力模型2.2.3彈簧模型如圖2.1(c)所示，彈簧模型忽略了支座的力學(xué)特性，但考慮了橋臺-背土相互作用，采用非線性彈簧來模擬背土的非線性行為。該模型與主梁縱向中心線剛性連接，并在每一端定義縱向、橫向和豎向的非線性動力響應(yīng)。對于縱向彈簧，橋臺支座在縱向上設(shè)置為活動模式，但支座剛度很小，相對于橋臺-背土相互作用來說，可忽略不計(jì)；同時(shí)設(shè)置了伸縮縫（圖2.3(a)中的間隙單元）來滿足主梁由于溫度變化發(fā)生收縮伸長的現(xiàn)象，因此采用帶初始間隙的理想彈塑性本構(gòu)模擬縱向彈簧，如圖2.3(a)。屈服強(qiáng)度laP和初始剛度lak計(jì)算式為：21cos22cos()laabutabutpspabutcpPHqHKcHK（2.9）1.7labutaiabutHkKW（2.10）式（2.9）是細(xì)則[11]推薦的被動土壓力公式，其中：、c分別為背土的重度和粘聚力系數(shù)；q為背土滑裂楔體上的均布荷載；為背墻背面的豎直傾角；為背土表面的水平傾角；pspK為地震被動土壓力系數(shù)；cpK為系數(shù)，其計(jì)算公式為：sin()coscoscoscpK（2.11）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]采用板式橡膠支座的連續(xù)斜梁橋橫向抗震行為研究[J]. 姚凱,徐略勤,李建中,龔戀.  地震工程學(xué)報(bào). 2018(02)
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碩士論文
[1]考慮土、上部結(jié)構(gòu)和橋臺相互作用的橋臺地震土壓力計(jì)算方法[D]. 劉坤.太原理工大學(xué) 2016
[2]高墩橋梁地震易損性分析研究[D]. 張少雄.西南交通大學(xué) 2014
[3]高墩混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋地震易損性分析[D]. 肖明洋.西南交通大學(xué) 2013



本文編號：2993713