發(fā)布時間：2017-09-30 08:08

  本文關鍵詞：強震作用下曲線連續(xù)梁橋碰撞響應分析

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【摘要】：橋梁是交通網絡的樞紐工程,曲線連續(xù)梁橋由于其對空間和線形的限制有著良好的適應性,在高速公路的中小橋梁、公路及城市道路的立交工程、大型跨河橋梁兩端的引橋中有著廣泛的應用。同時由于結構的不規(guī)則性,曲線橋梁是地震中的易損結構,一旦遭遇強烈地震破壞,不僅會導致巨大的經濟損失,而且震后修復極其困難,所以曲線橋梁的抗震防災問題一直受到學術界和工程界的高度重視。多次強烈地震中的橋梁結構震害表明,相鄰結構的碰撞是引起結構破壞的主要原因。而曲線橋梁由于結構平面曲率的影響和相鄰跨墩高的不同,導致動力特性差異較大,更易引起相鄰構件的碰撞。2008年我國汶川地震中,有很多橋梁由于碰撞而導致破壞,其中曲線橋的破壞尤為明顯。因此,本文針對強震作用下曲線橋梁的碰撞響應展開研究,以期了解曲線橋梁的碰撞機理,對曲線橋梁的抗震減災設計提供一些參考。本文主要研究內容如下:①總結并討論了橋梁碰撞的理論分析、試驗和分析模型研究現(xiàn)狀以及橋梁抗震和碰撞反應分析方法。對橋梁地震碰撞作用的模擬方法,即恢復系數(shù)法、接觸單元法及三維接觸摩擦單元方法進行了對比分析,為考慮曲線梁橋的不均勻碰撞,提出采用基于三維接觸摩擦方法進行曲線梁橋的碰撞反應分析。②以西南山區(qū)高速公路常用的雙柱式橋墩橋梁為工程背景,基于ABAQUS平臺建立了曲線橋三維有限元實體單元模型。為更好的模擬和研究伸縮縫處的碰撞響應,又保證計算的可行性,采用多尺度法來劃分網格,針對接觸碰撞部分建立精細有限元模型,其它部位采用較大的網格尺寸。結合罰函數(shù)法和接觸搜索算法,建立能考慮曲線梁相鄰構件間不均勻碰撞的三維接觸碰撞分析模型。③通過非線性動力時程方法分析曲線橋的碰撞響應,發(fā)現(xiàn)強震作用下曲線橋極易發(fā)生碰撞,且碰撞瞬間產生很大的碰撞力,導致鋼筋混凝土受壓和受拉損傷�？紤]碰撞響應顯著增加了主梁的徑向位移,對墩頂位移和墩底扭矩也有明顯影響,進一步加劇了橋墩的破壞,因此在曲線梁橋抗震設計中應考慮碰撞響應對結構的影響,并積極采取減輕碰撞響應的措施。④探討了曲率半徑、伸縮縫間距、橋墩高度以及地震動輸入方式對碰撞響應的影響。研究表明,曲率半徑小的橋梁更易受到扭轉偏心的影響,伸縮縫處相鄰構件一般發(fā)生局部碰撞,而直線橋主要是相鄰構件間發(fā)生點對點的正面碰撞。相鄰構件的伸縮縫間距對碰撞有明顯影響,伸縮縫間距比較小時,發(fā)生的碰撞次數(shù)比較多,但碰撞力比較小;當伸縮縫尺寸增大時,碰撞次數(shù)雖然減少,但碰撞力增大。橋墩墩高增大會增加伸縮縫處的碰撞力,不等高墩的碰撞力大于等高墩的碰撞力。地震動的輸入角度,對伸縮縫處的碰撞響應有明顯差異,輸入方向與伸縮縫方向的夾角越大,越容易發(fā)生縱向碰撞,且碰撞產生的碰撞力比較大。不同地震動對結構的碰撞響應有明顯差異,通常地震動雙向輸入時的碰撞應力比單向輸入時大。
【關鍵詞】：曲線連續(xù)梁橋 地震作用 碰撞響應 接觸單元 實體模型
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U442.55
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-24
• 1.1 引言10-11
• 1.2 橋梁震害現(xiàn)象及分析11-16
• 1.2.1 主梁、橋臺和擋塊的破壞11-13
• 1.2.2 支座的破壞13-14
• 1.2.3 橋墩的破壞14-15
• 1.2.4 震害總結15-16
• 1.3 橋梁碰撞的研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3.1 橋梁碰撞理論研究16-18
