本文關(guān)鍵詞：液化場(chǎng)地高鐵多跨簡支橋梁體系強(qiáng)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(jí)高烈度區(qū),地震引發(fā)的液化可能對(duì)高鐵橋梁造成嚴(yán)重的毀損,帶來不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。解決液化場(chǎng)地高速鐵路橋梁抗震問題的有效途徑是研究液化場(chǎng)地樁-土-橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)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(dòng)力相互作用問題主要分析方法。子結(jié)構(gòu)法中,采用動(dòng)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(duì)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(shí)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(chǎng)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(chǎng)地多跨簡支橋梁體系地震反應(yīng)數(shù)值模擬方法�；谧咏Y(jié)構(gòu)法,針對(duì)液化場(chǎng)地某高鐵五跨鋼筋混凝土簡支橋梁體系,將整個(gè)橋梁體系劃分成地基和上部結(jié)構(gòu)-群樁兩個(gè)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(chǎng)地土柱。同時(shí),基于OpenSees有限元計(jì)算平臺(tái)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(dòng)力Winkler地基梁模型模擬樁-土動(dòng)力相互作用。接著,借助有限元模型,分析液化場(chǎng)地多跨簡支橋梁體系在三條典型地震動(dòng)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(duì)液化場(chǎng)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(duì)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(dòng)峰值加速度和樁徑等因素對(duì)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(shì)和峰值大小,并分析在不同工況下土-結(jié)構(gòu)相互作用對(duì)多跨簡支橋梁體系地震反應(yīng)的影響。最后,為液化場(chǎng)地橋梁體系抗震設(shè)計(jì)提供初步建議。
【關(guān)鍵詞】：液化場(chǎng)地 子結(jié)構(gòu)法 樁-土-橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(dòng)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(chǎng)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(chǎng)地?cái)?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(jì)算模型21-24
• 2.5.2 橋臺(tái)的計(jì)算模型24-26
• 2.5.3 橋梁支座的計(jì)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(tái)的計(jì)算模型32-33
• 2.6 計(jì)算流程33
• 2.7 模態(tài)分析33-35
• 2.8 模型正確性驗(yàn)證35-36
• 2.9 本章小結(jié)36-37
• 第3章 液化場(chǎng)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(dòng)選取37-38
• 3.3 自由液化場(chǎng)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(tái)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(dòng)特性的影響效應(yīng)分析48-49
• 3.5.1 地震動(dòng)峰值加速度48
• 3.5.2 阿里亞斯強(qiáng)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(chǎng)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(dòng)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(chǎng)地橋梁體系抗震設(shè)計(jì)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(xiàn)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(hào)：556548