本文關(guān)鍵詞：強(qiáng)震作用下高鐵簡(jiǎn)支橋梁的地震碰撞反應(yīng)研究

  更多相關(guān)文章： 高速鐵路橋梁 地震反應(yīng) 碰撞反應(yīng) 樁土效應(yīng) 動(dòng)水壓力 粘滯阻尼器

【摘要】：地震災(zāi)害猛于虎,人類(lèi)在歷次大地震中所付出的代價(jià)均是慘重的。作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展的產(chǎn)物,高速鐵路橋梁儼然已成為城市軌道交通運(yùn)輸?shù)纳€工程,在人們的日常生活中扮演著越來(lái)越重要的角色,因此高速鐵路橋梁的抗震防災(zāi)工作亦顯得尤為重要。當(dāng)強(qiáng)烈地震來(lái)臨時(shí),橋梁結(jié)構(gòu)在縱、橫兩個(gè)方向極易發(fā)生較大的位移,達(dá)到一定條件時(shí),則會(huì)引發(fā)碰撞效應(yīng),最終造成橋梁上部結(jié)構(gòu)的損傷、支座失效、伸縮縫的破壞以及落梁等。本文以高速鐵路實(shí)際項(xiàng)目為背景,針對(duì)強(qiáng)烈地震時(shí)高速鐵路橋梁的碰撞反應(yīng)進(jìn)行相關(guān)研究,所做的主要工作如下:(1)在收集大量資料文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,總結(jié)了橋梁在地震來(lái)臨時(shí)的常見(jiàn)由于發(fā)生碰撞反應(yīng)產(chǎn)生的災(zāi)害現(xiàn)象,綜述了國(guó)內(nèi)外關(guān)于橋梁碰撞問(wèn)題的研究現(xiàn)狀。(2)介紹了橋梁碰撞問(wèn)題的相關(guān)研究理論以及計(jì)算方法,總結(jié)了幾種比較常用的碰撞模型,闡述了碰撞模型在SAP2000中的模擬方法。建立了三跨高速鐵路簡(jiǎn)支梁橋模型,分別介紹了支座、碰撞單元在SAP2000中的模擬以及結(jié)構(gòu)阻尼的確定;根據(jù)我國(guó)規(guī)范的要求選取了三條典型場(chǎng)地天然波和一條人工波作為本文碰撞分析的地震波,對(duì)結(jié)構(gòu)展開(kāi)模態(tài)分析;分別建立考慮以及不考慮碰撞這兩種計(jì)算模型,沿順橋向輸入地震波,將兩種模型下碰撞效應(yīng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)影響進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)受碰撞反應(yīng)的影響很大,碰撞效應(yīng)是橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析中不可忽略的一個(gè)因素。(3)針對(duì)深厚軟土地區(qū),建立了樁土相互作用計(jì)算模型,研究了樁土相互作用對(duì)高速鐵路簡(jiǎn)支梁橋地震碰撞反應(yīng)的影響,結(jié)果表明梁端的碰撞反應(yīng)受樁土相互作用的影響十分明顯。對(duì)深水地區(qū),橋梁結(jié)構(gòu)的地震碰撞反應(yīng)受動(dòng)水壓力的影響十分顯著,考慮動(dòng)水壓力以后,橋梁結(jié)構(gòu)的墩頂位移、墩底反力、鄰梁的相對(duì)位移、碰撞力均有不同程度的增大,碰撞次數(shù)也增加。(4)分別就伸縮縫鄰梁間距、碰撞單元?jiǎng)偠取⑾噜彉蚩缰芷诒冗@三個(gè)方面對(duì)碰撞反應(yīng)的影響展開(kāi)分析。結(jié)果表明伸縮縫間距的大小對(duì)梁端碰撞力的影響很大,在一定范圍內(nèi),隨著間距的增大,碰撞力會(huì)加大,超過(guò)一定間距值以后,不再發(fā)生碰撞;梁端碰撞反應(yīng)受碰撞單元?jiǎng)偠鹊挠绊懞艽?碰撞力隨著碰撞單元?jiǎng)偠鹊脑龃蠖龃?碰撞次數(shù)隨著碰撞單元?jiǎng)偠鹊脑龃蠖兩?橋梁結(jié)構(gòu)地震碰撞反應(yīng)受墩高比及鄰梁的剛度比影響較大,當(dāng)墩高比為0.6時(shí),各伸縮縫梁端碰撞力峰值最大,碰撞次數(shù)也最多,隨著墩高比的增大,梁端碰撞力峰值變小,當(dāng)墩高比為1.0時(shí),鄰跨周期比一致,梁端發(fā)生碰撞的次數(shù)最少,鄰梁剛度比差異大的碰撞反應(yīng)更明顯。(5)探討了高速鐵路橋梁的防碰撞措施,主要是通過(guò)在伸縮縫處添加粘滯阻尼器來(lái)實(shí)現(xiàn),研究了粘滯阻尼器的參數(shù)對(duì)碰撞反應(yīng)的影響。
【關(guān)鍵詞】：高速鐵路橋梁 地震反應(yīng) 碰撞反應(yīng) 樁土效應(yīng) 動(dòng)水壓力 粘滯阻尼器
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U442.55
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 引言12-13