• 1.3.2 橋梁碰撞試驗研究18
• 1.3.3 橋梁碰撞模型研究18-20
• 1.4 橋梁碰撞影響因素20-22
• 1.4.1 相鄰結構動力特性差異20
• 1.4.2 地震動的空間效應20-21
• 1.4.3 橋梁相鄰結構間距21
• 1.4.4 土-基礎相互作用21-22
• 1.5 研究目的和研究內容22-24
• 1.5.1 研究目的22
• 1.5.2 研究內容22-24
• 2 橋梁抗震及碰撞理論分析24-42
• 2.1 引言24
• 2.2 橋梁地震反應分析方法24-26
• 2.2.1 靜力法24
• 2.2.2 動力反應譜法24-25
• 2.2.3 時程分析法25-26
• 2.2.4 隨機振動法26
• 2.3 接觸碰撞模擬分析方法26-34
• 2.3.1 恢復系數(shù)法26-27
• 2.3.2 接觸單元法27-31
• 2.3.3 三維接觸-摩擦單元法31-34
• 2.4 接觸碰撞的有限元求解方法34-40
• 2.4.1 隱式解法34-38
• 2.4.2 顯式解法38-40
• 2.4.3 對比顯式和隱式40
• 2.5 本章小結40-42
• 3 曲線連續(xù)橋梁分析模型42-60
• 3.1 引言42
• 3.2 工程概況42-45
• 3.3 有限元分析模型45-56
• 3.3.1 單元類型45
• 3.3.2 本構模型45-50
• 3.3.3 接觸模擬50-53
• 3.3.4 有限元模型53-54
• 3.3.5 結構阻尼54-56
• 3.4 動力特性分析56-58
• 3.5 本章小結58-60
• 4 地震作用下曲線橋碰撞響應分析60-76
• 4.1 引言60
• 4.2 地震波的選取與輸入60-62
• 4.2.1 地震波的選取60-62
• 4.2.2 地震動的輸入62
• 4.3 伸縮縫處碰撞響應及損傷62-68
• 4.3.1 伸縮縫處相鄰結構間的碰撞力63-64
• 4.3.2 伸縮縫接觸面的碰撞應力64-65
• 4.3.3 伸縮縫邊緣處節(jié)點的碰撞應力65-67
• 4.3.4 伸縮縫相鄰結構的損傷67-68
• 4.4 碰撞響應下相鄰結構位移變化68-71
• 4.4.1 短聯(lián)伸縮縫處位移68-69
• 4.4.2 中間伸縮縫處位移69-70
• 4.4.3 長聯(lián)伸縮縫處位移70
• 4.4.4 主梁扭轉70-71
• 4.5 碰撞響應下橋墩受力變化71-74
• 4.5.1 墩頂位移72
• 4.5.2 墩底剪力72-73
• 4.5.3 墩底彎矩73-74
• 4.5.4 墩底扭矩74
• 4.6 本章小結74-76
• 5 其他因素對碰撞響應的影響76-102
• 5.1 引言76
• 5.2 曲率半徑對碰撞響應的影響76-82
• 5.2.1 不同曲率半徑的橋梁模型76-77
• 5.2.2 曲率半徑對結構動力特性的影響77
• 5.2.3 分析結果77-82
• 5.3 伸縮縫間距對碰撞響應的影響82-86
• 5.3.1 不同伸縮縫間距的曲線橋模型82
• 5.3.2 伸縮縫間距對結構動力特性的影響82-83
• 5.3.3 分析結果83-86
• 5.4 墩高變化對碰撞響應的影響86-91
• 5.4.1 不同墩高的曲線橋模型86-87
• 5.4.2 墩高變化對結構動力特性的影響87
• 5.4.3 分析結果87-91
• 5.5 地震動輸入對碰撞響應的影響91-100
• 5.5.1 不同輸入角度的影響91-93
• 5.5.2 不同地震動的影響93-100
• 5.6 本章小結100-102
• 6 結論與展望102-104
• 6.1 結論102-103
• 6.2 展望103-104
• 致謝104-106
• 參考文獻106-110

