本文關(guān)鍵詞：液化場地高鐵多跨簡支橋梁體系強震反應(yīng)模擬方法與分析

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【摘要】：我國高速鐵路橋梁經(jīng)過大面積可液化土區(qū)域,且位于7~9級高烈度區(qū),地震引發(fā)的液化可能對高鐵橋梁造成嚴重的毀損,帶來不可估量的經(jīng)濟損失。解決液化場地高速鐵路橋梁抗震問題的有效途徑是研究液化場地樁-土-橋梁結(jié)構(gòu)動力相互作用問題,子結(jié)構(gòu)法和整體分析方法是分析樁-土-橋梁結(jié)構(gòu)動力相互作用問題主要分析方法。子結(jié)構(gòu)法中,采用動力Winkler地基梁法模擬樁-土相互作用是一種有效方法。目前,已有研究工作更多關(guān)注于液化對于橋梁樁基的破壞,而忽略上部橋梁結(jié)構(gòu)的尺寸效應(yīng)。為此,立足于高速鐵路橋梁工程實際,采用子結(jié)構(gòu)法,建立多跨簡支橋梁體系三維有限元數(shù)值模型,分析影響液化場地多跨簡支橋梁體系地震反應(yīng)及其影響因素。主要研究工作:首先,建立液化場地多跨簡支橋梁體系地震反應(yīng)數(shù)值模擬方法。基于子結(jié)構(gòu)法,針對液化場地某高鐵五跨鋼筋混凝土簡支橋梁體系,將整個橋梁體系劃分成地基和上部結(jié)構(gòu)-群樁兩個子結(jié)構(gòu)體系,并利用CYCLIC 1D一維有限元程序建立一維自由液化場地土柱。同時,基于OpenSees有限元計算平臺構(gòu)建三維樁-土-橋梁結(jié)構(gòu)體系有限元模型,其中,采用動力Winkler地基梁模型模擬樁-土動力相互作用。接著,借助有限元模型,分析液化場地多跨簡支橋梁體系在三條典型地震動作用下的地震反應(yīng),并探究土-結(jié)構(gòu)相互作用(包含液化效應(yīng))對液化場地高鐵多跨簡支橋梁體系地震反應(yīng)的影響。結(jié)果表明,土-結(jié)構(gòu)相互作用對多跨簡支橋梁體系的自振特性和墩頂位移、墩底彎矩和剪力影響顯著。最后,探討橋墩高度、橋墩配筋率、地震動峰值加速度和樁徑等因素對多跨簡支橋梁體系地震反應(yīng)的影響,主要關(guān)注橋墩墩頂位移、橋墩墩底彎矩、橋面板加速度和樁上彎矩的變化趨勢和峰值大小,并分析在不同工況下土-結(jié)構(gòu)相互作用對多跨簡支橋梁體系地震反應(yīng)的影響。最后,為液化場地橋梁體系抗震設(shè)計提供初步建議。
【關(guān)鍵詞】：液化場地 子結(jié)構(gòu)法 樁-土-橋梁結(jié)構(gòu)動力相互作用 數(shù)值模擬方法 地震反應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U442.55
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題背景與研究意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析11-16
• 1.2.1 簡支梁橋體系的典型震害類型11-12
• 1.2.2 樁－土－橋梁結(jié)構(gòu)動力相互作用分析方法12-16
• 1.3 主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線16-18
• 第2章 液化場地多跨簡支橋梁體系地震反應(yīng)數(shù)值模擬方法18-37
• 2.1 引言18
• 2.2 工程背景18-20
• 2.3 分析方法20
• 2.4 自由液化場地數(shù)值模擬方法20
• 2.5 樁－土－橋梁結(jié)構(gòu)體系數(shù)值模擬方法20-33
• 2.5.1 橋墩和樁的計算模型21-24
• 2.5.2 橋臺的計算模型24-26
• 2.5.3 橋梁支座的計算模型26-28
• 2.5.4 樁－土相互作用模擬方法28-32
• 2.5.5 上部結(jié)構(gòu)和承臺的計算模型32-33
• 2.6 計算流程33
• 2.7 模態(tài)分析33-35
• 2.8 模型正確性驗證35-36
• 2.9 本章小結(jié)36-37
• 第3章 液化場地多跨簡支橋梁體系地震反應(yīng)分析37-53
• 3.1 引言37
• 3.2 地震動選取37-38
• 3.3 自由液化場地地震反應(yīng)分析38-43
• 3.4 多跨簡支橋梁體系地震反應(yīng)分析43-48
• 3.4.1 橋墩地震反應(yīng)43-45
• 3.4.2 橋臺地震反應(yīng)45
• 3.4.3 橋面板地震反應(yīng)45-46
• 3.4.4 樁和土彈簧地震反應(yīng)46-48
• 3.5 地震動特性的影響效應(yīng)分析48-49
• 3.5.1 地震動峰值加速度48
• 3.5.2 阿里亞斯強度48-49
• 3.6 土－結(jié)構(gòu)相互作用的影響效應(yīng)分析49-51
• 3.6.1 橋梁體系模態(tài)分析50
• 3.6.2 橋梁體系地震反應(yīng)分析50-51
• 3.7 本章小結(jié)51-53
• 第4章 液化場地多跨簡支橋梁體系地震反應(yīng)影響因素分析53-68
• 4.1 引言53
• 4.2 橋墩高度53-57
• 4.2.1 橋墩地震反應(yīng)53-56
• 4.2.2 橋面板地震反應(yīng)56-57
• 4.3 橋墩配筋率57-59
• 4.4 地震動峰值加速度59-63
• 4.4.1 橋墩地震反應(yīng)60-63
• 4.4.2 樁地震反應(yīng)63
• 4.5 樁徑63-66
• 4.5.1 橋墩地震反應(yīng)63-65
• 4.5.2 樁的地震反應(yīng)65-66
• 4.6 液化場地橋梁體系抗震設(shè)計初步建議66-67
• 4.7 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論與展望68-70
• 參考文獻70-74
• 附錄 規(guī)范推薦的p-y曲線和t-z曲線74-79
• 致謝79

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本文編號：556548