【摘要】：斷層及其臨近區(qū)域是震害最為集中的區(qū)域,因此當(dāng)前國內(nèi)外相關(guān)抗震規(guī)范提出以避讓為近斷層區(qū)結(jié)構(gòu)的主要減震措施。然而,受地形、地貌、建設(shè)成本及線路總體走向等因素的制約,橋梁結(jié)構(gòu)跨越活動斷層在所難免。近年來,多座跨斷層橋梁在歷次大地震中遭到嚴(yán)重破壞或者垮塌,其中,橫向落梁是跨斷層橋梁最為顯著的破壞特征,而橫向限位擋塊對此類橋梁抗震性能影響的系統(tǒng)研究仍非常薄弱。本文以某跨斷層簡支梁橋為研究對象,以人工模擬的跨斷層地震動為激勵,基于OpenSEES平臺建立橋梁結(jié)構(gòu)的三維有限元數(shù)值模型,系統(tǒng)研究了擋塊強度V、初始間隙s及擋塊變形延性能力對跨斷層簡支梁橋地震響應(yīng)的影響特征及規(guī)律。本文的主要研究工作如下:(1)以某跨斷層簡支梁橋為研究對象,基于OpenSEES平臺建立其精細化的非線性有限元模型,同時利用SAP2000軟件建立上述簡支梁橋數(shù)值模型,通過兩種模型的對比,驗證了模型的合理性。(2)系統(tǒng)梳理了速度脈沖模擬模型及地震動等效脈沖參數(shù)取值的既有研究成果,確定了設(shè)計及罕遇地震動水平下的脈沖參數(shù),選取了與場地相匹配的高頻水平向地震動,采用低頻脈沖疊加高頻底波的方式合成了設(shè)計地震及罕遇地震下的跨斷層地震動。(3)系統(tǒng)研究了兩種地震動水平下?lián)鯄K強度V對支座位移、墩頂及梁端位移、墩底截面響應(yīng)的影響規(guī)律。多工況下的非線性動力時程計算結(jié)果表明,相對于非緊鄰斷層,緊鄰斷層橋墩需設(shè)置更高強度的擋塊才能有效限制墩梁相對位移;罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)較設(shè)計地震更大,且需設(shè)置更高強度的擋塊才可起到限位作用;兩種地震動強度下,墩底響應(yīng)均隨擋塊強度的增加先增大最后趨于穩(wěn)定。(4)系統(tǒng)研究了兩種地震動水平下?lián)鯄K初始間隙s對支座位移、墩頂及梁端位移、墩底截面響應(yīng)的影響規(guī)律。研究表明,相比于非緊鄰斷層,緊鄰斷層橋墩需設(shè)置更大的初始間隙才能避免擋塊過早發(fā)生破壞,從而使擋塊發(fā)揮更好的限位作用;相對于設(shè)計地震,各橋墩在罕遇地震下需設(shè)置更大的初始間隙才能起到較好的限位效果。兩種地震動強度下,墩底響應(yīng)均是先減小最后趨于穩(wěn)定。(5)系統(tǒng)研究了兩種地震動水平下?lián)鯄K變形延性能力對支座位移、墩頂及梁端位移、墩底截面響應(yīng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明,隨著擋塊延性能力的提高,支座位移減小,而墩底響應(yīng)增大,但整體變化幅度較小。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U442.55
【圖文】：

典型的地震多發(fā)且地震災(zāi)害嚴(yán)重的國家ｗ。全國范圍內(nèi)活動斷層分布廣泛，現(xiàn)己逡逑探明的主要地震斷裂帶達４９５條，中國大陸斷裂帶分布圖、北京市斷裂帶分布圖逡逑如圖１－１和圖１－２所示。逡逑圖１－〗中國大陸斷裂帶分布邐圖１－２北京市斷裂帶分布圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｃｒｕｓｔａｌ邋ｆａｕｌｔｓ邋Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｃｒｕｓｔａｌ邋ｆａｕｌｔｓ逡逑ｉｎ邋Ｃｈｉｎａ邐ｉｎ邋Ｂｅｉｊｉｎｇ逡逑板塊之間相互擠壓碰撞，使得板塊邊沿內(nèi)部錯動、斷裂進而形成地震。當(dāng)震逡逑級較高時，震中區(qū)附近會出現(xiàn)地表破壞的現(xiàn)象，形成斷層。斷層的生成、規(guī)模及逡逑展布完全受其下方發(fā)震斷裂的控制，具有極強的方向性和破壞力，地面的斷裂會逡逑導(dǎo)致地下工程設(shè)施和地面建筑嚴(yán)重破壞。圖卜３為典型的斷層地表破裂帶。逡逑Ｉ逡逑

（ａ）邋２０１０年玉樹地震邐（ｂ）邋２００８年汶川地震逡逑圖１－３典型斷層地表破裂帶逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－３邋Ｔｙｐｉｃａｌ邋ｒｕｐｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｓｕｒｆａｃｅ逡逑臺灣集集地震中（７．６級），大甲溪河床因車籠埔斷層的錯動隆起約６．５ｍ，同時逡逑導(dǎo)致位于大甲溪上的稗豐橋發(fā)生倒塌（如圖１－４所示）。大甲溪下游的石網(wǎng)水壩也逡逑因斷層錯動損毀嚴(yán)重，其中１５－１８道溢洪閘門受損斷裂，在斷層處，水壩豎向斷逡逑裂達９．３ｍ邋（如圖１－５所示）。逡逑！逡逑圖１－４斷層錯動導(dǎo)致稗豐橋坍塌逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－４邋Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｂａｉｆｅｎｇ邋Ｂｒｉｄｇｅ邋ｂｅｃａｕｓｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｆａｕｌｔ邋ｒｕｐｔｕｒｅ逡逑圖１－５斷層錯動導(dǎo)致石岡水壩斷裂逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－５邋Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｓｈｉｇａｎｇ邋Ｄａｍ邋ｂｅｃａｕｓｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｆａｕｌｔ邋ｒｕｐｔｕｒｅ逡逑土耳其Ｄｕｚｃｅ地震中（７．４級），北安納托利亞（Ｎｏｒｔｈ邋Ａｎａｔｏｌｉａ）斷層兩側(cè)形成逡逑１．５ｍ的永久位移，斷層從Ｂｏｌｕｌ號高架橋４５＃？４７＃橋徵之間傾斜穿過，在斷層作逡逑用下Ｂｏｌｕ高架橋遭到嚴(yán)重破壞，４５＃右墩和４７＃左墩均出現(xiàn)永久轉(zhuǎn)動Ｗ邋（如圖１－６逡逑所示）。逡逑２逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2732488