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高墩大跨度连续刚构桥在长周期地震动作用下的响应分析
| 论文题名： | 高墩大跨度连续刚构桥在长周期地震动作用下的响应分析 |
| 关键词： | 高墩大跨;连续刚构桥;长周期地震;结构破坏;桩土效应;桥梁位移 |
| 摘要： | 相对于普通地震波，长周期地震波对高墩大跨度连续刚构桥等长周期结构动力响应的影响更大，此类大柔度结构的抗震问题也越来越严峻，已有较多长周期地震动造成造成大跨度桥梁、高层建筑等大柔度结构破坏的案例。桩土效应、桥墩高度及行波效应等因素都会对响应产生影响。研究长周期地震动对大跨桥梁、高层建筑等大柔度结构的影响，有重要意义。本文借助有限元软件ANSYS，着重研究了长周期地震动对高墩大跨刚构桥的影响，分析了桩土效应、墩高因素及行波效应对桥梁位移及内力响应的影响，得到以下结论: (1)长周期地震波具有持时长，加速度峰值较低的时域特性。通过傅里叶变换进行频域特性分析，发现长周期地震波的低频成分比较丰富，傅里叶谱的卓越成分比较明显，长周期地震波的加速度反应谱长周期成分明显比普通地震波谱值大。经过数据统计分析，得到具有一定适用范围的挑选长周期地震波的拟合公式。 (2)以普通地震波作为对比，在长周期地震波作用下，高墩大跨度连续刚构桥结构的位移响应更大，墩顶的位移响应增幅达到4倍，而且内力响应也达到数倍，主梁的竖桥向弯矩平均增幅为4倍。 (3)通过分析桩土相互作用效应对高墩大跨连续刚构桥响应的影响，发现考虑桩-土-结构相互作用效应时，桥梁的位移响应增大，同时桥梁的横桥向弯矩和横桥向剪力响应会有所减小。 (4)不同墩高的大跨连续刚构桥在长周期地震作用下的响应有较大差别，墩高越高，桥墩位移响应越大，同时桥墩剪力响应越小。 (5)考虑行波效应，采用相对位移输入地震波激励时，位移响应减小，内力响应比较复杂。内力响应在一些位置叠加得到加强，在另外一些位置削弱，没有一致的变化规律。 (6)本文分析了Lock-up装置的减震效果。Lock-up装置，不仅使主梁和桥墩的纵向位移得到控制，而且使横桥向的位移小幅度减小。 |
| 作者： | 王志潼 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 徐艳秋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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