【摘要】：近年來,在遵循生態(tài)文明建設的前提下,國家已經逐漸加快交通橋梁紐帶建設的步伐,尤其是庫區(qū)深水大跨徑橋梁的建設。強震作用下,庫區(qū)水體引起的動水壓力會影響結構的動力特性以及地震響應,給橋梁造成不利影響。鑒于此,本文基于勢流體理論,依托雙河特大橋實際工程,建立了無水和滿庫狀態(tài)斜拉橋對比分析模型,主要研究了庫區(qū)水體對斜拉橋動力特性以及地震響應的影響機理,并結合本項目探討水深變化、內外域水、墩柱截面變化以及橋塔傾斜角度變化三類參數(shù)對橋塔地震響應的影響程度,為水與橋塔耦合效應在實際中的應用提供一定的參考指南。本文主要研究內容與結論如下:1.詳細介紹了現(xiàn)階段國內外關于墩水耦合作用的理論研究方法和現(xiàn)狀,并對我國公路、鐵路抗震設計規(guī)范和日本橋梁抗震設計規(guī)范關于動水壓力的計算辦法進行了總結;2.基于勢流體理論,針對無水、滿庫兩種狀態(tài)進行了縱+豎和橫+豎兩種地震作用下斜拉橋動力響應分析,研究發(fā)現(xiàn)庫區(qū)水體可以明顯降低斜拉橋自振頻率,且沿橋塔短邊方向自振頻率的減小幅度比沿橋塔長邊方向大;兩種工況地震作用下,滿庫狀態(tài)塔頂位移峰值以及塔底內力峰值較無水狀態(tài)有一定幅度的增加,且水體對于塔底剪力的影響最大;3.在地震作用下斜拉橋水-橋塔耦合效應研究的基礎上,探討外域水以及外域水+內域水與橋塔的耦合作用發(fā)現(xiàn):兩種工況下,橋塔自振頻率都會隨著橋塔入水深度的增加而降低。同一水深情況下,綜合考慮內域水+外域水作用對橋塔地震響應的影響要大于單獨考慮外域水的情況,因此設計時,應綜合分析內域水和外域水的共同作用;4.在地震作用下斜拉橋水-橋塔耦合效應研究的基礎上,探討截面變化對耦合效應的影響發(fā)現(xiàn),墩柱截面的變化可以改變水對墩柱動力響應的影響程度,優(yōu)化后的墩柱截面在實際中對水可以起到良好的分流作用,但由于墩-水接觸面增大,從而增大作用于墩柱壁面上的動水壓力,影響墩柱動力響應;5.在地震作用下斜拉橋水-橋塔耦合效應研究的基礎上,探討4種傾斜角度對耦合效應的影響發(fā)現(xiàn),傾斜角度的不同,水體對于橋塔自振頻率和地震響應峰值的影響程度也會有所差異。當傾斜角度在60°和90°之間時,水體對塔頂位移、塔底剪力以及彎矩的影響隨著角度的增加而減小,即橋塔越傾斜,水體對于結構地震響應影響程度越大。
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U448.27
【圖文】：

多座橋梁出現(xiàn)了阻礙交通運營的嚴重情況，需要緊急搶修，占了已建成總體橋梁的 9%[4]。例如在汶川地震中的廟子坪大橋（見圖 1-1），橋墩出現(xiàn)了不同程度的傾斜，有較大的墩頂位移，出現(xiàn)了落梁震害。該橋在地震時主墩淹沒深水達到了 45m左右，水庫正常蓄水時，淹沒深度將達近 100m。研究表明橋墩淹沒水深對結構自振頻率有一定影響。

這期間經歷了多少磨難與艱難險阻。18 世紀前葉，英國的工業(yè)革命像一臺動力十足的柴油機一樣迅速的加速了交通建設行業(yè)的發(fā)展，尤其是橋梁的建設。水泥、預應力混凝土的發(fā)明、實驗研究的發(fā)展和計算機的高尖端技術無一不是橋梁發(fā)展、進步強有力的保證。1855 年，由于水泥技術的發(fā)明，世界上建成了第一座利用水泥砂修建的石拱橋。由于鋼筋混凝土的各項性能不夠完美，承載能力有一定的局限性，當時的科學技術發(fā)展緩慢不足以支撐強大的橋梁行業(yè)，因此當時的橋梁在一段時間內的發(fā)展基本處在停滯期。不久之后，隨著預應力混凝土技術的橫空出世，橋梁的發(fā)展又進入了一個嶄新時期。1925 年，西班牙[5]首次建成了第一座以拉索作為承重體系，鋼筋混凝土作為主要材料的斜拉橋。1962 年，委Qg瑞拉馬拉博湖上建立了一座新型公路斜拉橋，自此行業(yè)慢慢進入了預應力混凝土斜拉橋的時代。

這期間經歷了多少磨難與艱難險阻。18 世紀前葉，英國的工業(yè)革命像一臺動力十足的柴油機一樣迅速的加速了交通建設行業(yè)的發(fā)展，尤其是橋梁的建設。水泥、預應力混凝土的發(fā)明、實驗研究的發(fā)展和計算機的高尖端技術無一不是橋梁發(fā)展、進步強有力的保證。1855 年，由于水泥技術的發(fā)明，世界上建成了第一座利用水泥砂修建的石拱橋。由于鋼筋混凝土的各項性能不夠完美，承載能力有一定的局限性，當時的科學技術發(fā)展緩慢不足以支撐強大的橋梁行業(yè)，因此當時的橋梁在一段時間內的發(fā)展基本處在停滯期。不久之后，隨著預應力混凝土技術的橫空出世，橋梁的發(fā)展又進入了一個嶄新時期。1925 年，西班牙[5]首次建成了第一座以拉索作為承重體系，鋼筋混凝土作為主要材料的斜拉橋。1962 年，委Qg瑞拉馬拉博湖上建立了一座新型公路斜拉橋，自此行業(yè)慢慢進入了預應力混凝土斜拉橋的時代。

【參考文獻】

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本文編號：2794987