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1 任淑芳,郭國會;連續(xù)梁橋損傷診斷的單元模態(tài)能量比法研究[J];昆明理工大學學報;2000年06期

2 尹娟,郭秀文;基于柔度改變的連續(xù)梁橋損傷診斷研究[J];華東公路;2001年03期

3 藍建中;對現(xiàn)澆鐵路連續(xù)梁橋整體模塊的力學探討[J];上海鐵道科技;2002年04期

4 王軍文,李建中,范立礎;連續(xù)梁橋縱向地震碰撞反應參數(shù)研究[J];中國公路學報;2005年04期

5 蔣定宇;;特大連續(xù)梁橋合龍方法研究[J];施工技術;2006年S1期

6 李名佳;高日;李承根;;連續(xù)梁橋耗能減震設計新方法[J];低溫建筑技術;2010年09期

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8 胡薇;袁萬城;楊智;;連續(xù)梁橋船撞響應的簡化分析研究[J];結構工程師;2011年06期

9 王鵬;;淺析連續(xù)梁橋施工要點及監(jiān)測控制[J];商品混凝土;2012年09期

10 孫全勝;李大杰;;超長聯(lián)大跨連續(xù)梁橋合龍順序分析[J];世界橋梁;2012年05期

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1 羅玲;;介紹一座鋼箱連續(xù)梁橋的設計[A];中國土木工程學會市政工程專業(yè)委員會第一次城市橋梁學術會議論文集[C];1987年

2 杜曉雷;馬萬權;李建中;;地震作用下連續(xù)梁橋固定墩受力的探討[A];中國公路學會橋梁和結構工程學會2003年全國橋梁學術會議論文集[C];2003年

3 徐錫瑤;;園弧曲線連續(xù)梁橋的計算[A];中國土木工程學會市政工程專業(yè)委員會第一次城市橋梁學術會議論文集[C];1987年

4 周世軍;王華廉;;斜支承箱形連續(xù)梁橋的彎扭特性[A];全國橋梁結構學術大會論文集（下冊）[C];1992年

5 殷海軍;王志強;胡世德;;連續(xù)梁橋設置阻尼器參數(shù)分析[A];第八屆全國振動理論及應用學術會議論文集摘要[C];2003年

6 孫中華;徐錫燕;馮泉鈞;;連續(xù)梁橋施工中兩大問題的探討[A];全國城市公路學會第十八屆學術年會論文集[C];2009年

7 景慶新;孫建淵;石洞;蔡方毅;;拱式連續(xù)梁橋的彈塑性穩(wěn)定研究[A];中國土木工程學會橋梁及結構工程學會第十三屆年會論文集（上冊）[C];1998年

8 杜思義;陳淮;殷學綱;;基于應變模態(tài)的連續(xù)梁橋損傷識別研究[A];第十二屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅲ冊[C];2003年

9 孫宗光;陳宏廣;李曉飛;;曲線連續(xù)梁橋支承體系受力與變形分析[A];第十三屆全國結構工程學術會議論文集（第Ⅰ冊）[C];2004年

10 劉洪兵;朱f^;;大跨連續(xù)梁橋在空間變化地震動下的響應[A];第八屆全國結構工程學術會議論文集（第Ⅲ卷）[C];1999年

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1 本報記者　杜若原;荊江彩虹連鄂湘[N];人民日報;2002年

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1 盛可鑒;簡支轉連續(xù)梁橋的幾個關鍵問題研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

2 王立峰;大角度V撐蝶形拱式連續(xù)梁橋受力性能的研究[D];東北林業(yè)大學;2013年

3 孫松建;連續(xù)梁橋地震損傷控制與數(shù)值模擬[D];天津大學;2012年

4 張通;大跨剛構—連續(xù)梁橋的全壽命性能監(jiān)測與分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

5 周大興;考慮土—結構相互作用大跨徑連續(xù)梁橋抗震性能研究[D];北京工業(yè)大學;2012年

6 孫平義;異形連續(xù)梁橋動力特性計算及損傷識別方法[D];吉林大學;2014年

7 龍曉鴻;斜拉橋及連續(xù)梁橋空間地震反應分析[D];華中科技大學;2004年

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1 周東東;小邊跨PC連續(xù)梁橋靜力分析及設計參數(shù)研究[D];長安大學;2015年

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6 王學權;地震作用下連續(xù)梁橋橫向碰撞效應研究[D];蘭州交通大學;2015年

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9 李名佳;防屈曲耗能支撐在連續(xù)梁橋縱向減震中的應用研究[D];北京交通大學;2010年

10 張業(yè)平;連續(xù)梁橋結構體系的可靠度研究[D];合肥工業(yè)大學;2004年

，

本文編號：947053