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岩溶地基-基础相互作用对钢管混凝土拱桥抗震的影响
| 论文题名： | 岩溶地基-基础相互作用对钢管混凝土拱桥抗震的影响 |
| 关键词： | 钢筋混凝土拱桥;抗震性能;岩溶地基;数值模拟 |
| 摘要： | 我国的可溶性岩石分布面积占到了国土面积的1/3以上，尤其以桂、黔和滇东部地区分布最广。数十年来，随着西部大开发战略的推进，中国基础设施不断地发展，广西的交通建设也是突飞猛进，广西的境内建立起了一大批钢管混凝土拱桥。钢管混凝土拱桥由于其轻盈美观，具有优越的受力性能，工程造价低，施工方便，养护简便，跨越能力强等诸多优点，受到了桥梁建设者的拥护与推广，这些桥梁再所难免会穿过岩溶地区。我国所处的位置会受到太平洋板块、亚欧大陆板块和印度洋板块的挤压，导致我国是受到地震影响最严重的国家之一。目前，在岩溶地基上修筑拱桥主要的设计方法仍然采用常规设计方法或者经验法，这会无形中与实际状况出现偏差，特别是建筑的抗震分析时，会造成比较大的误差。因此，结合岩溶地基研究岩溶地基-基础-钢管混凝土拱桥的抗震分析显得尤为重要。 本文在专家学者研究的基础之上，通过数值模拟的方法对岩溶地基-基础相互作用对钢管混凝土拱桥的抗震做了以下几个方面的研究: (1)总结国内外对共同作用的研究现状，并在桥梁领域内所做过的研究也做了总结归纳。通过查阅相关的文献，了解岩溶地区的工程地质概况，得知岩溶地区最为显著的特点是广泛分布着大量的碳酸盐类岩石，其中红粘土是最具有代表性的土质。结合岩溶地基的特点以及可能出现的地质灾害，对岩溶地区地质灾害危险性进行评估，从而对地基病害对上部结构的作用进行评估。 (2)阐述地基-基础-上部结构相互作用的理论分析方法以及模型的种类，并对拱桥地震反应分析的方法做出了详细的描述，最终确定采用有限元法对共同作用的模型进行建立，地震反应分析则采用动力时程响应法。 (3)采用大型有限元分析软件ANSYS分别建立不考虑共同作用与考虑共同作用的模型，地基土选普通的碳酸盐类岩石，在EL-CENTRO地震波的作用下，对拱桥关键部位的位移、加速度、弯矩以及轴力等进行对比分析，结果表明:考虑共同作用的数据结果比不考虑共同作用的结果要大，即考虑共同作用的钢管混凝土拱桥在地震波作用下的动力响应会更加明显。 (4)地基土选用红粘土，分别建立含有溶洞以及不含溶洞的共同作用模型，在两个工况下，对拱桥位移、内力等结果进行对比分析，结果表明:含有溶洞的计算结果比不含溶洞的结果普遍要大，即溶洞的存在会对钢管混凝土拱桥共同作用体系在地震波作用下的动力响应产生一定的影响，为桥梁的抗震加固设计提供了一定的参考。 |
| 作者： | 郭晓 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 谢开仲;罗吉智 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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