• 1.2 選題的背景及意義13-17
• 1.2.1 我國(guó)高速鐵路發(fā)展概況13-14
• 1.2.2 高速鐵路橋梁的特點(diǎn)14
• 1.2.3 鐵路橋梁常見(jiàn)震害14-15
• 1.2.4 選題意義15-17
• 1.3 橋梁結(jié)構(gòu)碰撞效應(yīng)的影響因素17-18
• 1.3.1 鄰梁之間的間距17
• 1.3.2 相鄰橋跨的動(dòng)力特性差異17
• 1.3.3 地震波的空間效應(yīng)不同17
• 1.3.4 土與結(jié)構(gòu)的相互作用17-18
• 1.4 高速鐵路橋梁地震碰撞反應(yīng)的研究現(xiàn)狀18-21
• 1.4.1 國(guó)外關(guān)于碰撞問(wèn)題的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)關(guān)于碰撞問(wèn)題的研究現(xiàn)狀19-21
• 1.5 現(xiàn)有研究尚存在的問(wèn)題21
• 1.6 本文主要的研究?jī)?nèi)容21-22
• 第二章 橋梁地震碰撞反應(yīng)的基本理論及碰撞有限元模型22-42
• 2.1 橋梁動(dòng)力學(xué)基本理論22-25
• 2.1.1 橋梁結(jié)構(gòu)地震振動(dòng)方程22-23
• 2.1.2 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性23-25
• 2.2 碰撞反應(yīng)分析方法25-30
• 2.2.1 恢復(fù)系數(shù)法25
• 2.2.2 接觸單元法25-30
• 2.3 高鐵簡(jiǎn)支梁橋碰撞模型的建立30-34
• 2.3.1 支座的模擬31-32
• 2.3.2 碰撞單元的模擬32-33
• 2.3.3 結(jié)構(gòu)阻尼的確定33-34
• 2.4 地震動(dòng)的選取34-35
• 2.5 碰撞反應(yīng)對(duì)橋梁地震響應(yīng)的影響35-41
• 2.5.1 工程概況35-36
• 2.5.2 碰撞反應(yīng)分析36-41
• 2.6 本章小結(jié)41-42
• 第三章 樁土相互作用對(duì)橋梁碰撞反應(yīng)的影響分析42-64
• 3.1 引言42
• 3.2 樁土相互作用的計(jì)算模型及分析方法42-45
• 3.2.1 樁土相互作用的計(jì)算模型42-43
• 3.2.2 樁土相互作用的分析方法43-45
• 3.3 樁土相互作用對(duì)橋梁地震碰撞反應(yīng)影響分析45-62
• 3.3.1 工程概況45
• 3.3.2 模態(tài)分析45-46
• 3.3.3 地震響應(yīng)46-53
• 3.3.4 伸縮縫處鄰梁相對(duì)位移53-57
• 3.3.5 碰撞力57
• 3.3.6 樁基礎(chǔ)土質(zhì)條件的影響57-60
• 3.3.7 樁長(zhǎng)的影響60-62
• 3.4 本章小結(jié)62-64
• 第四章 動(dòng)水壓力對(duì)高鐵橋梁碰撞反應(yīng)的影響分析64-78
• 4.1 引言64
• 4.2 動(dòng)水壓力作用下橋梁碰撞動(dòng)力平衡方程64-65
• 4.3 附加質(zhì)量的求解65-66
• 4.4 動(dòng)水壓力作用下的地震碰撞反應(yīng)分析66-74
• 4.5 水深對(duì)高鐵橋梁地震碰撞反應(yīng)的影響分析74-76
• 4.6 本章小結(jié)76-78
• 第五章 高鐵橋梁地震碰撞反應(yīng)的影響因素分析78-90
• 5.1 引言78
• 5.2 不同伸縮縫鄰梁間距的影響78-81
• 5.3 不同碰撞單元?jiǎng)偠鹊挠绊?/span>81-83
• 5.4 不同鄰跨周期比的影響83-88
• 5.4.1 不同墩高比的影響83-85
• 5.4.2 不同鄰梁剛度比的影響85-87
• 5.4.3 不同橋型的影響87-88
• 5.5 本章小結(jié)88-90
• 第六章 高速鐵路橋梁的防碰撞反應(yīng)措施90-106
• 6.1 引言90-91
• 6.2 粘滯阻尼器及其工作原理91-92
• 6.3 粘滯阻尼器對(duì)橋梁地震碰撞反應(yīng)的影響92-95
• 6.4 粘滯阻尼器參數(shù)對(duì)碰撞反應(yīng)的影響分析95-104
• 6.4.1 阻尼系數(shù)對(duì)碰撞反應(yīng)的影響95-100
• 6.4.2 阻尼指數(shù)對(duì)碰撞反應(yīng)的影響100-104
• 6.5 本章小結(jié)104-106
• 第七章 結(jié)論及展望106-108
• 7.1 主要結(jié)論106-107
• 7.2 展望107-108
• 參考文獻(xiàn)108-114
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況114-116
• 致謝116

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1054069